解碼比克電池“黑科技”

路夢(mèng)怡

近年來，新能源汽車市場(chǎng)銷量節(jié)節(jié)攀升，但喜人成績(jī)背后，新能源汽車依然存在不少痛點(diǎn)：續(xù)航縮水、低溫掉電、電池安全……

江淮汽車的iEV7S車型卻是個(gè)例外。參數(shù)表明，江淮iEV7S最高續(xù)航可達(dá)350km， NEDC工況續(xù)航不低于280km。在2017中國量產(chǎn)車性能大賽（CCPC）中，它還戰(zhàn)勝戈壁高溫考驗(yàn)、高性能競(jìng)技、高寒考驗(yàn)，連續(xù)三站問鼎“純電動(dòng)小型SUV組冠軍”。

在近期舉辦的黑科技解密活動(dòng)中，江淮公布了iEV7S的諸多“黑科技”。這其中，尤其值得注意的是新能源汽車“心臟”——?jiǎng)恿﹄姵?，江淮iEV7S搭載的是比克18650-2.75Ah電芯產(chǎn)品，這是中國首個(gè)高鎳加硅合金體系的18650圓柱電芯。

比克電池副總裁李丹表示，作為國內(nèi)領(lǐng)先的鋰電廠商，比克電池始終關(guān)注產(chǎn)品的創(chuàng)新升級(jí)，不斷追求安全、能量密度等電芯核心性能的持續(xù)提升。比克電池也是國內(nèi)唯一一家掌握?qǐng)A柱電芯定向爆破技術(shù)、成功解決熱失控安全問題的企業(yè)，依靠自主研發(fā)的黑科技，解決了新能源汽車常見的痛點(diǎn)。

“比克之前是在創(chuàng)業(yè)，現(xiàn)在在做創(chuàng)新?！崩畹ふf道。

突破能量密度瓶頸

新能源汽車想要具備長(zhǎng)續(xù)航里程，離不開動(dòng)力電池的高能量密度，這是目前化解續(xù)航焦慮最有效直接的方法。

近年來，國內(nèi)相關(guān)政策也在保障安全的前提下，引導(dǎo)動(dòng)力電池能量密度的提升?！吨袊嚠a(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提及，到2020年動(dòng)力電池單體比能量達(dá)到300Wh/kg以上。

不過目前，新能源汽車搭載的多為三元鋰電池，國內(nèi)電池企業(yè)生產(chǎn)多以523材料為主，其單體能量密度在160～200Wh/kg;部分企業(yè)能量產(chǎn)622材料，單體能量密度可達(dá)230Wh/kg，這些產(chǎn)品都很難在2020年達(dá)到單體能量密度300Wh/kg的國家規(guī)劃要求。

比克電池突破了這一瓶頸。通過對(duì)正極和負(fù)極材料的改進(jìn)，并改善電解液、耐高溫高強(qiáng)度隔膜、補(bǔ)鋰工藝、電池安全性控制結(jié)構(gòu)等技術(shù)，比克811材料的18650-2.75Ah電芯產(chǎn)品能量密度高達(dá)240Wh/Kg。

比克電池相關(guān)人士介紹，早在2012年，比克電池就開始著手對(duì)高鎳811工藝進(jìn)行研究，并于2016年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，它也是國內(nèi)唯一一家能量產(chǎn)高鎳811材料體系三元電池的企業(yè)。

江淮iEV7S能具備長(zhǎng)續(xù)駛里程優(yōu)勢(shì)，就歸功于它搭載的是比克18650-2.75Ah電芯，同樣應(yīng)用此款電芯驅(qū)動(dòng)的零跑LP-S01也表現(xiàn)不俗，其整包電量36kWh，最大續(xù)航里程為360km，NEDC工況下為250km。

比克電池的18650 高能芯生產(chǎn)線。

經(jīng)過技術(shù)的不斷升級(jí)，比克電池最新動(dòng)力電池產(chǎn)品——18650-3.0Ah，電芯能量密度可達(dá)250Wh/kg，這是國內(nèi)能量密度最高的圓柱形動(dòng)力電芯，可支持電動(dòng)乘用車500公里超長(zhǎng)續(xù)航里程。鄭州比克品質(zhì)中心副總經(jīng)理曹漢澈對(duì)《財(cái)經(jīng)國家周刊》記者表示，這款電芯的單體能量密度已經(jīng)具備和韓國三星、日本松下動(dòng)力電池相近的水準(zhǔn)。

