鉅大LARGE | 點擊量:1602次 | 2021年08月13日
動力鋰離子電池6大痛點
摘要針對新能源汽車的安全問題,孟祥峰表示,目前整個新能源汽車安全問題原由是復雜的,有內部因素,也有外部因素。
新能源汽車大規模進入市場化的推廣階段之前,還面對著很多的痛點。分解來看,影響消費者購買的緊要是六個方面:
一是成本太高;二是里程焦慮;三是電池環境耐受性比較弱;四是充電時間太長,比加油非常不方便;五是產品安全性,目前新能源汽車起火、自燃事故得到大家廣泛關注,影響了消費者購買新能源汽車的信心;六是保值。新能源汽車二手車的殘值跟燃油車相比,比例非常低。
這是寧德時代董事長助理孟祥峰近日在一個汽車論壇上的研判,在他看來,這些痛點很大程度上和動力鋰離子電池性能或者特點密切相關,作為動力鋰離子電池的供應商,寧德時代在和國內外主機廠一起克服上述短板和痛點。
在材料體系方面,過去三年,寧德時代通過高通用的計算和模擬的平臺,實現了三元材料的優化,目前三元體系已經逐步成熟,下一步要把相同的計算辦法轉移到下一代電池材料體系的開發中去。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在電池集成創新上,在CTP的基礎上,寧德時代進一步提出了CTC(CelltoChassis),此技術將電芯和底盤集成一起,再把電機、電控、整車高壓如DC/DC、ObC等通過創新的架構集成在一起,并通過智能化動力域控制器優化動力分配和降低能耗。
與傳統的集成技術相比,CTC將使新能源汽車成本可以筆直和燃油車競爭,乘坐空間更大,底盤通過性變好。基于此,可以實現電動汽車續航達到800-1000公里。
針對電動汽車低溫性能差的問題,寧德時代緊要從電池本體方面做改進,一是通過正極、負極和電解液液的優化,提高電池本體的低溫性能。
二是通過巧妙利用電池本身的內阻和電機控制器的集成優化,實現了利用電池內阻自加熱的功能,這個自加熱利用電池本體和控制器的現有結構,沒有新增任何硬件成本,只是在控制系統上做了優化。
該技術和電池外部加熱相比,它的加熱效率提高了4倍,可以達到每分鐘2度以上的加熱速率。另外,加熱更加平均,溫度梯度也從40度降低到10度,平均性更加完美。這個已經和主機廠在做車輛量產前的一些驗證工作。
針對電動汽車充電慢的問題,寧德時代做了兩方面探索。一方面和主機廠探索車電分離和換電模式另外從電池本身上做沖破。
寧德時代在快充方面處于領先地位,目前可以做到充電一刻鐘,車輛續航提高400公里,實現了快速補電。
針對電池的衰減和二手車的殘值過低的問題,寧德時代開發了長壽命電池,通過補給工藝將電池壽命提高到10000萬次循環以上,可以將電動汽車的電池超過了車的壽命。
“這樣梯次利用才真正變成了一個可以實現的技術辦法,而不是目前的梯次利用只是停留在理念。電池惟有做到真正的長壽命和高的可靠性,它的梯次利用才能變成實際。”
孟祥峰解析,該技術已經使用到儲能電站上,在福建晉江儲能電站上使用了這個技術,目前運行良好,寧德時代希望電池從車輛報廢之后用到下輛車,下輛車報廢以后還可以使用到梯次利用的基站、電源上,這樣實現一魚多吃,實現整車電池成本下降。
針對新能源汽車的安全問題,孟祥峰表示,目前整個新能源汽車安全問題原由是復雜的,有內部因素,也有外部因素。
從電池本身來看,從材料的熱穩定性、單體電池的耐高壓、耐過充的技術上進行沖破,同時從系統集成方面重點實現系統的戒備熱擴散,單體電池制造引發的內短路,目前難以完全戒備,但可以通過技術的提升,降低事故概率。
倘若發生了單體熱失控,通過系統的防護可以將熱擴散的時間進一步延長。目前國家的標準是規定了熱擴散時間不得大于5分鐘,寧德時代通過電池組的設計,已經實現了電池系統不發生熱擴散,即使單體內發生了熱短路,發生了失效,整個電池組不會燃燒的。
而在新的電池技術創新和沖破上,寧德時代也走了一系列儲備。
固態電池范疇,循環壽命是目前固態電池最大的短板,寧德時代已經做到循環900次,衰退10%以內。
無鈷電池方面,寧德時代在很早之前做了充足布局,同時,還布局更下一代的叫“無稀有金屬電池”,不僅是無鈷,連鎳也可以替代掉,這樣整車的續航可以進一步提高,整車成本可以大幅下降。
有關動力鋰離子電池及電動汽車產業接下來的發展,孟祥峰提出了四方面的提議。
一是希望做更長遠規劃,明確引導車企要走向全面電動化的目標。類似于歐洲的《碳排放法規》,明確2030年目標,國內目前還沒有相關的規劃或者相關的約束的目標出現。
二是在公共范疇的電動化。在2025年之前,私人乘用車在具備經濟性上的競爭力之前,國內還是要通過公共范疇的拉動,去完善整個產業體系。
三是商業模式的創新。比如說車電分離行業上已經討論很多了,比如說一魚多吃,寧德時代開發了200萬公里,一萬次循環的電池,可不可以在車輛報廢之后使用到下一輛車上,這些都要商業模式的創新、管理體系的創新。
四是整個配套產業體系。新能源汽車有很多與燃油車不同的特點,燃油車的一些安全檢驗、維修保養、保險制度、三包和召回,對電動汽車來說有的并不適用,目前還沒有針對新能源汽車特點的管理政策,因此希望在政府端快速建立適用于新能源汽車全生命周期的管理制度,這樣新能源汽車才能走得更穩更健康。