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當前新能源汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，財政補貼逐漸退坡，產(chǎn)業(yè)鏈資金緊張、成本壓力山大；同時(shí)電動(dòng)汽車(chē)起火等安全事故頻發(fā)，動(dòng)力電池安全技術(shù)難題亟待破解；長(cháng)續航里程需求呼喚更高能量密度的動(dòng)力電池。近日，天津力神電池股份有限公司執行副總裁兼研究院院長(cháng)周江介紹了力神電池在產(chǎn)品研發(fā)方面的技術(shù)創(chuàng )新。

多樣化產(chǎn)品矩陣

據周江介紹，力神電池的動(dòng)力電池產(chǎn)品矩陣，整體上來(lái)講可以分為高比能量和高功率兩條線(xiàn)路，并且對方形、軟包和圓柱電池三種類(lèi)型都有所布局。目前，力神電池50Ah的方形電池已經(jīng)量產(chǎn)出貨，2020年會(huì )開(kāi)發(fā)60Ah的電池。

眾所周知，近年來(lái)為了提升新能源汽車(chē)動(dòng)力電池能量密度、降低成本，圓柱電池領(lǐng)域掀起了從18650向21700升級換代的潮流。自從全球電動(dòng)汽車(chē)明星特斯拉讓21700電池大放異彩之后，國內外相關(guān)企業(yè)趨之若鶩研發(fā)生產(chǎn)21700電池，宣告全球動(dòng)力電池正式進(jìn)入21700時(shí)代。

力神電池是國內最早量產(chǎn)21700電池的企業(yè)之一，早在2017年7月，力神電池就宣布其21700產(chǎn)線(xiàn)正式投產(chǎn)，這條產(chǎn)線(xiàn)是國內首家為21700產(chǎn)品定制的產(chǎn)線(xiàn)。2018年6月，搭載力神電池蘇州基地生產(chǎn)的21700三元動(dòng)力電池的江淮iEV6ES上市，系國內首款搭載21700三元電池的乘用車(chē)。

“力神21700電池從2018年開(kāi)始到今年出貨已經(jīng)有1.01GWh，裝配了19000輛車(chē)，目前為止運行比較良好?！敝芙榻B道，目前力神電池生產(chǎn)的4.5Ah的21700電芯能量密度可達220wh/kg，2020年年初會(huì )量產(chǎn)4.8Ah的電池，在材料方面提高了硅的含量，電芯能量密度能夠做到245wh/kg。

據周江介紹，力神電池的軟包動(dòng)力電池雖有布局但還未量產(chǎn)，目前仍然處于開(kāi)發(fā)階段?！爸饕歉鷩獾目蛻?hù)合作開(kāi)發(fā)的項目，正極材料是811，負極材料是石墨，含硅的體系計劃在2021年上半年量產(chǎn)，高功率電芯已經(jīng)有國際車(chē)廠(chǎng)的定點(diǎn)項目，能量密度能夠做到260Wh/kg。”周江解釋說(shuō)。

在安全性方面，力神的軟包電池能夠實(shí)現45℃循環(huán)675次后電池通過(guò)熱箱測試，電芯無(wú)漏液、不起火、不爆炸。周江表示，在循環(huán)方面，25℃條件下可以做到1500次，高溫條件下可以做到1100次。在快充方面，15分鐘可充50%的電，30分鐘可以充80%的電。正如周江所說(shuō)，“電芯雖然能量密度很高，我們依然可以做到相對快充的性能?！?/p>

周江還談到，力神電池承接的重大國家項目，其容量77Ah的軟包電池產(chǎn)品，電芯能量密度可達303Wh/kg，目前已經(jīng)做到B樣階段，正朝著(zhù)C樣和SVP在開(kāi)發(fā)。

找到完美平衡點(diǎn)

從某種程度上來(lái)講，電池的能量密度越高其安全性就越低。周江表示，從整體上來(lái)講，未來(lái)的新能源汽車(chē)會(huì )要求越來(lái)越長(cháng)的續駛里程，研發(fā)高能量電芯是一個(gè)必然趨勢。所以這就需要化解高能量密度和安全性之間的矛盾，周江提出的解決思路是：找到一個(gè)平衡點(diǎn)。 

“從改善過(guò)程入手，持續改善高比能電池的性能，現階段來(lái)講徹底地解決安全性問(wèn)題不太現實(shí)，我們能做到的是不斷拓寬安全邊界，讓客戶(hù)更加放心使用我們的電池，我們需要在過(guò)程、性能、安全性之間找到一個(gè)完美的平衡，這是從技術(shù)人員的角度講要做的工作?！敝芙忉尩?。

周江指出，高鎳材料的界面因為很高的氧化性，很容易發(fā)生反應，產(chǎn)生一些比如***等有害的氣體，這是目前學(xué)界研究的一個(gè)難點(diǎn)。此外，硅材料如果膨脹非常大，會(huì )導致材料粉化、增加內阻；如果膨脹過(guò)于劇烈，還會(huì )給力學(xué)結構上帶來(lái)一些新問(wèn)題。

周江表示，使用高鎳的材料，不管是811還是NCA，會(huì )面臨一些循環(huán)和存儲的問(wèn)題。特別是在高溫條件下，與低鎳相比高鎳材料容易產(chǎn)氣和開(kāi)裂等，安全性也不好?！皩τ诠鑱?lái)講，容易膨脹和低能守效，都是一個(gè)問(wèn)題，要在設計開(kāi)發(fā)階段找到一個(gè)完美的平衡?！敝芙劦?。

特別值得一提的是，在改善正極材料表面的穩定性方面，周江介紹，力神電池采取了新的包覆技術(shù)，有效地改善了高鎳正極材料的表面性能，極大地降低了高溫存儲后的內阻增長(cháng)。

“如果阻抗很大的話(huà)，輸出功率會(huì )極致地下降。Service內阻的變化，改善前不能滿(mǎn)足要求，改善后還不錯，30多天直流內阻增長(cháng)6%-7%左右，新的包覆技術(shù)能夠穩定高鎳正極材料的表面?！敝芙e例說(shuō)明。