技术多元化格局下 磷酸铁锂电池创新空间有多大

发布时间:2024-09-23 03:09    来源:中国汽车报网   关键词:

据能源圈了解到,新能源汽车产业蓬勃发展的进程中,作为核心部件,动力电池的技术创新扮演着重要角色。新能源汽车的安全性、可靠性、续驶里程、成本等关键指标,动力电池技术都起着决定性作用。

当下,我国新能源汽车动力电池技术创新呈现出从材料创新到技术创新,百花齐放、百舸争流的格局。越来越多的主流整车企业、电池企业都在加大力度研发能够充分满足产业和市场需求的高安全、高性能、高性价比的动力电池,在技术多元化的格局下,积极探寻动力电池创新的“最佳路径”和“最佳方案”。

根据乘联会的数据显示,今年1~8月中国汽车行业累计销售新能源汽车601.6万辆,同比增长35.3%。8月的新能源车渗透率连续第二个月超过50%,达53.9%。同期,根据动力电池行业数据显示,今年1~8月,我国动力电池累计装车量292.1GWh,累计同比增长33.2%。

“动力电池的技术水平和发展状况,将在很大程度上影响着新能源汽车产业的未来走向。动力电池技术就如同电动车的‘心脏’,为车辆提供源源不断的发展动力。一辆电动车品质的‘高’与‘低’,与动力电池的技术密不可分。动力电池是电动汽车的核心技术,只有做好电池,才能做好电动汽车,才能引领汽车产业迈向更加绿色、智能的未来。这不仅是对消费者的负责,更是对整个电动汽车产业未来的担当。”日前,中国电动汽车百人会副秘书长师建华在2024动力电池发展趋势论坛现场说。

磷酸铁锂电池装车量占据优势

国内企业纷纷加大布局

在众多新材料中,磷酸铁锂电池并不算“新”。不过,凭借稳定的安全性、较长的使用寿命、较快的充电速度、较高的环保性能等优势,磷酸铁锂电池仍是现阶段的主流。

根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据,今年前7个月,我国动力电池累计装车量达到244.9GWh,同比增长32.8%。其中,磷酸铁锂电池累计装车量达到171.1GWh,占总装车量的69.9%,同比增长36.3%,占据市场主流。在出口方面,磷酸铁锂电池也表现出强劲增长。今年1~7月,我国磷酸铁锂电池累计出口量为27.4GWh,同比增长41.1%,占比达到39.3%。

近来,国内主流电池企业也加大了在全球范围内的磷酸铁锂电池布局。7月初,中国远景科技集团旗下公司远景动力在西班牙建设的超级电池工厂奠基,该工厂将成为欧洲首个磷酸铁锂电池超级工厂,预计2026年投产;不久前,宁德时代与LG新能源公司合作,双方将为雷诺电动汽车子公司供应磷酸铁锂电池。

“锂电池一直以来都是电储能重要的载体,在汽车产业领域,电动车的快速发展推动了锂电池的技术革新。而想要持续推动锂电池的技术革新,必须从底层逻辑上重视材料创新与结构创新,所以,动力电池未来发展方向包括提高比能量密度,如开发固体锂电池,采用固体电解质,解决安全性问题,增加比能量密度,从聚合物电解质向氧化物半固态电池、硫化物和卤化物全固态锂电池发展。同时,钠离子电池作为新思想,具有价格便宜、使用温度宽等优点,但比容量密度低,目前无法完全取代锂电池。”谈及动力电池技术路线的发展及对未来的判断,中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌表示。

技术持续进化 磷酸铁锂电池优势明显

中国汽车技术研究中心首席科学家,新能源专项总工程师王芳指出,随着新能源汽车的快速发展,消费者对续航、补能、安全和回收等方面的需求推动了动力电池的技术革新。在材料和结构创新方面,如短刀电池等结构创新以及体系创新中的固态化尝试,不仅提升了能量密度,也在一定程度上提高了安全性。热扩散测试结果显示,越来越多的电池能够在测试中做到不起火,证明了中国电池安全性的不断提升。安全性是锂电池最重要的指标,短刀电池是新一代高安全性的磷酸铁锂电池。

作为近来逐渐兴起的新型动力电池技术,目前包括蜂巢能源、吉利汽车等企业纷纷投入了研发并推出了相关的产品。那么短刀电池究竟具备哪些优势?

