中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:隨著人們對(duì)電池續(xù)航里程能力要求的不斷提高,眾多電池生產(chǎn)企業(yè)也將提升電池能量密度作為主要研發(fā)方向之一。科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼于4月26日在2016中國(guó)汽車(chē)論壇上表示,今后五年要努力把動(dòng)力電池單位能量密度提高一倍,把制造成本降低50%,使單位電池能量達(dá)到300瓦時(shí)以上的同時(shí),成本降至1元以下。
近日,超威集團(tuán)發(fā)布消息,消息稱(chēng)超威集團(tuán)旗下子公司浙江超威創(chuàng)元實(shí)業(yè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)超威創(chuàng)元)在圓柱18650鋰電電芯研發(fā)方面取得新進(jìn)展,新研發(fā)出的圓柱18650鋰電電芯容量一舉突破3000mAh“大關(guān)”,達(dá)到4050mAh,比能量已超過(guò)300wh/kg,提前實(shí)現(xiàn)科技部所給出的目標(biāo)。
對(duì)此,我們對(duì)超威創(chuàng)元技術(shù)總監(jiān)任寧進(jìn)行了獨(dú)家采訪,采訪過(guò)程中任寧也逐漸揭開(kāi)了超威創(chuàng)元18650-4050mAh電芯的神秘面紗。
據(jù)任寧介紹,超威創(chuàng)元18650-4050mAh電芯比能量可達(dá)306Wh/kg,可以說(shuō)提前完成了科技部“2020年的動(dòng)力電池單體比能量300Wh/kg”的目標(biāo)。此款電芯不僅在容量和比能量上有所突破,在其他性能上也很優(yōu)異。任寧說(shuō),這款電芯循環(huán)壽命在300次以上(1C100%DOD),而低溫性能和荷電保持能力均已達(dá)到國(guó)標(biāo)(GB/T31484、GB/T31486)要求,-20℃條件下1C放電容量大于70%。
為了實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的性能優(yōu)勢(shì),超威創(chuàng)元的科研團(tuán)隊(duì)在電池電極、電解液、隔膜以及相關(guān)工藝和技術(shù)方面多做出了大量的改進(jìn)工作。
超威創(chuàng)元開(kāi)發(fā)這款高容量電芯的最初思路是采用高容量正極材料和高容量負(fù)極材料。此體系中正極采用NCA材料,克容量可達(dá)200mAh/g,負(fù)極采用硅碳負(fù)極材料,克容量可達(dá)650mAh/g。在隔膜方面,這款電芯采用了PVDF凝膠隔膜,此類(lèi)隔膜可以有效提升電芯的安全性能,如針刺,擠壓等測(cè)試均以通過(guò)超威創(chuàng)元企標(biāo)測(cè)試,并且正在第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)送檢。電解液方面,超威創(chuàng)元與合作伙伴共同研發(fā)出適合此體系的電解液,降低了電解液的粘度,提高了電解液同負(fù)極的相容性,解決了高能量密度電芯不容易滲液等問(wèn)題。
此外,任寧表示,超威創(chuàng)元在研發(fā)這款高容量18650電芯過(guò)程中,采用了最新研發(fā)的導(dǎo)電體系,提高極片導(dǎo)電性能的同時(shí)也提升了主材在極片中的占比。同時(shí)超威創(chuàng)元還開(kāi)發(fā)了特有的更薄、更安全的蓋帽體系,使原材料的可用體積增大,從而提升了比能量。
當(dāng)編輯問(wèn)及這款電芯是否會(huì)配套在超威創(chuàng)元所生產(chǎn)的新能源物流車(chē)上時(shí),任寧表示,此單體電芯雖已開(kāi)發(fā)成功,但目前配合此電芯體系的系統(tǒng)工程還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束??梢钥隙ǖ氖?,未來(lái)該款電芯一定會(huì)在超威創(chuàng)元的新能源物流車(chē)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
在“2016中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高峰論壇上”,科技部863計(jì)劃電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池重大專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)測(cè)中心主任王子冬提到,18650電芯單體的能量密度可能很高,但是成組后的能量密度不一定占便宜。對(duì)此任寧表示認(rèn)同,他解釋說(shuō),“超威創(chuàng)元一直認(rèn)為成組之后的能量密度和單體電芯的能量密度沒(méi)有必然的聯(lián)系,成組之后的能量密度更多取決于成組結(jié)構(gòu)、防護(hù)等級(jí)等一系列合理設(shè)計(jì)以及材料選用。在結(jié)構(gòu)布局、系統(tǒng)防護(hù)等級(jí)以及材料應(yīng)用合理的情況下,各種電芯在成組以后都可以達(dá)到較高的能量密度?!?
目前,18650鋰離子電池已被廣泛地應(yīng)用于筆記本電腦、隨身電源、醫(yī)療儀器等電子領(lǐng)域,特別是在新能源電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,18650電池已成為電動(dòng)汽車(chē)制造廠商主要選擇之一。隨著三元材料電池在電動(dòng)乘用車(chē)、電動(dòng)物流車(chē)、電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)等車(chē)型上的廣泛應(yīng)用,三元18650鋰離子電池的市場(chǎng)份額也逐漸加大。在提高電池能量密度的同時(shí),如何降低電池成本也成為生產(chǎn)企業(yè)急需解決的問(wèn)題。
任寧提出,超威創(chuàng)元主要從兩方面著手解決點(diǎn)成成本問(wèn)題。第一,從源頭控制成本。在電池正負(fù)極、隔膜等高端材料方面,國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用還不夠成熟,因此,超威創(chuàng)元配合各材料廠家不斷改進(jìn)和提高材料的一致性和可使用性,通過(guò)規(guī)?;a(chǎn)降低材料的成本。第二,從工藝方面控制。超威創(chuàng)元會(huì)繼續(xù)為該款高容量18650開(kāi)發(fā)新工藝,通過(guò)新工藝的實(shí)施減少材料浪費(fèi)、提高成品率,最終實(shí)現(xiàn)降低成本。
任寧還對(duì)時(shí)下熱議的電池目錄“退出機(jī)制”發(fā)表了見(jiàn)解,他認(rèn)為,“退出機(jī)制”是保護(hù)優(yōu)質(zhì)企業(yè),實(shí)現(xiàn)公平競(jìng)爭(zhēng)的有效措施,對(duì)推動(dòng)我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義,超威創(chuàng)元非常贊成這一觀點(diǎn)。目前我國(guó)電池制造水平與日韓等國(guó)際巨頭仍存有差距,積極發(fā)展動(dòng)力電池行業(yè)是國(guó)內(nèi)眾多生產(chǎn)企業(yè)共同的任務(wù)。任寧認(rèn)為國(guó)內(nèi)企業(yè)和日韓企業(yè)最大的差別在于研發(fā)的投入,尤其在研發(fā)人員的投入方面,國(guó)內(nèi)企業(yè)需要加大投入力度,讓創(chuàng)新的光芒源源不斷的隨時(shí)隨地迸發(fā)。超威創(chuàng)元在研發(fā)上的投入也在逐年遞增,如此次的高容量18650開(kāi)發(fā),超威創(chuàng)元公司就投入了巨大的人力物力成本,才如此高效的完成了此次4050mAh的18650電芯開(kāi)發(fā)。