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铁锂电池体系超700公里续航有期可望

铁锂电池体系超700公里续航有期可望

  全球能源转型势不可挡,一方面给予新能源汽车动力电池发展提速的信心和动力,但另一方面,核心部件——动力电池技术的升级能力,逐渐成为头部企业战略角逐的重点。这不仅体现在电池企业,车企也意欲抢占电池技术高地。

 

 

 

  日前,广汽埃安新能源汽车有限公司研发中心电池研发部部长李进博士,在第七届动力电池应用国际峰会上作题为《新能源汽车动力电池应用发展趋势浅析》的主题演讲,向与会代表介绍了现阶段新能源汽车动力电池应用发展趋势,以及埃安在动力电池新技术方面的研发进展和成果。

 

 

  基于对用户新需求的详细调研和分析,李进指出,“现在用户对新能源汽车关注的焦点集中在续航、价格、安全,以及快充性能等方面,而这些关键性能都由动力电池起决定性作用,所以动力电池技术需要不断提升和改善。”

 

 

  李进表示,不同车型对电池的需求不同,大致分为:经济实用型、高端性能型和出行服务型,但不管哪种,安全性依然是首要需求。

 

 

  市场需求看,经济实用型车型对各种性能的要求相对比较适中;高端性能车型则追求极致续航里程或充电效率;网约车等出行服务车型对寿命、经济性及充电速度要求较高……

 

 

  针对不同需求,可选择配套磷酸铁锂或三元电池。三元电池更适合满足高端性能车型的长续航和快充需求。铁锂电池在成本、安全、使用寿命等方面具有优势,更适用于经济实用车型和出行服务车型,但低温续航和快充效率仍是其需要提升的方向。

 

 

  李进重点介绍道,磷酸铁锂电池今年市场占有率不断提升,但就材料本身来说,比容量和理论值已经比较接近,后续提升能量密度主要将通过电芯层面的正极补锂、提升压密和面密、箔材及隔膜等材料的轻薄化、电芯内部空间利用率提升,以及电池包空间利用率的提升。

 

 

  当前,受益于电芯和系统层级的双重努力,磷酸铁锂电池的续航里程已从过去的300公里-400公里,提升到现在的500公里-600公里,未来可能超过700公里,将基本满足大部分客户的基本需求,同时因兼具成本、安全及寿命的优势,李进预计磷酸铁锂电池市场占比会进一步提升。

 

 

  就磷酸铁锂电池技术迭代趋势,李进认为主要是磷酸锰铁锂、尖晶石镍锰酸锂等高锰体系方向。该体系具有平台电压高、单位电量碳酸锂投入量更低、理论成本更低等优势,未来或将在部分应用场景替代部分磷酸铁锂电池。

 

 

  同时,“对于高锰体系材料,锰溶出、磷酸锰铁锂导电性差、内阻偏大、电压平台衰减、自放电、高温循环产气等问题,还需要进一步完善。”李进表示,虽然仍存在很多技术难点,但高锰体系会带来能量密度的提升和成本的降低,是值得深入去攻关的技术路线。

 

 

  就动力电池封装方式变化趋势,李进认为方型铝壳、大圆柱、软包三种电池各有优缺点,将长期并存。其中,方型电池在成本、寿命、整包体积利用率、系统安全等方面具有综合优势,尤其是大尺寸方型电池,未来或将占据主导地位。

 

 

  “4680等大圆柱封装方式更适合高镍三元配硅的高比能电池体系,而且更容易实现无模组化和平台化。这类电池生产过程有望达到更高的生产良率和效率。”李进预计,大圆柱电池未来在高性能车型上将持续扩大应用规模。

 

 

  据透露,埃安电池技术发展路线主要分两类:高性能和高性价比。

 

 

  李进介绍道,高性能电池主要基于高镍三元搭配硅负极使电池能量密度持续提升,未来向半固态和固态体系过渡和迭代。相比于传统石墨负极,硅负极比容量高,应用潜力大,优势凸显。

 

 

  埃安于2021年推出高比能硅负极电池,能量密度达280Wh/kg,配套LX Plus 车型,实现首款超1000公里续航车型量产。

 

 

  据李进介绍,埃安高比能海绵硅负极片电池采用三元正极,搭配氧化亚硅负极材料,克容量和掺硅比例都高于市场主流应用水平。值得注意的是,硅基负极在圆柱电池上使用较为常见,埃安率先实现了将其应用在方形电池上,不仅电池材料体系上做了提升,并且整包设计上导入了其弹匣电池的设计思路。

 

 

  李进表示,高性价比电池技术路线主要是磷酸铁锂电池的迭代和升级,如磷酸锰铁锂体系、尖晶石镍锰酸锂体系。除了常规的磷酸铁锂产品外,埃安开发了微晶铁锂电池,核心目的是改善磷酸铁锂低温性能不足、能量密度偏低等问题,目前,融合新技术的电池能量密度、低温、快充、及循环等性能均得到显著提升。

 

 

  此外,李进还介绍道,埃安十分关注电池安全技术,主要通过电芯本质安全、主动安全和被动安全三个方面进行了改善和相关研发工作。

 

 

  据李进介绍,在动力电池前沿技术加持下,今年1-11月,埃安新能源汽车累积销量达24.1万辆,同比增长128%,已提前完成今年24万辆的年度销售目标。双碳目标下,全球交通与能源领域正发生着深刻变革,而动力电池技术升级是这场变革的核心,面向新的产业周期,埃安不断加大在动力电池领域的布局,其自主解决方案将进一步提高车企在动力电池这一核心部件领域的“主动权”。

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