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遨优艾群:富锂锰基或将成为未来动力电池主流

来源:新材料在线|

发表时间:2021-07-23

点击:23770



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《大国之材》原创文章,转载请联系微信:EILIG2014

新材料在线 ID:xincailiaozaixian

图片:受访人提供、图虫创意


电动汽车之争,关键之一在电池上。动力电池成本和效率一定程度上决定了一辆电动汽车的总成本,也决定了驾驶性能。


浙江遨优动力系统有限公司(下称“遨优动力”)副总经理艾群在参加“2018中国新能源汽车产业峰会暨第五届中国动力电池大会”时接受了《大国之材》的专访,围绕着新能源汽车动力电池、行业政策、技术及企业发展等角度,解读了当今产业和技术发展的现状及趋势。


01

电池升级需转型 科技与成本如何协调


随着国家对新能源汽车性能标准的不断提高,政策性补贴的持续退坡,以三元、磷酸铁锂、锰酸锂产品为主流的电池产品已经很难平衡成本及续航里程的要求。


因而,研究开发新一代动力锂电池是未来锂电池材料及技术发展的必然趋势。


“遨优作为动力电池厂家,如何在后补贴时代能够站住脚,拥有一席之地,富锂锰基动力电池算是秘密武器。”艾群说。


据了解,遨优动力的富锂锰基电池正处于初步应用阶段,其镍+钴的含量仅为三元锂电池的1/3,量产1吨可减少5-6万的成本。


如果富锂锰基实现产业化,其成本将大幅降低,或将低于锰酸锂的成本。


艾群表示,富锂锰基动力电池集锰酸锂、三元、磷酸亚铁锂的优势于一体:成本低、能量密度高、寿命长,如果发展顺利,预计两到三年内会成为动力电池的主流产品,为电动汽车普及提供保证。


她还表示,富锂锰基电池的成本从正极材料来看,可以低于三元材料20%-40%。目前三元材料价格在18-23万,富锂锰材料基本上可以达到12-16万之间。随着碳酸锂的价格回到正常水平,富锂锰材料的价格还可能进一步降低。


就正极材料方向而言,富锂锰基材料同时具备工作电压高和克容量高的优势,随着未来高电压电解液技术的成熟,富锂锰基动力电池或将成为未来高比能锂动力电池的主流产品。


除此之外,富锂锰还具备能量密度优势和安全优势,可以做到钴、镍的含量只有三元的1/3左右,甚至可以做到不含钴,正极容量最高达到300mA/g。“如能发挥出全部容量,可以做到350Wh/kg。艾群表示,它是现行状态下最有前途的一款材料。


在她看来,富锂锰基电池的长寿命、高安全、低成本,可以在没有补贴的情况下让老百姓买得起,是解决动力电池成本压力的新产品。


02

动力电池换新装 富锂锰基领方向


2017年12月,遨优动力发布了全球首款商用富锂锰基电池,备受业界关切。


艾群表示:“新能源汽车是未来出行的最佳工具,所以全世界的电池专家们都在进行电芯的电化学优化、增强可持续性、降低成本的研究。”


当问及遨优动力是如何解决动力电芯单体能量密度普遍较高,但成组后能量密度普遍偏低的问题时,艾群表示,造成系统能量密度低主要原因还是电池系统的成组层级太多,电池单体容量偏小及电池系统轻量化设计不够造成目前考虑到电池的安全性及可靠性,电池系统成组效率基本上大概在60~70%左右。


她指出,盲目追求系统能量密度是不对的,这样更容易造成安全隐患,遨优动力始终将系统安全及性能放在第一位,坚持采用特有的双重保护成组技术等,在此基础上通过以下几方面来提高系统能量密度:


一、单体大容量化设计,可以减少模组的结构件,提高模组的能量密度。


二、减少系统层级,尽可能的大模组化设计,减少结构件,提高成组效率及能量密度。


三、选用高强度,低密度材料,通过拓扑优化,去掉多余材料,机械仿真与测试验证相结合,确保轻量化设计满足产品要求,从而提高系统能量密度。


据艾群介绍,遨优动力专注于高性能动力电池的研发和制造,研发团队潜心8年,找到并实现了世界首款富锂锰基产品的面世,72款产品通过了工信部的审核。


目前的产品类型适配对象为乘用车和高端商用巴士、物流车等。


03

软包电池会否成为新大陆?


遨优动力的富锂锰基电池属于软包电池,公司十分关注软包电池的发展。


与方壳电池相比,软包电池耐挤压,较难发生剧烈爆 炸,安全优势明显。此外,软包电池还支持大倍率放电。


据悉,软包电池是从1997年到2000年发展起来的,最早用于消费电子、无人飞机、电动自行车等,从2005年开始渐渐向动力电池发展。


软包装电池最早是日产聆风,在叠片工艺软包装最早做。


虽然软包电池的缺点是包装膜比较薄,易腐蚀,且至今仍不能彻底解决。但是从整体性能和安全角度而言,软包电池是很好的选择。


较高的安全性、充放电倍率和循环寿命是软包电池的独特优势。


“作为以软包电池为主的企业,遨优的软包电池在安全性上有巨大优势。遨优软包电池最大的区别就是双重保护,可以防止软包装外表脆弱,防止电解液流出导致短路和燃烧,安全性能非常高。”艾群说。


今年,遨优动力会逐步推出富锂锰产品,先在A00级车上验证,然后随着技术提升会逐渐向主流车厂进军。


据了解,遨优充分利用软包装叠片工艺的优势,在设计方面灵活满足整车需求。其系列分乘用车、商用车、物流车等。


有业内人预计,2025年,国内的动力电池需求将达到500GWh。届时,软包的自动化程度或将跟上预计的发展步伐。


艾群认为,按照国内现在的发展速度,2020年动力电池系统能量密度需要达到300Wh/kg,系统成本要低于1.3元/Wh;2025年达到400Wh/kg,系统成本小于1元/Wh;2030年达到500Wh/kg,系统成本小于0.8元/Wh。


遨优的目标是在2020年将动力电池系统能量密度提升至300Wh/kg,现阶段遨优的动力电池产品循环已经达到2000次以上的充放电循环,单体能量密度达到260Wh/kg,乘用车系统能量密度达到160 Wh/kg,大巴车系统能量密度达到140 Wh/kg。


对此,艾群强调,随着技术不断突破、进步,未来值得期待。


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THE END





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