经梳理2018年12家参评金球奖的电池公司发现,在提高能量密度、安全性、稳定性等方面都取得了一定成果,技术瓶颈得到突破。
技术创新是公司的根本,也是公司的第一驱动力。只有通过不断革新自身产品,满足市场需求的同时,储备下一代技术产品,和行业共同成长,将是公司立足于市场的根本所在,动力锂电池领域也是如此。
今年以来,在国家补贴指挥棒的引导下,关于动力锂电池能量密度、轻量化等多方面性能提出更高要求。围绕于此,电池公司在保证安全性的前提下,通过导入新材料、改变电池尺寸、优化电池内部设计等方式来提高能量密度,以便满足市场需求。
梳理2018年12家参评金球奖的电池公司发现,在提高能量密度、安全性、稳定性等方面都取得了一定成果,技术瓶颈得到突破,且看下文:
比亚迪:安全高效电池成组技术,系统成组效率89%
比亚迪在本届金球奖评选活动中竞选年度技术创新奖项产品为安全高效电池成组技术、电池系统高效控制技术、高性能动力锂电池全产业链研发生产技术。
其中,安全高效电池成组技术,应用轻量化托盘材料和高密集电芯布置方法,实现标准化电池模组设计;采用被动保护和主动保护相结合的设计方式,实现了电池系统成组效率89%。
电池系统高效控制技术,建立电池状态和参数同步估计追踪的模型,实现了高精度电池系统状态估算算法;发明了基于LC高频振荡脉冲技术的电池自加热技术,率先实现电池系统从-30℃加热至0℃的时间缩短至8分钟,突破了外部加热时间长的问题。
高性能动力锂电池全产业链研发生产技术,研发了耐高温、低阻抗的新型电解液以及耐高温的多层复合陶瓷隔膜(350℃高温收缩率仅为2%),发明了极柱高温陶瓷绝缘封装和低压防爆技术,开发出高密度低应变电极等,提升了电池的循环寿命和安全可靠性。
远东福斯特:21700型动力锂电池,容量5.0Ah,能量密度大于260Wh/Kg
远东福斯特在本届金球奖评选活动中竞选年度技术创新奖项产品为新能源车用21700型高能量密度动力锂电池的开发和应用。该款21700型电池容量达到5.0Ah,电池单体能量密度大于260Wh/Kg,系统能量密度可达到180Wh/Kg,电池系统重量下降10%以上。
远东福斯特介绍,该产品在辅材的选择、轻量化、生产制造等环节均有所创新,在尺寸变大的情况下,提升了电池的能量密度、成组效率、循环寿命、产品的一致性跟可靠性,并且降低了电池的成本。重要体现在以下四点:
1.21700型电池减少了辅材在电池中的比例,因此能量密度相比18650型锂电池提升超过20%,制造成本可下降约9%;在相同能量密度下,可选择的材料体系也更加多样化。
2.21700型电池尺寸变大,电池内部可以设计新增更复杂的结构如多极耳、熔丝、防爆阀等,提升电池综合性能;
3.21700型锂电池单体容量的提升可减少组成电池包的电池数量,同时也可减少电池包中的配件数量,可达到电池包轻量化的目的。
4.21700型锂电池的生产过程全面实行智能化制造,更高的自动化水平的生产线,更严格的环境控制,可以达到更高的生产效率,显著提升产品的一致性和可靠性,提高产品的可利用率,降低成本。
比克电池:18650-3.0Ah圆柱电池,续航达到500KM
比克电池在本届高工金球奖评选活动中竞选年度技术创新奖项产品为18650-3.0Ah圆柱电池,该产品已于今年五月正式量产上市。
据了解,比克电池18650-3.0Ah高能芯具有五大优势:①能量高,支持超长续航:其能量密度高突破250Wh/kg,续航可达到500KM;②能量高,支持超长续航:其能量密度高突破250Wh/kg,续航可达到500KM;③低衰减,寿命长:支持3000次深度循环,并具良好的高低温放电性能;④安全性高:四重安全保障体系,带来0事故保障;⑤高性价比:通过规模化、智能化生产高效产出,并持续材料创新降低成本。
桑顿新能源:快充型电芯等
桑顿新能源报名角逐年度技术创新奖项的产品为快充型电芯、高功率型电芯、高能量密度电芯、锂硫电池、全固态电池等多种类型。
桑顿新能源负责人透露,公司快充电芯可以满足不同车型,例如物流车、乘用车等快充需求,实现较高能量密度的同时缩短充电时间,使电动汽车充电时间接近燃油车加油的时间;高功率电芯重要应用于混合动力;高能量密度电芯和新型锂电池的技术可以逐步并提前完成国家2020年实现350Wh/kg的目标,促进纯电动新能源车的续航里程达到燃油车的标准。
微宏动力:第四代HpCO快充产品,负极使用多孔复合碳材料,提升快充性能
微宏动力报名角逐年度技术创新奖项的产品是第四代快充动力锂电池产品HpCO。该产品是针对新能源出租车、网约车的运营需求开发的一款快充电池系统,作为其进军新能源乘用车动力锂电池市场的试金石。在正极、负极、新型电解液添加剂方面均有创新,大大提高了电芯的快充性能及稳定性。
微宏动力介绍,该款产品负极使用的多孔复合碳材料,不同于普通碳基材料,该材料可进一步提升电芯快充性能;在正极材料方面,优化了正极材料的配比,如三元和一元材料的复合,实现优势互补,并用有机聚合物包覆以提高正极稳定性;同时使用了新型电解液添加剂,在正极形成耐电化学氧化的保护膜,在负极形成有效隔离电解液和碳材料的SEI膜。
