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電池技術的革新將決定電動汽車的未來

鉅大LARGE  |  點擊量:1075次  |  2020年07月08日  

(文章來源:百家號)


提到電動汽車未來,關鍵在于降低電池成本,相對基礎電池材料革命艱難,動力鋰電池CTp似乎成為捷徑,這到底是為何。據公開資料顯示,在我國新能源車補貼六月滑坡后,新能源車銷量持續三月暴跌,其中比亞迪跌幅最大達到31%,根源是新能源車成本壓力帶來漲價,讓它們終端性價比低于燃油車,動力鋰電池成本則是殺手锏,因為其在整車制造中成本占比最低達到10%,最高則達到40%,國產車占比要比進口車高得多。


眾所周知,三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池是當前兩大商用電池,其中磷酸鐵鋰離子電池以高安全性應用于電動客車領域,三元鋰離子電池則以儲能密度高優勢受到電動乘用車青睞,同時更在新能源車補貼向高續航方向傾斜引導下,NCA811和NCM811高鎳三元鋰離子電池逐漸成為市場主流。


據悉,高鎳三元鋰離子電池雖然在儲能密度上遙遙領先,同時還因為降低鈷金屬使用數量,達到降低電池制造成本目標,但卻會帶來熱失控溫度降低的不良后果,導致電動汽車在快速充電及激烈駕駛情況下容易自燃,給車主用車帶來安全隱患。


由此,動力鋰電池基礎材料革命,就成為電動汽車發展關鍵,其中固態鋰離子電池被成為下一代電池,我國更是制定了完善發展路線,其中2020年前采用高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極可以實現300Wh/Kg,2025年前采用富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池可以實現400Wh/Kg,2030年前采用燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg。


事實上,固態鋰離子電池雖然在儲能密度、使用安全及制造成本上都占據優勢,但實際卻還有三大技術瓶頸,讓它很難實現商業化應用,首先是固體電解質離子電導率低,其次是固體電解質機械性能差,再者是固體電極與固體電解質界面接觸性差,這都會影響到固態鋰離子電池循環壽命和倍率性能。


業內人士指出,相關于電池基礎材料革命艱難,其實還有一條降低電池制造成本捷徑,它就是將電芯制造和pACK制造合二為一的CTp生產電池方法,通過取消電芯功能集成管理模組,按照寧德時代CTp技術數據,不僅可以讓電池包體積利用率提到15-20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升50%,同時還能讓電池包能量密度提升10%-15%,達到200WH/kg,從而達到降低電池制造成本目的。


不過,CTp省去模組也存在隱患,因為電池模組除了對電芯起到支撐、固定和保護用途外,還保護其不發生有損性能的形變、控制電芯溫度和防止熱失控傳播,一旦取消電池模組,直接由電芯組成電池包,將大大降低電池可靠性和電池安全管理難度。


同時,CTp電池包對電芯產品一致性提出更高要求,根據業內技術人士的說法,采用CTp會導致電池未來開發的靈活性受限,因為一旦定型之后,pACK就不能有大的改動。改動必然帶來成本新增,配一款新車就要重新做一遍模組實驗,做一遍pACK實驗,不過這恰是電動汽車行業標準統一契機,代表著未來發展方向。


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