億緯鋰能冀亞娟：億緯鋰能動(dòng)力電池材料技術(shù)研發(fā)進(jìn)展
編輯丨麥 子
美編丨CBEA獨(dú)耀
▲圖為惠州億緯鋰能股份有限公司基礎(chǔ)材料與技術(shù)研究室主任冀亞娟博士
日前，“第二屆新能源汽車及動(dòng)力電池（CIBF2021深圳）國際交流會(huì)”在深圳舉行，在風(fēng)帆有限責(zé)任公司冠名的“軟包電池核心材料及先進(jìn)技術(shù)突破”專場(chǎng)論壇上，惠州億緯鋰能股份有限公司基礎(chǔ)材料與技術(shù)研究室主任冀亞娟，作了主題為《億緯鋰能動(dòng)力電池材料技術(shù)研發(fā)進(jìn)展》的演講。
以下是發(fā)言內(nèi)容整理：
非常榮幸有機(jī)會(huì)在這里跟大家分享億緯鋰能的材料技術(shù)研究進(jìn)展。
動(dòng)力電池的發(fā)展離不開政策、技術(shù)的驅(qū)動(dòng)，目前基于我國在2030年前“碳達(dá)峰”、2060年前“碳中和”目標(biāo)下，能源供給側(cè)、能源需求側(cè)都將迎來大的變革。
碳中和戰(zhàn)略奠定新能源發(fā)展基調(diào)
基于時(shí)代發(fā)展的大背景及對(duì)國內(nèi)、外動(dòng)力電池市場(chǎng)發(fā)展調(diào)研，隨著全球電動(dòng)化浪潮的快速推進(jìn)，我們認(rèn)為電動(dòng)化的趨勢(shì)將提前到來，預(yù)計(jì)在2023年甚至是更早就會(huì)進(jìn)入TWh時(shí)代。在如此大的需求下，動(dòng)力電池技術(shù)路線如何選擇？
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研預(yù)測(cè)，未來磷酸鐵鋰電池和三元電池將長(zhǎng)期并存。隨著刀片電池和CTP技術(shù)的出現(xiàn)，磷酸鐵鋰電池能量密度有很大的提升。從三元的角度，長(zhǎng)期高比能是發(fā)展的態(tài)勢(shì)，高鎳化會(huì)成為主流。
動(dòng)力電池戰(zhàn)略布局提供全面解決方案
億緯鋰能是鋰電池行業(yè)內(nèi)極少數(shù)同時(shí)擁有消費(fèi)電池和動(dòng)力電池全面解決方案的提供商。億緯鋰能始終堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向，為客戶提供全面解決方案。
在動(dòng)力電池的產(chǎn)能布局上，我們將持續(xù)做好方形磷酸鐵鋰電池、方形三元電池、軟包三元電池的穩(wěn)定布局，在圓柱電池上，也已完成大圓柱電池戰(zhàn)略布局。
軟包電池優(yōu)勢(shì)凸顯
基于相同的化學(xué)體系設(shè)計(jì)下，軟包結(jié)構(gòu)決定了它的高比能量?jī)?yōu)勢(shì)，相比方形電池能量密度至少提升5%。在循環(huán)壽命方面，軟包電池相比方形電池至少提升10%。
此外，軟包電池采用鋁塑膜軟包裝結(jié)構(gòu)，具備高安全性，且其內(nèi)阻低，功率大，尺寸靈活，可進(jìn)行定制化開發(fā)。
我們認(rèn)為全自動(dòng)化、高度一致性是我們產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，這源于我們采用全自動(dòng)化的設(shè)備和先進(jìn)的管理系統(tǒng)，以及在質(zhì)量管理上，我們始終極度認(rèn)真地做好粉塵、螺絲、毛刺、焊渣的全鏈管理。
億緯鋰能軟包電池技術(shù)布局
在BEV市場(chǎng)，億緯鋰能將實(shí)現(xiàn)從240Wh/Kg到280Wh/Kg到320Wh/Kg的提升過程，2023年前以方形電池為主，穩(wěn)定布局磷酸鐵鋰和三元材料體系。2023年后，我們會(huì)逐步地推廣大圓柱電池和軟包電池。在PHEV市場(chǎng)，基于軟包的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，我們將同時(shí)推進(jìn)軟包電池和方形電池的應(yīng)用。
