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核心技术三大块让动力锂离子电池产业飞

来源:【TRD拓尔德】 发布日期:2021-08-05 分享 加入收藏 关注:240

中美贸易战打响,全球动力锂离子电池产业竞争也将风起云涌,我国动力锂离子电池产业面对更大的机遇和挑战。动力锂离子电池作为新能源汽车的核心部件,一直是新能源汽车行业的命脉所在。我国动力锂离子电池技术水平快速提升,部分指标已经达到国际先进水平。其中,动力锂离子电池单体能量密度超过了每公斤240Wh,规模化加工使得动力锂离子电池的成本也在迅速下降,电池的单体已经从2012年的5元/Wh降到了目前的1元/Wh左右。同时,锂离子电池加工设备的自动化程度也在大幅度提高,一线企业的自动化率已经超过了65%,这对保障产品质量发挥了紧要的用途。但产业整体掌控核心技术水平不高,制约了产业的飞速发展。核心技术成为动力锂离子电池发展的关键因素,掌控动力锂离子电池三大块核心技术是重中之重。


一是锂电材料技术。动力锂离子电池范畴的竞争环境从最初的粗放式竞争逐步迈向精细化角逐,锂电材料的技术水平和将来预期可达到的目标要权衡考虑电池相关性能。锂电正负极材料体系非常丰富,目前,钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰锂等正极材料研究已趋于成熟。钴酸锂材料真密度和极片压实密度均为现有正极材料中最高,商用钴酸锂/石墨体系的充电电压可提升4.40v,能满足智能手机和平板电脑对高体积能量密度软包电池的需求;锰酸锂原料成本较低、加工工艺简单、热稳定性高、耐过充性好、放电电压平台高、安全性高。适合作为轻型电动汽车辆的低成本电池,但存在理论容量比较低、循环过程中可能有锰元素的溶出影响电池在高温环境中的寿命等问题。国内锰酸锂材料紧要满足移动电源、电动工具和威尼斯人在线app市场的需求,有向低端发展的趋势。


二是电池系统技术。电池性能的提高需兼顾电极材料、电解液、隔膜的性能,同时装配技术、电池系统成组、管理技术的跟进也至关紧要。从商品化的锂离子动力锂离子电池系统角度看,关键核心技术包括电池成组技术(集成电池配组、热管理、碰撞安全、电安全等)、电池管理系统(bMS)电磁兼容技术、信号的精确测量(如单体电压、电流等)技术、电池状态精确估计、电池均衡控制技术等。


三是单体电池技术。目前锂离子电池的基本设计仍与SONY企业于1989年专利申请公布的相同,单体的形状有圆柱、方形金属壳(铝/钢)和方形软包散装。圆柱电池原来紧要用于笔记本电脑,圆柱型电芯技术最成熟,制造成本较低,但大型圆柱电池的散热能力较差,故一般选用小圆柱电池。车用电池包容量大,电池数量多,管理系统较为复杂和昂贵;方形电池中卷绕结构电池制作工艺较简单,但紧要适合于软极片电池,采用除尖晶石正极材料外磷酸铁锂和三元材料的电池均可用此办法;可靠性高、寿命长的叠片式电池适应于各种材料体系。单体电池技术要进一步改进。


此外,动力锂离子电池的寿命模型及模型影响参数的研究,电池成组方式特性研究,高效大容量锂离子电池包均衡策略研究,单体电池充放电热模型与成组电池组温度场分解和控制办法研究,成组电池优化快速充电办法研究等等,都有待进一步开展。动力锂离子电池系统应结合整车产品进行重新设计并依据将来车用动力锂离子电池的需求进行设计制造模式的升级,在动力锂离子电池基础材料、电池制造和系统技术全产业链上同时下功夫,提高产品质量,降低规模化加工成本,提升产业竞争力。


掌控核心技术,企业要协同合作。从上下游企业关系来看,整车和零部件企业相互依存,电池企业侧重于电芯性能的研发,整车企业则关注电池的使用。上下游企业协同合作才能更好应对挑战。动力锂离子电池加工商要从前端介入与整车厂共同参与研发设计,电池加工商要充足了解主机厂的配套需求,从而戒备各自为战、信息不透亮带来的成本新增,共同推动电动汽车产业技术的迭代与进化。


有关动力锂离子电池企业来说,拼加工规模只是浅层次的竞争,最紧要的还是要掌控核心技术三大块,非得要以全球的视野加工一代、开发一代、预研一代,确保始终站在世界前沿。其中最关键的是凝聚人才,保持足够的研发投入。电池企业还要在国家支撑下与高等院校、研究机构合作,开展动力锂离子电池的基础研究,攻克这三大关隘,多管齐下,以实现动力锂离子电池产业跨过式飞速发展。


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