鉅大LARGE | 點擊量：456次 | 2022年11月03日
動力鋰電池技術的發(fā)展分析
在鋰離子動力電池呈“只爭朝夕”的發(fā)展態(tài)勢下討論技術這個問題顯的有點“不合時宜”，大家都在擴產(chǎn)能，低頭拉車，猛干快上，對技術雖有敬畏、惶恐之心，在狂熱市場的背景下，這都不是個事。但我依然認為只有歷史地看待過去的技術變化，為什么變化，怎么變化的，也許我們可以更好地思考我們行動的初衷是否依然“初心”，大家且當看故事罷了。
我們先用下面四個圖來引申出我們的話題——動力電池技術是在爭辯中變化、發(fā)展的。不同體系電池的裝機量變化對比圖，主流整車用電池容量的范圍，以及車廠采用的主流電池廠在電池形狀上的差異?？梢哉f每次爭論都是激烈的，無論是標準的起草者、制定者，還是參與其中的利益相關者(電池企業(yè))，同時每次帶來的變化和相應的調(diào)整都是疼苦的，也可能是反復的。
從動力電池開始研究到現(xiàn)在，下面四個方面的討論、爭論一直如影隨形。
第一、材料體系之爭
這個目前討論的已經(jīng)很多了，尤其是三元和磷酸鐵鋰(可參照：三元與磷酸鐵鋰之爭是必要的，并不能否定三元材料)。辯證地說，沒有不好的材料，不好只是因為沒找到它最佳的生存空間。實際數(shù)據(jù)表明磷酸鐵鋰在大巴上應用是比較合適的，三元在乘用車上優(yōu)勢是很明顯的(2016年1-4月乘用車三元占有量下降是受“暫緩三元”政策影響)，剩下的就是如何從材料、電池設計、pack設計多維度來緩解、解決安全性的問題?？梢詷酚^的估計，暫緩三元從技術角度看是暫時的，通過技術的改進可以彌補三元安全上的不足。
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%
另外，對于負極側，鈦酸鋰電池(負極使用鈦酸鋰-LTO，不是石墨)由于零應變帶來的安全和快充優(yōu)勢在某些特定領域也有一片天地(快充電車，儲能)；硬炭由于脫嵌Li的能力優(yōu)于石墨(晶格層間距大于石墨材料)也逐漸和三元配對使用在混合動力車等領域。
第二、容量之爭
動力電池發(fā)展伊始，在容量方面似乎是做的越大越有水平，有的宣稱做400Ah、500Ah，一時風頭很足，到處宣傳，到后來慢慢的“永久地躺在沙灘上”了。從目前的工藝控制和技術水平來說，這屬于不科學、不靠譜的，僅僅可以作為宣傳的“噱頭”而已，誰敢用？對于容量的合理閾值，應該是基于材料體系、尺寸設計和工藝水平綜合平衡下的值，下表列出了電池廠的一些典型容量。另外，容量小好不好？記得2009年的一個行業(yè)標準討論會議上(為了避嫌，不提具體標準)，有一項是討論電動車用電池的容量范圍，其中一個公司老總很霸氣地說容量大于5Ah的就行(有個人提出應該按能量轉換的功能來界定，即可實現(xiàn)化學能轉化成動能的，無論大小都歸為動力電池，可惜被否定了)，我想當他看到現(xiàn)在18650的批量應用時會做怎么感想。
JBT11137-2001推薦了一些容量，但是基于當時電池廠的特殊產(chǎn)品，目前大家基本不采用，尚沒有一個大家公認的標準來界定容量范圍。
那就大家各自發(fā)揮吧，但發(fā)揮空間會慢慢的給你劃定，那就是尺寸！
第三、尺寸之爭
和容量一樣是個“百家爭鳴”的話題，同樣的容量，不同的尺寸，帶來不同的性能(尤其是倍率，壽命)，下圖是某款20Ah電池的三個不同尺寸(未標厚度)，很明顯其功率特性差異會比較明顯。目前國內(nèi)雖然有推薦標準：QCT840-2010(電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸)，但由于代表性不足，抑或考慮尚需完善等問題目前大家基本不采用；歐洲有VDADIN-91252，德系車企均要求按此標準提供電池，目前國內(nèi)很多電池廠也在按照該標準的尺寸要求來開發(fā)電池。國內(nèi)標準之所以束之高樓，很大的原因是沒有整車廠的參與，同時整車廠沒有統(tǒng)一尺寸要求。
目前VDA標準針對的是乘用車，尺寸給定，那么容量就自由發(fā)揮了，余地有多大，就看各自“功夫”；在客車領域，目前還是各自為政，五花八門的尺寸帶來的是層出不群的容量產(chǎn)品，統(tǒng)一需要過程，慢慢來！
第四、形狀之爭
卷繞，硬殼方形，軟包裝哪種更合適？卷繞小電芯如18650、26650已經(jīng)作為標準產(chǎn)品在大批量應用，具有自動化生產(chǎn)設備成熟，工藝穩(wěn)定，一致性好等特點，可以實現(xiàn)ppm甚至ppb級的不良率控制；硬殼方形具有外形尺寸精度高，耐壓程度強等優(yōu)點；軟包裝電池具有安全防控性好，柔性化設計程度高等優(yōu)點，但究竟采用哪種形狀電池，不僅需要從電池角度考慮，同時也需要從模塊設計和成組技術予以綜合考慮，不能一概而論。
伴隨著爭論，鋰離子動力電池技術走過了迷茫期，國內(nèi)也在這個過程中從邊做、邊學、邊改到最后定型，也在不斷進步。
目前來說，在這四個方面，材料體系基本是二分天下；容量、尺寸逐漸從無序走向有序；形狀是三分天下。簡單了很多，規(guī)矩了很多，剩下的就是在這個規(guī)矩中，越走越深，越走越好。
