动力锂电池有什么亟需解决的痛点?

2021-03-09      941 次浏览

痛点一


相关标准规范不完善


我国电动汽车的研发和产业化工作发展很快,而相关标准的制定、修订工作周期相对较长,现有的新能源汽车标准体系和标准对一些新技术和新产品覆盖不全面,存在某些产品或某些技术领域缺乏标准或标准不能满足的情况,同时还存在标准的制修订工作跟不上发展要的情况。


例如在安全技术标准方面,国外由于相关标准出台时间较晚,因此比国内的安全技术标准更加完善、成熟,实用性更广,针对性更强,技术指标也更具先进性。而我国现行的安全标准出台较早,有很多要完善改进的地方,例如动力锂电池模块、系统对热失控的防热诱因测试标准等。


建议:制定、落实动力锂电池标准和行业管理规范,强化标准的规范化用途,进一步规范动力锂电池的市场秩序,有效进行资源整合及配置。


痛点二


动力锂电池设计无规范


目前,动力锂电池的技术路线仍存在争议。去年工信部暂停三元材料电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录的决定,一定程度上造成了对三元电池研发、使用的潜在影响,其是否合用的争论至今还在继续。此外,动力锂电池在设计上也没有统一的、可遵循的规范,致使不同公司的设计思路不同,同一公司的设计思路也经常反复修改,造成了电池性能上的较大缺失。电池厂商往往只追求其产品在某个方面达到最优性能,缺少对动力锂电池综合性能的评估及平衡,例如只追求动力锂电池的容量,这就造成了动力锂电池市场产品种类过多,质量参差不齐的混乱状态。


建议:动力锂电池性能的设计顺序要遵守三个原则:第一原则是安全、可靠、一致、耐久;第二原则是成本、循环、自放电、倍率、容量;第三原则是尺寸、内阻,高低温性能。


痛点三


制造工艺一致性差


动力锂电池的制造工艺较为复杂,工序繁多,重要包括正负极浆料制备、极片浆料涂布、正负极片辊压、正负极制片及电池装配等环节,每道工序都会影响动力锂电池的性能。


但目前,动力锂电池制造厂很难把控每道工序的各个细节,以达到较高的一致性。以正负极浆料制备环节为例,物料配比和固液比不精确、原材料一致性差,导致活性物质、导电剂、粘结剂不能按正确比例充分混合并均匀分散;不同环境以及不同的搅拌工艺、搅拌速度、搅拌温度、搅拌时间等都会影响浆料的分散性。而且,从目前的工艺水平来看,即便严格控制这些条件,对流体力学的性质也很难保持一致。


建议:制定动力锂电池大规模智能化制造路线图,包括立项研究电池制造工艺、制造方法、制造装备等;建立动力锂电池制造标准及装备标准;开展支持半固态、固态、锂硫电池工艺及装备专项研究。


痛点四


电池制造装备技术差距大


目前,国内动力锂电池制造装备与国外制造装备存在较大差距,包括精度、速度、可靠性、无人化、可视化、信息化等方面,这与我国工业化整体水平有一定关系。以涂布机为例,国内涂布机在精度和速度两方面都亟需提高,进口设备的涂布速度大约为80m/min,而国产设备基本上稳定在20-30m/min的水平,存在较大差距。


此外,国内外制造装备间的差距,也让部分国内动力锂电池制在装备的选择上,更倾向于国际采购,而轻视了关于制造装备技术的研发,从而形成恶性循环。


建议:开展大规模、持续化制造技术及装备的研发,专项推进、统一规划装备的研发和制造。装备制造公司要加大研发投入,坚持自主知识产权,在设计装备时,要充分沟通,活用上下游资源,明确开发目标,充分考虑全生命周期内的失败成本,还应充分利用建模和仿真分析,重视机理研究。


痛点五


动力锂电池生产自动化水平低


目前动力锂电池系统的产量规模难以满足2020年达到500万辆新能源汽车的目标,重要原因是,国内动力锂电池的产品设计和制造工艺技术没有完全成熟,特别是电池模组的关键生产工艺设计不成熟,验证不够充分,一次通过率低,且较难实现在线自动测试及品质追踪。因此,动力锂电池系统生产仍以半自动化为主,仅有少数电池厂商实现了动力锂电池模块或模组的自动化生产。从市场角度看,从2015年下半年开始,我国动力锂电池系统才开始爆发式上升,前期市场需求不足,且产品种类较多、换型频繁,导致了规模化效应不够,公司没有投入自动化生产设备。


建议:以过程检测和信息化管理为核心,以品质管控为优先考虑原则,加快自动化生产的进程。


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