塔菲尔:方形铝壳NCM135Ah动力锂电池,系统能量密度最低160Wh/Kg
在本届金球奖评选活动中,塔菲尔报名角逐年度技术创新的产品是塔菲尔方形铝壳NCM135Ah锂离子动力锂电池,该产品于2017年十月开发研发,2018年五月开始量产,目前已经获得相关专利。
塔菲尔介绍,公司方形铝壳NCM135Ah采用了523高电压体系,将电压应用范围提升到4.3V以上,电芯能量密度从200wh/kg提升到215wh/kg(最小值),电池系统能量密度最低可达160Wh/Kg。具备高安全性、高能量密度、高功率密度、快速充放电、长寿命、优异低温性能等特性;同时,克服了提容带来的寿命、安全等性能方面的牺牲难点。
捷威动力:245Wh/kg高能量VDA电芯,续航300KM以上
捷威动力在本届金球奖评选活动中竞选年度技术创新奖项产品为245Wh/kg高能量VDA电芯,定位300KM及以上续航里程,于2018年二月六日通过电芯强检,于2018年六月三十日SOP。
捷威动力表示,公司245Wh/kg高能量VDA电芯通过模具设备的合理化设计,提高了极片模切刀具的使用寿命;提高了极片模切良品率,有效降低了极片毛刺水平;巧妙的结构设计提升了电芯的可制造性,正负极体系的匹配有效提升了三元材料循环寿命及日历寿命,能够满足功率性能和快充性能等市场多变的需求。
同时,该电芯产品产线设计使用接近全自动化产线,产品一致性高,产品能够实现可追溯性,对产品制造全过程数据进行采集,保证了产品质量可控。
华立源:26650/5000mAh三元圆柱电池,比21700少24%电芯数量
在本届金曲奖评选活动中,华立源参评年度技术创新奖项的产品为圆柱三元锂动力锂电池26650/5000mAh,该产品于2017年三月完成研发,目前正在申请相关专利,目标市场为2轮车3轮车和低速车项目。
相比于传统18650和21700电芯,华立源26650电池在同等材料体系下,拥有更大的容量,同比18650电芯数量少52%,比21700少24%电芯数量;在相同容量情况下,其生产制造成本、电池管理系统的复杂度、金属结构件的数量、电池所占用的体积、电池系统的成本及售价都能大幅度的降低。
河南锂动:160Wh/kg动力锂电池,常温1C、100%DOD循环剩余80%时2000次以上
河南锂动报名角逐年度技术创新奖项的产品160Wh/kg动力蓄电池,于2017年十二月完成研发,2018年四月份开始批量生产。该产品系523型二次团聚包覆三元单体电池,能量密度210Wh/kg,电量57.8kWh,系统能量密度>160Wh/kg。
河南锂动介绍,该款160Wh/kg动力蓄电池正极采用安全等级较高的非高电压包覆型二次颗粒;单体电池在常温1C、100%DOD循环剩余80%时2000次以上,高温45℃下1C、100%DOD循环剩余80%时1000次以上;0℃&5℃低温充电不析锂;
同时,箱体拥有辅助主被动灭火系统,可以主动控制起火事故。目前已配套东风股份E17&E11K型三厢乘用车,续航超过400公里,2019年可持续供应,年供应约5000台套。
安驰科技:磷酸铁锂电芯及电池系统,能量密度175Wh/kg
安驰科技在本届金球奖评选活动中竞选年度技术创新奖项产品为磷酸铁锂电芯及电池系统。其先后开展了高效干混工艺、高能量密度电池预拉伸辊压工艺和高效注液工艺等多项工艺创新,开发了全自动高效智能化生产线,成功开发应用了石墨烯+纳米正极复合材料、薄型化基材和PET材质的打包带等多种新材料。
通过不断的技术创新,安驰科技所生产的磷酸铁锂电池能量密度可以达到175Wh/kg,系统能量密度可以达到140Wh/kg以上,已经实现量产配套。
汇亿新能源:18650-2000mAh磷酸铁锂电池,成本降低一半
汇亿新能源参选的创新产品为高安全高容量IFR18650-2000mAh磷酸铁锂电池。该电池通过正负极活性物质分别采用颗粒小且分布均匀、高比容量、高压实的碳掺杂包覆的磷酸铁锂和石墨材料。采用具有优异导电性能的CNT复合材料,减少导电剂用量,提高活性物质占比。
此外,采用相关于传统电池较薄的陶瓷隔膜、铝箔集流体和铜箔集流体厚度,通过降低极片和隔膜的厚度,最终新增卷芯长度提高活性物质的含量,同时正负极的面密度较大,充分利用了电池内部的有效空间,从而提高电池容量。
汇亿新能源表示,该款电池循环寿命可达2000周以上,成本可降低至原来的1/2,适用于-20度-75度温度环境下工作,并且可以进行大电流3C充放电。
海四达:高比能高倍率电动工具用锂电池系统,最大脉冲充电倍率≥10C
海四达参和角逐年度技术创新奖奖项产品为高比能高倍率电动工具用锂电池系统。采用改性三元正极材料和人造石墨负极材料,高电导率新型电解液,优化电池结构;开发了高精度主动均衡的电池保护板;组合成的电动工具用锂电池系统能量密度达到185Wh/kg以上,最大脉冲充电倍率≥10C,最大脉冲放电倍率≥30C,1C充放电循环1000次容量保持率≥80%,具有良好的安全性能。
海四达介绍,该产品具有高比能量、高倍率、高安全等特性,可有效替代传统三元锂离子动力锂电池作为动力电源使用于需大电流、高倍率充放电的便携式电动工具。