目前，300Wh/kg B樣產(chǎn)品常溫循環(huán)壽命達(dá)到3000th，高溫循環(huán)壽命達(dá)到1000th，可實(shí)現(xiàn)18min快充性能，未來的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)9分鐘的快充。
高鎳材料新安全技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破
提到高比能電池，尤其是高鎳電池體系，大家都非常擔(dān)心的安全問題。目前，我們已有新的安全技術(shù)突破，主要采用另一種安全性能更高的材料。
另外，高鎳材料使用過程當(dāng)中正極高氧化活性會(huì)帶來電解液的持續(xù)氧化，從而帶來電解液的持續(xù)氧化分解。我們的技術(shù)同時(shí)解決了高溫存儲(chǔ)過程中DCIR持續(xù)增長(zhǎng)的瓶頸。
前沿技術(shù) 持續(xù)突破
在前沿技術(shù)研究領(lǐng)域，億緯鋰能一直努力走在前面。在350Wh/kg 平臺(tái)項(xiàng)目研究上，目前其常溫循環(huán)壽命預(yù)計(jì)可達(dá)400th。
億緯鋰能固態(tài)電池研究是漸進(jìn)式的。第一代產(chǎn)品是聚合物類固態(tài)電池的研究，目前已初步實(shí)現(xiàn)了室溫下的穩(wěn)定運(yùn)行，將在微型電子產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。第二代產(chǎn)品將進(jìn)一步開發(fā)固態(tài)化界面技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在高端消費(fèi)類產(chǎn)品的應(yīng)用。第三代產(chǎn)品，繼續(xù)提升界面的穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)力儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用。
基于傳統(tǒng)鋰離子電池技術(shù)的儲(chǔ)備可以保障我們?cè)谖磥?年的技術(shù)領(lǐng)先性，我們也會(huì)思考在未來10年之后怎么保證自己的技術(shù)還是有充分的領(lǐng)先性。鋰硫電池方面，我們已經(jīng)攻克了高載量硫正極電極技術(shù)，掌握功能電解液核心技術(shù)。燃料電池研究，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新堿性離子交換膜材料的批量制造技術(shù)。
內(nèi)外兼修 創(chuàng)新不止
戰(zhàn)略上，億緯鋰能不做技術(shù)選擇，但我們會(huì)去尋找最合適的應(yīng)用市場(chǎng)。所以，我們做方形電池、軟包電池、圓柱電池，同時(shí)，材料體系上我們研發(fā)鐵鋰、三元，可以全方位匹配客戶需求。
安全上，軟包電池是單體層面有安全優(yōu)勢(shì)，但是系統(tǒng)方面會(huì)存在熱蔓延的劣勢(shì)，我們會(huì)在系統(tǒng)方面做一些相關(guān)的工作，這并不影響下一代電池產(chǎn)品的顛覆，有可能這種大圓柱產(chǎn)品就能直接解決熱蔓延的問題。同時(shí)我們開發(fā)下一代固態(tài)電池技術(shù)，從根本上解決安全問題。
材料上，做好內(nèi)外兼修。公司一直高度重視基礎(chǔ)材料和技術(shù)的研發(fā)，我們會(huì)投入很大的人力、物力和資金做相關(guān)的技術(shù)研究。其次，也會(huì)加強(qiáng)跟國內(nèi)外知名的校企合作，讓高校老師的科研成果更好指導(dǎo)我們對(duì)材料的解讀和應(yīng)用的能力。
我們也會(huì)積極與國內(nèi)先進(jìn)的材料企業(yè)進(jìn)行深度合作，歡迎做材料、做技術(shù)的供應(yīng)商與我們一起來做這樣一件事情。
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