鉅大LARGE | 點擊量：786次 | 2022年01月18日
補貼退坡 動力鋰電池技術路線如何走？
３月２６日，財政部等四部委聯合公布了《有關進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，明確提出分階段釋放壓力，下調補貼標準，和２０１８年相比，本次補貼平均退坡超過５０％。同時，《通知》還提高了技術門檻，提出穩步提高新能源汽車動力鋰電池系統能量密度門檻要求，適度提高新能源汽車整車能耗要求，提高純電動乘用車續駛里程門檻要求。
補貼退坡和技術門檻的提高，給動力鋰電池行業的發展帶來了更高挑戰。遨優動力研究院副院長艾群在相關活動上表示："補貼大幅退坡的背景下，動力鋰電池勢必將面對較大的降本壓力。"
那么，在此背景下，動力鋰電池行業的技術路線到底該如何走？
鋁塑膜電池更能達成能力密度要求
《通知》提到在動力鋰電池系統能量密度方面，純電動乘用車動力鋰電池系統的質量能量密度不低于１２５Ｗｈ／ｋｇ，非快充類純電動客車電池系統能量密度不低于１３５Ｗｈ／ｋｇ，純電動貨車裝載動力鋰電池系統能量密度不低于１２５Ｗｈ／ｋｇ。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
尋材問料公司相關負責人表示，在當前電池材料技術體系下，軟包鋰電池憑借外包裝材料的輕量化，成為最有希望達成國家動力鋰電池能力密度要求的產品體系之一，而鋁塑膜是軟包鋰電池最為關鍵的核心材料。
不過，由于在阻隔性、冷沖壓性、耐穿刺性、化學穩定性和絕緣性方面有嚴格要求，鋁塑膜的生產技術壁壘很高，其技術難度超過正極、負極、隔膜、電解液，被譽為鋰電行業三大技術難題之一。
"鋁塑膜對材料的外觀上要求極其嚴格。"新綸科技戰略發展部主任肖志宏介紹，軟包鋰電池用鋁塑膜不能出現破裂、皺紋、污跡、氣泡針孔等，并且要求斷面的平整度要小于１ｍｍ以內。其次，鋁塑膜對橫向和縱向的拉伸性能、剝離力、熱封強度、沖壓性能、穿刺強度、摩擦系數和耐電解液性能等方面都有明確的限定。
事實上，近年來，國產鋁塑膜在設備、技術工業、材料等方面都在持續更新和完善，產品一致性、質量和耐電解液性能都取得了較大發展。
雖然如此，肖志宏坦言，國內鋁塑膜沖深性能不過關的短板仍然較為明顯?？上驳氖牵戮]科技已經突破了這些技術短板，目前要做的是提升產量，在動力鋰電池用鋁塑膜方面盡快實現國產化替代。
肖志宏認為，軟包鋰電池鋁塑膜有一套完整的技術評價標準，隨著技術的進步和產量的釋放，未來將加快國產化替代。
據悉，新綸科技在動力鋰電池領域已經拓展了包括孚能科技、微宏動力、捷威動力、中信盟固利、錢江鋰電等國內主流動力鋰電池廠商，并最終應用于北汽、長安、奇瑞、金龍、眾泰等國內重要新能源汽車公司各車型中。
發展富鋰錳材料動力鋰電池勢在必行
在更高能量密度的追求之下，具備高電壓、高容量優勢的富鋰錳基材料一直是鋰電行業研究的熱點。
"從動力鋰電池能量密度提升的路徑上來看，動力鋰電池由液態電解液開始逐漸向凝膠態電解液和固態電解質過渡，但在后補貼時代，甚至當補貼完全退出后，技術的經濟性將被擺在更為關鍵的位置。"艾群認為，發展低成本、高能量密度及高安全性能的富鋰錳材料動力鋰電池勢在必行。
富鋰錳的誕生是在對錳系材料的研究過程中，隨著Ｌｉ２ＭｎＯ３的發現而發展起來的，相比于常規的磷酸鐵鋰和三元材料，富鋰錳基電池具有能量密度高和價格低的優勢。
但是，富鋰錳基電池的量產也面對著諸多的產業化難題，例如，首次充電效率低；不可逆脫氧及電解液分解；導電性差和配套電解液高于目前常見電解液電化學窗口等都影響富鋰錳基電池的實際性能等。
在艾群看來，氧化物包覆是改進富鋰錳基材料性能的有效途徑。她透露，遨優動力研發團隊經過８年的潛心研發，采用材料摻雜改性和高電壓電解液中應用特殊添加劑等多種界面保護方法，通過材料納米化和碳層包覆技術，在電池制作過程中使用多種復合導電劑（如石墨烯、碳納米管等高導電性物質）提高材料倍率性能。
據了解，遨優動力的富鋰錳基動力鋰電池已經上了兩款通告，并且在純電動物流車上運行，營運里程超過２萬公里。
"就正極材料方向而言，富鋰錳基材料同時具備工作電壓高和克容量高，且成本比三元材料低的相對優勢。"艾群認為，隨著未來高電壓電解液技術的成熟，富鋰錳基動力鋰電池必將成為未來高比能鋰動力鋰電池的主流產品。
不斷升級正極材料
如何在有效控制成本的前提下，追求更高能量密度，提升續航里程？在當升科技研究院副院長張學全看來，要不斷升級正極材料。
據悉，提升電動汽車續航里程，動力鋰電池的正極材料是亟待突破的核心難點之一。由于目前負極材料的能量密度遠大于正極，正極材料就成為了"木桶的短板"——鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料，所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。
張學全認為，從正極材料方面提升動力鋰電池能量密度重要有三大途徑。
第一，提升高鎳三元材料中鎳的含量，這關系到高鎳材料的開發，從成熟應用的５２３和６２２系高鎳材料到小批量生產的８１１系高鎳材料，能量密度提升的路徑重要是通過新增鎳含量。
第二，通過高電壓的開發，實現能量密度的提升。
第三，就是使用高密度的前驅體材料來提升動力鋰電池的能量密度。配合這種高密度的正極材料的燒解技術來進一步提升材料的能量密度。
當然，在提升能量密度的同時還要照顧到對動力鋰電池其它性能指標的影響，特別是循環壽命和安全性能。
"當鎳保持不變的情況下，適當的降低鈷含量，提升錳含量能有效提升熱穩定性和降低成本。"張學全分析，正極材料的摻雜技術能有效改善高鎳材料的熱穩定性，通過不同價態，不同元素的摻雜起穩定材料的結構，進而出現耐高溫、耐高壓的性能。此外，制備單晶化的三元材料，也能有效提高材料的壓實密度，降低材料的比表面積，改善電池的能量密度、高溫儲存、循環和安全壽命。
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