更高能量密度、更長(zhǎng)使用壽命、更安全可靠的性能一直是電池企業(yè)所追求的，按照科技部《國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案》的要求，動(dòng)力電池的單體比能量至少要在2020年達(dá)到300Wh/kg，工信部《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》更要求在350Wh/kg以上，這對(duì)眾多電池企業(yè)而言，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。為開發(fā)出高容量、高循環(huán)、高安全性的電池，天臣新能源做了不少開發(fā)與嘗試。

基于電芯新材料技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用

為提升電芯的能量密度，天臣新能源嘗試在電池材料上進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用。

首先，采用高鎳正極三元材料。通過異種金屬摻雜量最適化，在不過多降低容量的基礎(chǔ)上提高材料的熱穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)其高安全性。

其次，采用硅系負(fù)極材料。通過使用新型粘結(jié)劑，抑制因硅膨脹引起的材料之間，材料與箔材間的脫落，并添加新規(guī)導(dǎo)電劑，使硅系材料膨脹后依然保持較高的導(dǎo)電性。

再次，開發(fā)與正負(fù)極兼容的電解液。通過使用耐氧化、耐還原性溶媒、正負(fù)極成膜添加劑，從而改善傳統(tǒng)電解液，抑制電解液的分解，提高循環(huán)性能，提高保存性能。

然后，開發(fā)使用新型輔助添加劑，通過碳納米管、石墨烯以及SBR，更好抑制SI負(fù)極的膨脹，改善SIC電池電阻，并防止在SI負(fù)極膨脹過程中內(nèi)阻變大，保持較高的導(dǎo)電性。正極材料高Ni化以及負(fù)極SiC材料的復(fù)合使用，使天臣新能源正負(fù)極材料開發(fā)，兼具高容量、高安全性、高循環(huán)性的特點(diǎn)。

目前天臣新能源先進(jìn)材料研究室與某負(fù)極廠家就純石墨體系已經(jīng)成功發(fā)開G-01、G-02負(fù)極，具有高容量、長(zhǎng)壽命、吸液好、倍率高等特性，并已成功應(yīng)用于終端產(chǎn)品上。

與此同時(shí)，天臣新能源還成功開發(fā)出SI-3負(fù)極，通過特殊條件的碳包覆，將納米硅/SIOx進(jìn)行保護(hù)，確保其在循環(huán)過程中的膨脹發(fā)生在C殼內(nèi)部。通過體系優(yōu)化，優(yōu)選穩(wěn)定的NCA產(chǎn)品及特殊結(jié)構(gòu)的SIC負(fù)極，天臣開發(fā)出的2900mAh電池，表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)特性，目前進(jìn)入中試階段，預(yù)計(jì)今年4月份可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

基于電池PACK研發(fā)與應(yīng)用

除了基于原材料的開發(fā)，提升動(dòng)力電池能量密度，天臣新能源在電池PACK的研發(fā)與應(yīng)用上，也費(fèi)了不少功夫。天臣新能源為提高PACK能量密度，對(duì)各零部件都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

首先，選用高能量密度電芯。在不斷提高18650電芯能量密度的基礎(chǔ)上，切換更高體系電芯；其次，啟用新型輕量化材料。通過鋁合金材質(zhì)箱體、碳纖維及合成材料，促進(jìn)電池箱體輕量化；再次，對(duì)零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用仿真優(yōu)化結(jié)構(gòu)件；最后，減少PACK層級(jí)，與整車一體化設(shè)計(jì)。

未來，天臣新能源將以生產(chǎn)高能量密度三元體系動(dòng)力電芯為基礎(chǔ)，以不斷提升系統(tǒng)性能，兼顧產(chǎn)品綜合成本為考量，致力于生產(chǎn)高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)周期、高成組率、安全性與高可靠性得到極大保障的動(dòng)力電池系統(tǒng)，并進(jìn)一步延伸至“電池、電機(jī)、電控”三電系統(tǒng)，為動(dòng)力總成系統(tǒng)戰(zhàn)略布局奠定基礎(chǔ)。

本文來自：中國(guó)電池雜志-中國(guó)電池網(wǎng)