“該款產(chǎn)品的單體能量密度,刷新了去年國軒高科自己創(chuàng)造的200Wh/kg的紀(jì)錄,目前已超過了三元常規(guī)523電池的水平,接近三元622的能量密度。但是它更加安全,市場應(yīng)用前景更加可觀。”國軒高科工程研究總院常務(wù)副院長徐興無說。
三大技術(shù)助力突破能量密度天花板
人們對(duì)磷酸鐵鋰電池普遍的看法是磷酸鐵鋰電池能量密度有天花板,在電動(dòng)乘用車上的應(yīng)用存在局限。事實(shí)果真如此嗎?
徐興無在新品發(fā)布會(huì)現(xiàn)場用一組數(shù)據(jù)展示了國軒高科多年來在磷酸鐵鋰電池能量密度提升上持續(xù)不斷努力的成果,并稱2015年突破了140Wh/Kg所謂的“天花板”。國軒高科在2019年達(dá)到190Wh/Kg并產(chǎn)業(yè)化,2020年初達(dá)到200Wh/Kg;在新能源汽車從政策導(dǎo)向向市場化發(fā)展進(jìn)程中,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)也回歸理想思考,磷酸鐵鋰電池也成為行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)。據(jù)介紹,全新發(fā)布的國軒高科磷酸鐵鋰210Wh/Kg單體電池產(chǎn)品采用軟包電芯,計(jì)算電池能量密度212Wh/Kg。
國軒高科新品是如何打破能量密度天花板的呢?徐興無講了主要了三點(diǎn)原因:
第一,材料科學(xué)的創(chuàng)新,國軒高科使用了自主研發(fā)高性能LFP正極材料。眾所周知,磷酸鐵鋰正極材料的理論克容量是170mAh/g,而實(shí)際在全電池中2009年只有不到120mAh/g,現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)普遍也只有140mAh/g多。國軒高科通過各種技術(shù)手段,可以使磷酸鐵鋰材料的克容量達(dá)到150mAh/g ,壓實(shí)密度達(dá)到2.4g/cc。
第二,在磷酸鐵鋰化學(xué)體系中首次成功地應(yīng)用了硅負(fù)極材料。碳負(fù)極材料的鋰離子插入到層狀結(jié)構(gòu)中,硅負(fù)極材料形成Li15Si4鋰硅合金,因此有著高出近10倍的理論克容量。
第三,落地了先進(jìn)的預(yù)鋰化技術(shù)。無論是提升正負(fù)極材料的可逆容量,還是使用硅負(fù)極材料,都離不開預(yù)鋰化技術(shù)的應(yīng)用。預(yù)鋰化技術(shù)開發(fā)了很多年,難度非常大。因?yàn)殇嚱饘偈亲罨顫姷慕饘僦?,空氣中的微量水分,都可能引發(fā)鋰金屬的燃燒甚至爆炸,所以,業(yè)內(nèi)對(duì)于預(yù)鋰技術(shù)始終停留在實(shí)驗(yàn)室階段。國軒高科自研的預(yù)鋰化技術(shù),使得預(yù)鋰化技術(shù)能夠真正進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用,算一個(gè)巨大的突破。
直擊行業(yè)痛點(diǎn) 推出JTM
隨著新能源汽車補(bǔ)貼政策的逐步直至完全退坡,電池成本問題成了關(guān)乎行業(yè)生死存亡的大問題,成為市場的一大痛點(diǎn)。另一方面,整車廠電池箱各種各樣,尺寸千變?nèi)f化,因此,電芯的適應(yīng)性低成了業(yè)界又一大痛點(diǎn)。
面對(duì)全行業(yè)的痛點(diǎn),2020年以來,不少新電池技術(shù)被推出,比如PACK技術(shù),CTP技術(shù),刀片電池技術(shù)等。國軒高科則另辟蹊徑,推出JTM電池。所謂JTM,就是Jellyroll To Module,即從卷芯到模組。
據(jù)介紹,JTM的最大不同,就是從卷芯直接到模組的一體化制造技術(shù)。JTM產(chǎn)品采用了特殊材料和工藝制作的塑殼,以及更加高效集成的成組技術(shù),使它以簡單設(shè)計(jì)的合成理念,真正實(shí)現(xiàn)了從原材料,直接制備模組或電池包的最終目的。與鉛酸電池相比,國軒高科推出的JTM電池同樣電量尺寸只有鉛酸電池的一半,重量只有1.75Kg,而鉛酸電池的重量約7Kg,循環(huán)壽命3000周以上,鉛酸電池只有不到600周。更重要的是,它的成本接近鉛酸電池的成本。
“所以我們說具有100多年歷史的鉛酸電池發(fā)展到今天,遇到了革命性的替代產(chǎn)品,那就是JTM。”徐興無指出,與傳統(tǒng)電池制造工藝相比,JTM工藝具有電池材料大幅精簡,制造過程簡化,電池性能大幅提高,綜合成本顯著降低,電池包絡(luò)適應(yīng)性增加等特點(diǎn)。其中,JTM電池最大的特點(diǎn)就是“變形金剛式的柔性模組”的高度適配性??梢员容^容易地設(shè)計(jì)制造成各種尺寸的模組,以適應(yīng)千變?nèi)f化的電池包絡(luò),即可實(shí)現(xiàn)在一條產(chǎn)線上生產(chǎn)廣泛適應(yīng)的電池產(chǎn)品。
除了發(fā)布兩款新產(chǎn)品外,國軒高科還展望了2021年工作規(guī)劃。國軒高科工程研究總院蔡毅表示,2021年國軒高科工程研究總院將完成包河綜合實(shí)驗(yàn)中心、上海嘉定產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)中心、合肥新站試制中心和廬江系統(tǒng)安全&材料測評(píng)中心四大驗(yàn)證基地建設(shè)。