中國儲能網(wǎng)訊：在鋰離子動力電池呈“只爭朝夕”的發(fā)展態(tài)勢下討論技術(shù)這個問題顯的有點“不合時宜”，大家都在擴(kuò)產(chǎn)能，低頭拉車，猛干快上，對技術(shù)雖有敬畏、惶恐之心，在狂熱市場的背景下，這都不是個事。但我依然認(rèn)為只有歷史地看待過去的技術(shù)變化，為什么變化，怎么變化的，也許我們可以更好地思考我們行動的初衷是否依然“初心”，大家且當(dāng)看故事罷了。
我們先用下面四個圖來引申出我們的話題——動力電池技術(shù)是在爭辯中變化、發(fā)展的。不同體系電池的裝機(jī)量變化對比圖，主流整車用電池容量的范圍，以及車廠采用的主流電池廠在電池形狀上的差異?？梢哉f每次爭論都是激烈的，無論是標(biāo)準(zhǔn)的起草者、制定者，還是參與其中的利益相關(guān)者(電池企業(yè))，同時每次帶來的變化和相應(yīng)的調(diào)整都是疼苦的，也可能是反復(fù)的。
從動力電池開始研究到現(xiàn)在，下面四個方面的討論、爭論一直如影隨形。
第一、材料體系之爭
這個目前討論的已經(jīng)很多了，尤其是三元和磷酸鐵鋰(可參照：三元與磷酸鐵鋰之爭是必要的，并不能否定三元材料)。辯證地說，沒有不好的材料，不好只是因為沒找到它最佳的生存空間。實際數(shù)據(jù)表明磷酸鐵鋰在大巴上應(yīng)用是比較合適的，三元在乘用車上優(yōu)勢是很明顯的(2016年1-4月乘用車三元占有量下降是受“暫緩三元”政策影響)，剩下的就是如何從材料、電池設(shè)計、pack設(shè)計多維度來緩解、解決安全性的問題?？梢詷酚^的估計，暫緩三元從技術(shù)角度看是暫時的，通過技術(shù)的改進(jìn)可以彌補(bǔ)三元安全上的不足。
另外，對于負(fù)極側(cè)，鈦酸鋰電池(負(fù)極使用鈦酸鋰-LTO，不是石墨)由于零應(yīng)變帶來的安全和快充優(yōu)勢在某些特定領(lǐng)域也有一片天地(快充電車，儲能)；硬炭由于脫嵌Li的能力優(yōu)于石墨(晶格層間距大于石墨材料)也逐漸和三元配對使用在混合動力車等領(lǐng)域。
第二、容量之爭
動力電池發(fā)展伊始，在容量方面似乎是做的越大越有水平，有的宣稱做400Ah、500Ah，一時風(fēng)頭很足，到處宣傳，到后來慢慢的“永久地躺在沙灘上”了。從目前的工藝控制和技術(shù)水平來說，這屬于不科學(xué)、不靠譜的，僅僅可以作為宣傳的“噱頭”而已，誰敢用？對于容量的合理閾值，應(yīng)該是基于材料體系、尺寸設(shè)計和工藝水平綜合平衡下的值，下表列出了電池廠的一些典型容量。另外，容量小好不好？記得2009年的一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)討論會議上(為了避嫌，不提具體標(biāo)準(zhǔn))，有一項是討論電動車用電池的容量范圍，其中一個公司老總很霸氣地說容量大于5Ah的就行(有個人提出應(yīng)該按能量轉(zhuǎn)換的功能來界定，即可實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成動能的，無論大小都?xì)w為動力電池，可惜被否定了)，我想當(dāng)他看到現(xiàn)在18650的批量應(yīng)用時會做怎么感想。
JB T 11137-2001推薦了一些容量，但是基于當(dāng)時電池廠的特殊產(chǎn)品，目前大家基本不采用，尚沒有一個大家公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來界定容量范圍。
那就大家各自發(fā)揮吧，但發(fā)揮空間會慢慢的給你劃定，那就是尺寸！
|
編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
電池供應(yīng)商 |
三洋 |
PEVE |
Panasonic |
SK |
ENAX |
AESC |
LG |
A123 |
Litec |
|
電池容量/Ah |
20.5 |
5Ah |
3.4 |
26 |
25 |
33.1 |
15 |
20 |
40 |
|
應(yīng)用領(lǐng)域 |
PHEV |
PHEV |
EV |
EV |
EV/PHEV |
EV |
PHEV |
EV/PHEV |
EV |
|
電池類型 |
Al殼方形 |
卷繞 |
卷繞 |
軟包裝 |
軟包裝 |
軟包裝 |
軟包裝 |
軟包裝 |
軟包裝 |
|
編號 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
|
電池供應(yīng)商 |
LEJ |
SBL |
Toshiba |
BYD |
BYD |
ATL |
ATL |
國軒 |
|
|
電池容量/Ah |
50 |
5 |
20 |
200 |
100 |
86 |
28 |
26 |
|
|
應(yīng)用領(lǐng)域 |
EV |
EV |
EV |
EV |
EV |
EV |
EV |
EV |
|
|
電池類型 |
鋼殼方形 |
Al殼方形 |
鋼殼方形 |
鋼殼方形 |
鋼殼方形 |
鋼殼方形 |
鋼殼方形 |
軟包裝 |
第三、尺寸之爭
和容量一樣是個“百家爭鳴”的話題，同樣的容量，不同的尺寸，帶來不同的性能(尤其是倍率，壽命)，下圖是某款20Ah電池的三個不同尺寸(未標(biāo)厚度)，很明顯其功率特性差異會比較明顯。目前國內(nèi)雖然有推薦標(biāo)準(zhǔn)：QCT 840-2010(電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸)，但由于代表性不足，抑或考慮尚需完善等問題目前大家基本不采用；歐洲有VDA DIN-91252，德系車企均要求按此標(biāo)準(zhǔn)提供電池，目前國內(nèi)很多電池廠也在按照該標(biāo)準(zhǔn)的尺寸要求來開發(fā)電池。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)之所以束之高樓，很大的原因是沒有整車廠的參與，同時整車廠沒有統(tǒng)一尺寸要求。
目前VDA標(biāo)準(zhǔn)針對的是乘用車，尺寸給定，那么容量就自由發(fā)揮了，余地有多大，就看各自“功夫”；在客車領(lǐng)域，目前還是各自為政，五花八門的尺寸帶來的是層出不群的容量產(chǎn)品，統(tǒng)一需要過程，慢慢來！
第四、形狀之爭
卷繞，硬殼方形，軟包裝哪種更合適？卷繞小電芯如18650、26650已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在大批量應(yīng)用，具有自動化生產(chǎn)設(shè)備成熟，工藝穩(wěn)定，一致性好等特點，可以實現(xiàn)ppm甚至ppb級的不良率控制；硬殼方形具有外形尺寸精度高，耐壓程度強(qiáng)等優(yōu)點；軟包裝電池具有安全防控性好，柔性化設(shè)計程度高等優(yōu)點，但究竟采用哪種形狀電池，不僅需要從電池角度考慮，同時也需要從模塊設(shè)計和成組技術(shù)予以綜合考慮，不能一概而論。
伴隨著爭論，鋰離子動力電池技術(shù)走過了迷茫期，國內(nèi)也在這個過程中從邊做、邊學(xué)、邊改到最后定型，也在不斷進(jìn)步。
目前來說，在這四個方面，材料體系基本是二分天下；容量、尺寸逐漸從無序走向有序；形狀是三分天下。簡單了很多，規(guī)矩了很多，剩下的就是在這個規(guī)矩中，越走越深，越走越好。
