2020年愈发呈现百花齐放态势的动力锂离子电池产业，在2021年开年依旧热闹非凡。一月八日，在国轩高科第十届科技大会上，该公司重磅公布磷酸铁锂离子电池新品，单体电池能量密度可达210Wh/kg。这也是大众我国入股后，国轩高科第一次高调亮相。
“该款产品的单体能量密度，刷新了去年国轩高科自己创造的200Wh/kg纪录，目前已超过三元常规523电池的水平，接近三元622电池的能量密度。而且它更加安全，市场应用前景更为可观。”国轩高科工程研究总院常务副院长徐兴无说道。
■突破能量密度“天花板”
行业似乎已形成共识，磷酸铁锂离子电池存在能量密度的“天花板”。国轩高科力图用数据扭转这种观点。徐兴无表示，2009年，磷酸铁锂电芯的单体能量密度只有95Wh/kg；在国轩高科的努力下，2015年公司突破了140Wh/kg的“天花板”，2019年其磷酸铁锂电芯单体能量密度达到190Wh/kg并实现产业化，2020年初这个数字又提升至200Wh/kg，去年末达到210Wh/kg，明年的目标是230Wh/kg。“只要在正确的道路继续走下去，持续探索，磷酸铁锂离子电池的能量密度仍将被不断突破。”他认为。
在新能源汽车行业从政策驱动向市场驱动发展的进程中，动力锂离子电池产业也回归理性，磷酸铁锂离子电池凭借自身优势再次来到聚光灯下。据介绍，国轩高科此次全新公布的国轩高科磷酸铁锂210Wh/kg单体电池产品采用软包电芯，0.33C电芯容量为55Ah，电压平台为3.2V，电芯重量830g，计算电池能量密度212Wh/kg。
国轩高科是如何打破能量密度“天花板”的？徐兴无讲了三点重要原因。第一，材料技术的创新，国轩高科使用了自主研发的高性能正极材料。据介绍，磷酸铁锂离子电池正极材料的理论克容量是170mAh/g，而2009年在全电池中实际只有不到120mAh/g，现在行业内普遍也只有140mAh/g多。国轩高科通过多种技术手段，使正极材料克容量达到150mAh/g，压实密度达到2.4g/cc。
第二，在磷酸铁锂化学体系中首次成功应用了硅负极材料。碳负极材料的锂离子插入层状结构中，形成Li15Si4锂硅合金，因此有高出近10倍的理论克容量。
第三，先进的预锂化技术落地。无论提升正负极材料的可逆容量，还是使用硅负极材料，都离不开预锂化技术的应用。据悉，虽历经多年，但预锂化技术的开发难度依旧非常大。锂是最活泼的金属之一，空气中的微量水分都可能引发锂金属的燃烧甚至爆炸，业内有关预锂化技术始终停留在实验室阶段。国轩高科自研的预锂化技术，使其能够真正进行大规模的生产应用，可谓一项巨大突破。
有业内人士向记者表示，在磷酸铁锂技术路线中，单体电池能量密度达到210Wh/kg确实很高，不过新电池的具体表现还要看装车试验结果。
■推出JTM提高电芯适配性
随着新能源汽车补贴退坡的推进，动力锂离子电池成本问题成了关乎行业生死存亡的大问题。整车公司不同车型采用的电池箱各式各样，尺寸存在差异，电芯的适应性低则是行业发展的另一掣肘。
面对行业发展的“痛点”，2020年以来，不少新电池技术得以涌现，比如PACK技术、CTP技术、刀片电池技术等。国轩高科另辟蹊径，推出了JTM电池。JTM系JellyrollToModule的首字母，即从卷芯到模组。
记者了解到，JTM最显著的特色，就是从卷芯直接到模组的一体化制造技术。JTM产品采用特殊材料和工艺制作的塑壳，以及更加高效集成的成组技术，使它以简单设计的合成理念，真正实现了从原材料直接制备模组或电池包的最终目标。
“具有100多年历史的铅酸电池发展到今天，遇到了革命性的替代产品，那就是JTM。”徐兴无指出，与传统电池制造工艺相比，JTM技术具有电池材料大幅精简、制造过程简化、电池性能大幅提高、综合成本显著降低、电池包络适应性新增等特点。其中，最大的优势体现在“变形金刚式的柔性模组”的高度适配性上。这意味着可以比较容易地设计制造成各种尺寸的模组，以适应千变万化的电池包络，即可实现在一条产线上生产广泛适应的电池产品。
据介绍，国轩高科JTM首款电池为20Ah/12.8V，同样电量尺寸只有铅酸电池的一半，重量只有1.75kg，循环寿命3000周以上，而铅酸电池的重量约7kg，循环寿命不到600周。更重要的是，它的成本已接近铅酸电池的成本。
■铁锂回归是“补课”现象
新能源汽车行业独立研究员曹广平对记者表示，目前磷酸铁锂离子电池的回归是补贴退坡后新能源汽车行业的“补课”现象。相较三元电池，磷酸铁锂离子电池具有能量密度稍差，但成本低、更安全的特点。随着新能源汽车补贴退坡，电动汽车产品的成本压力会增大，固态类电池短时间还无法量产，磷酸铁锂离子电池的回归有其必然性。另外，车企在电动汽车起火自燃事故中承受着巨大压力，也赋予磷酸铁锂离子电池更大发展空间。
当前，国内新能源汽车市场呈现两极分化，一方面高端车型畅销，另一方面部分产品下沉至三、四级市场。乡镇市场对车辆续驶里程的要求相对不高，同时对成本十分敏感，这也是五菱宏光MINIEV市场走热的原因。国轩高科等动力锂离子电池公司在磷酸铁锂领域发力，正是基于对行业发展走势的判断。
资料显示，比亚迪、北汽、长城、奇瑞、上汽、长安、东风、江淮、特斯拉、小鹏、哪吒等国内外车企都已推出配装磷酸铁锂离子电池的乘用车。受特斯拉Model3、五菱宏光MINIEV、比亚迪汉EV等多款现象级车型销量大幅上升带动，磷酸铁锂离子电池2020年在乘用车领域的装机量占比也得到了提升。
曹广平认为：“大众入股国轩高科后，将改变其用户指向，原来基本是面向国内车企，今后将扩展至配套合资车企，尤其以大众车型为主。国轩高科成为大众的供应商，将根据后者的产品策略和供货要求发展。”
国轩高科工程研究总院院长蔡毅介绍称，公司与大众建立了联合项目组团队，大众已经在模组设计、制造工艺、质量、测试等职能部门派驻专家进入，大众国轩联合项目组团队总人数目前超过70人。双方合作开发的MEB项目兼顾三元和铁锂两种化学体系的标准MEB模组设计，目标是预计2023年实现量产供货。
在伊维经济研究院研究部总经理吴辉看来，大众潜在的动力锂离子电池供应商基本囊括了国际上几大龙头公司，可选择的余地较大。虽然背后有大众汽车，但国轩高科要想在未来的动力锂离子电池市场中保有一席之地，还得靠自己做好研发和产品。
