鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:747次 | 2021年10月16日
面對加速迭代和降低成本的雙重考驗(yàn) 氫燃料動(dòng)力電池電堆技術(shù)尋求突圍
燃料動(dòng)力鋰電池電堆的開發(fā)是一個(gè)長期的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)驗(yàn)證的過程,并非一蹴而就,同時(shí)要持續(xù)性創(chuàng)新,而在這一過程中需大量人力、物力、時(shí)間等資源的持續(xù)性投入。
六月十六日,上海驥翀氫能科技有限公司對外宣布,在具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化大功率金屬板電堆開發(fā)上取得突破性進(jìn)展,燃料動(dòng)力鋰電池堆單堆功率達(dá)137kW,這是目前全球燃料動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域的最大金屬板電堆單堆功率。
氫燃料動(dòng)力鋰電池堆是整個(gè)氫能及燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的核心,國內(nèi)外在氫燃料動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域的探索已超過半個(gè)世紀(jì)。在近日舉辦的一場線上行業(yè)會(huì)議中,與會(huì)專家表示,總體而言,作為燃料動(dòng)力鋰電池“心臟”的電堆,在迭代能力和降低成本方面亟待破局。
國內(nèi)公司積極布局電堆領(lǐng)域
與會(huì)專家表示,此前,由于電堆技術(shù)門檻高且資金投入大,只有少數(shù)公司、研究院有研發(fā)和設(shè)計(jì)生產(chǎn)量力,供應(yīng)商少之又少。近年來,隨著氫能產(chǎn)業(yè)興起,相關(guān)公司正積極布局電堆領(lǐng)域,在技術(shù)上也迎來長足進(jìn)步。
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%
“氫燃料動(dòng)力鋰電池是電化學(xué)能量轉(zhuǎn)化裝置,將氫氣和氧化劑中的化學(xué)能不經(jīng)過燃燒直接變?yōu)殡娔埽ㄒ划a(chǎn)物是水;此外,燃料動(dòng)力鋰電池結(jié)構(gòu)相對簡單,核心部件是雙極板和膜電極,易于批量制造?!鄙虾sK翀氫能科技有限公司副總經(jīng)理付宇飛認(rèn)為,氫燃料動(dòng)力鋰電池的清潔性和易于批量制造讓越來越多的公司加入到這一產(chǎn)業(yè)中,我國的電堆公司在技術(shù)實(shí)踐中不斷成長。
資料顯示,我國第一家致力于燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)化的股份制公司,是成立于2001年的新源動(dòng)力,該公司掌握了燃料動(dòng)力鋰電池電堆及零部件正向開發(fā)、批量制造工藝的核心技術(shù)。
成立于2018年的上海捷氫科技有限公司,重要從事燃料動(dòng)力鋰電池電堆、系統(tǒng)及儲(chǔ)氫系統(tǒng)的研發(fā),作為上汽集團(tuán)進(jìn)一步完善新能源產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)關(guān)鍵布局,捷氫科技已完成三款燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的研發(fā),其部分產(chǎn)品的關(guān)鍵性能指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
此外,2016年與加拿大巴拉德公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議的廣東國鴻氫能,目前的電堆產(chǎn)量為20000臺/年,國鴻氫能方面曾于今年年初透露,預(yù)計(jì)2020年將生產(chǎn)4800-5100套燃料動(dòng)力鋰電池電堆。
付宇飛表示:“隨著國內(nèi)公司電堆技術(shù)研發(fā)的進(jìn)步,目前,高功率密度、大功率車用電堆的國產(chǎn)化替代正在加速?!?/p>
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
研發(fā)是長期的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累和
反復(fù)驗(yàn)證的過程
眾所周知,燃料動(dòng)力鋰電池具有功率密度高、續(xù)駛里程長、加注快、適用溫度范圍廣、全生命周期無污染等優(yōu)勢,是非常理想的汽車動(dòng)力源。
“值得注意的是,燃料動(dòng)力鋰電池是包括氣體傳質(zhì)、液體傳輸、熱傳導(dǎo)及力傳遞等多因素耦合的過程,技術(shù)門檻相對較高,因此有關(guān)氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)而言,擁有專業(yè)的復(fù)合型人才是最寶貴的財(cái)富。”付宇飛強(qiáng)調(diào)。
與此同時(shí),燃料動(dòng)力鋰電池電堆的開發(fā)是一個(gè)長期的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)驗(yàn)證的過程,并非一蹴而就,要持續(xù)性創(chuàng)新,而在這一過程中則需大量人力、物力、時(shí)間等資源的持續(xù)性投入。
此外,付宇飛表示:“有關(guān)早期的氫能及燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)從業(yè)者而言,從事汽車和電堆的團(tuán)隊(duì)存在信息偏差,互相并不了解各自的特性和工況,因此當(dāng)兩者產(chǎn)品匹配時(shí)達(dá)不到最優(yōu),經(jīng)過多年的磨合,近年來在車企的主導(dǎo)下已逐步實(shí)現(xiàn)了電堆系統(tǒng)的優(yōu)化和車輛的舒適運(yùn)行。因此,有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池電堆公司而言,要具備對汽車的深刻理解,并以此采用規(guī)范的產(chǎn)品開發(fā)流程?!?/p>
產(chǎn)品迭代能力仍需加強(qiáng)
資料顯示,豐田汽車作為全球燃料動(dòng)力鋰電池汽車商業(yè)化的積極推動(dòng)者,早在1991年就已開始研發(fā)燃料動(dòng)力鋰電池,歷經(jīng)20多年開發(fā)出第一款氫燃料動(dòng)力鋰電池車Mirai,但至今6年尚未完成產(chǎn)品迭代;巴拉徳動(dòng)力于1979年開始研發(fā)并在2009年推出燃料動(dòng)力鋰電池,目前最新一代仍未批量上市;與此同時(shí),作為電堆自主創(chuàng)新“國家隊(duì)”的新源動(dòng)力,自2001年成立后,先后開發(fā)出兩款氫燃料動(dòng)力鋰電池,其產(chǎn)品也處于持續(xù)優(yōu)化中。
“目前燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)品的迭代速度較慢,仍要進(jìn)一步技術(shù)突破。”付宇飛對此表示,應(yīng)建立起電堆正向設(shè)計(jì)體系,結(jié)合理論基礎(chǔ)與工程實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)定量工具化設(shè)計(jì),確保產(chǎn)品的高性能及一致性,另外,需豐富工程相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),提升核心技術(shù),以保障產(chǎn)品的壽命與可靠性。
有關(guān)如何優(yōu)化成本,付宇飛認(rèn)為,電堆生產(chǎn)公司并不應(yīng)聚焦在產(chǎn)品的最終出售價(jià)格上,而應(yīng)更關(guān)注產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的綜合成本、質(zhì)保使用服務(wù)、自主知識產(chǎn)權(quán)以及產(chǎn)業(yè)鏈上的資源整合能力等。
“目前,燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)品仍處于初期階段,作為公司要以品質(zhì)為重,想要生產(chǎn)出具備高性能、低成本的電堆產(chǎn)品,是對設(shè)計(jì)、迭代、制造能力的多重考驗(yàn),需公司具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和高可靠性的工程產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能力?!备队铒w進(jìn)一步表示。