鉅大LARGE | 點擊量：815次 | 2018年07月24日
三元動力軟包能量密度躍進 保證電芯安全性可靠性
補貼政策倒逼下，三元動力軟包能量密度相比去年有了明顯提升。
高工產研鋰電研究所(GGII)調研數據顯示，去年三元軟包電池企業批量供貨電芯單體比能量在180-210wh/kg，系統能量密度130-150wh/kg；今年批量供貨的三元軟包電芯單體比能量最低210wh/kg左右，個別企業單體比能量260wh/kg的電芯產品已經達到量產水平，系統能量密度輕松過140wh/kg，甚至達到160-180wh/kg。
這些三元軟包電池企業提升能量密度的“通用”路徑是，通過材料的選取及工藝設計優化的方式來提升。
在材料選取方面，大部分企業對正極、負極材料的要求相對高一些，有的企業則選擇在集流體方面做一些改善；在工藝設計優化方面，通過極片的精細化設計和正負極生產工藝中做一些優化的方式來提高能量密度。
冠城瑞閩電芯研發總監楊允杰博士表示：“公司能量密度提升主要在材料選取方面，正極方面使用高壓622，負極材料采用高容高壓實，在隔膜、電解液、集流體等材料方面也有一些優化。同時，在負極材料生產工序方面，通過控制造粒環節中負極顆粒的粒徑來提高比容量。”
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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%
雙登富朗特總工佘沛亮博士則透露：“公司的核心做法在于減重。比如在集流體方面用6um銅箔；在極片精細化設計方面，選擇偏向于厚極片的設計等；在正極材料選取方面，克容量相對高的供應商將成為公司的首選。”
值得一提的是，目前國內圓柱型811材料電池已經基本解決了技術問題，部分量產的企業已經配套車型陸續進入推薦目錄。但在軟包電池應用上目前爭議較大，還有些技術問題沒有解決，現在導入811對企業的挑戰還比較大。
三元軟包在導入811存在的問題主要有：①材料表面的殘堿含量相對于622、523等較大，對生產過程中水分的敏感性較高，在除濕過程中產生的能耗最大；②電池脹氣問題，一方面是由于表面殘堿導致的，另一方面是受生產過程中水分的影響；③安全問題。
不過，已經有企業將高鎳811導入到軟包電池。包括遨優動力、天勁股份在內的NCM811軟包電池已經通過國家強檢認證，單體電芯比能量達260wh/kg。
遨優動力研發總監代東舉表示：“公司經過大量的實驗，在材料體系搭配、選材及設計上、配方改進等方面做了很多優化，DOE出來此次高鎳產品。”
天勁股份研究院院長王強博士則表示：“811導入三元軟包主要還是熱失控問題，公司在模組中通過灌封膠方式解決了熱擴展問題；同時，公司通過隔膜工藝定制解決了單個電池失效時的連鎖反應問題。”
而針對到2020年動力電池單體比能量達到300wh/kg、力爭實現350Wh/kg的國家政策目標，軟包電池企業已經有了明確的推出更高能量密度電芯產品的規劃。
其中，桑頓新能源2019年將推出300wh/kg、2020年350wh/kg的三元軟包產品；遨優動力也表示，公司已經在研發280wh/kg及300wh/kg的三元軟包電池；雙登富朗特介紹，公司實驗室正在研發單體比能量276wh/kg電芯，預計2020年可以量產270wh/kg，系統能量密度190-200wh/kg左右，續航里程400-500公里。
在三元軟包能量密度快速提升的同時，專業人士提醒，想達到更高的能量密度要求，未來高鎳化將成為必然趨勢，而鎳的成分越高，對電池的安全性及可靠性的影響將加大，對電池的循環壽命也將產生影響。
對此，雙登富朗特總工佘沛亮博士給出建議，目前單純提高比能量風險比較大，在穩步提升能量密度的同時，應保證電芯安全性、可靠性。
河南鋰動技術總監蔡洪波也認同上述觀點，他表示：“公司在高能量電池方面一直在儲備，技術路線相對穩健，在提高能量密度的同時，保證電池的安全性及循環壽命是公司的首選。”