作为短刀电池研发的助力车企之一,吉利汽车研究院新能源开发中心电池系统部部长姜云启表示, 短刀电池在结构设计上更加紧凑,能够更好地适应不同车型的空间需求。这使得它在安装和布局上具有更大的灵活性,为汽车设计师提供了更多的可能性,满足了消费者对于车辆空间利用和个性化设计的需求。“在性能方面,短刀电池在磷酸铁锂体系中的表现也很出色。以吉利神盾短刀电池为例,它具备更高的能量密度,体积利用率提升50%以上;拥有更长的电池寿命,安全使用寿命超100万公里,电芯循环寿命达3500次;具有更好的低温工作性能,低温续航保持率高;采用碳纳米管技术,电芯从10%充至80%仅需17分钟。在安全性能方面,采用 ‘湿法双涂层隔膜’、自熔断技术设计等技术,通过8针同刺挑战,在生产基地采用全新自研MES可追溯数字化系统确保安全可控。PACK部分从结构设计和热管理方面提升安全性能,经过严苛测试并获得证书。架构层级采用CTB构型,提升安全和性能,可做到侧柱碰电芯0侵入。”他说。

据了解,此前在中汽中心的动力电池品质挑战中,吉利神盾短刀动力电池获得品质挑战证书。中汽中心新能源检验中心能源系统部部长刘磊表示,这基于神盾电池从材料、结构创新和管理系统三个层面提升了安全性。材料层面通过设计提升安全性;结构创新方面,电芯结构和系统集成层面的创新对安全性提升有帮助;管理系统方面,724小时全程监护很关键。

共赴动力电池下一程

动力电池技术的持续创新,关乎新能源汽车产业的健康可持续发展。在技术多元化格局下 ,多方合力探寻动力电池创新的“最佳方案”。在这个过程中,行业企业不能只追求速度,更要注重安全、质量和可持续性。同时要深入研究市场需求和技术趋势,制定科学合理的发展战略。在顺应时代潮流和尊重产业发展客观事实的基础上,充分考虑安全性能、环境保护、能源可持续利用以及社会经济发展等多方面因素。

安全、质量、性能、成本如何更科学地兼顾,是动力电池产业乃至新能源汽车产业未来需要持续努力的方向。对此,俄罗斯工程院外籍院士,浙江大学求是科研教授,中科院客座教授熊树生表示,磷酸铁锂电池最大优点是安全性,适合作为车用动力电池。短刀电池就是在磷酸铁锂的基础上进行改进和创新,实现安全性更高、寿命更长且快充性能优越的解决方案。短刀电池尺寸短利于大规模产业化生产,降低成本。其性能优异,低温换电和能量密度表现出色,是动力电池发展的重要方向,同时能有效降低整车成本。

“新能源车的快速增长,动力电池技术的提升是关键。汽车动力电池使用寿命对保值率有更大的推动作用,安全性更高、性能更加稳定、使用寿命更长的动力电池产品,也将助力未来中国汽车在全球范围影响力的提升,包括中国汽车的保值率美誉度获也会得更好地提升。” 中国汽车流通协会汽车市场研究分会(乘用车市场信息联席会)秘书长崔东树说。

崔东树强调,中国汽车行业发生本质变化,新能源车快速增长,而电池是关键。汽车电池使用寿命对保值率有更大的推动作用,降低先进技术和优良的功率,尤其像吉利短刀电池产品,未来在世界范围之内都有很好的接受度,也使中国汽车的保值率美誉度获得更好的提升。

谈及动力电池的品质与安全,刘磊认为,未来中国动力电池可从材料、结构创新、管理系统以及智能传感技术应用等方向努力提高安全性,这些技术虽未成熟,但高校、研究机构和企业正在探索,有望为电池安全提供技术支持。

资讯来源:中国汽车报网

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