“如果從市中心到遠(yuǎn)郊通勤，以70公里計(jì)算，比克3.0電芯一周只需充電一次;如果按照上班每日往返35公里計(jì)算，比克3.0電芯每月僅需充電兩次?！?比克電池副總裁王潘介紹道。

經(jīng)受住溫度的考驗(yàn)

除了能量密度，電池溫度，也是影響續(xù)航里程的主要因素。

研究表明，當(dāng)溫度跌落至?10℃時(shí)，電池放電能力會(huì)相應(yīng)降低，車輛的續(xù)航里程將縮減40%。而在高溫環(huán)境下，輸出功率則會(huì)降低，電池的續(xù)航能力同樣受到很大影響。只有電池在20～35℃的溫度下，高速行駛狀態(tài)、快速充電時(shí)間、續(xù)航里程才會(huì)得到很好的保障。

所以對(duì)高比能電池包進(jìn)行溫度控制，成為保證整車性能必不可少的環(huán)節(jié)。

目前行業(yè)內(nèi)主要有三種控制電池溫度的技術(shù)手段：風(fēng)冷、液冷、直冷。在業(yè)內(nèi)專家看來，液冷是性價(jià)比最出眾，并且技術(shù)相對(duì)成熟的方法，特斯拉、寶馬i3等高端車型上采用的都是液冷技術(shù)。

比克電池自主創(chuàng)新研發(fā)了一套電池液冷系統(tǒng)。李丹介紹，比克的液冷系統(tǒng)，第一是可以降溫，電芯發(fā)生熱失控而溫度升高時(shí)，可以通過液冷技術(shù)降低溫度，有效提高安全性;其次是在嚴(yán)寒環(huán)境中，液冷系統(tǒng)會(huì)為電池包加溫，使電池在合理的溫度區(qū)域內(nèi)工作，提高電池壽命。

除此之外，比克電池在原材料方面也獨(dú)立開放正極保護(hù)添加劑，率先引入負(fù)極陶瓷涂層和陶瓷隔膜，提升電芯的熱安全性、高溫循環(huán)性能并減少熱量，以此保證電池在不同溫度下的穩(wěn)定性能。

江淮iEV7S就是基于比克的液冷系統(tǒng)，打造了整車智能溫控技術(shù)，很大程度消除了純電動(dòng)汽車受制于溫度、氣候、地域的影響，同時(shí)也提高了電池系統(tǒng)循環(huán)壽命以及整車的續(xù)航里程。

比克電池方面介紹道，為適應(yīng)不同環(huán)境溫度下的行駛條件，比克電池跟隨整車經(jīng)受了超強(qiáng)的環(huán)境考驗(yàn)。經(jīng)過不斷的測(cè)試，比克電池在零下20℃的放電率可達(dá)85%，領(lǐng)先行業(yè)平均水平。

嚴(yán)格的安全保護(hù)機(jī)制

保證電池溫度，從一定意義來看就是保證電動(dòng)車的安全。

對(duì)于鋰離子電池來說，熱失控是最嚴(yán)重的安全事故，它會(huì)引起鋰離子電池起火甚至爆炸，直接威脅用戶的安全。今年以來，國內(nèi)外發(fā)生數(shù)起電動(dòng)車起火事故，再度引起各方對(duì)動(dòng)力電池安全性的質(zhì)疑，如何防控動(dòng)力電池風(fēng)險(xiǎn)，成為業(yè)界討論的重要問題。

“電池安全的核心在電池管理系統(tǒng)?！北瓤穗姵馗笨偛美铠P梅表示，比克電池始終強(qiáng)調(diào)安全一致性，并采用嚴(yán)格的生產(chǎn)管理制度及多重解決方案，保護(hù)電池的“芯”安全。比克電池技術(shù)研究院院長(zhǎng)駱兆軍也介紹道，為充分保證電芯的安全，比克經(jīng)歷了上千次不同爆破實(shí)驗(yàn)。搭載比克18650-2.75Ah電芯的江淮iEV7S，為國內(nèi)首款通過整包熱失控測(cè)試的車型。

針對(duì)產(chǎn)品制造的不同流程，比克制定了相應(yīng)的安全保障方案：在單體電芯生產(chǎn)上，從電芯設(shè)計(jì)、材料篩選到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都實(shí)施高智能化管理，確保電芯生產(chǎn)的一致性。同時(shí)，比克采用特殊的泄壓閥設(shè)計(jì)，確保電池在極端過熱及濫用情況下，有效及時(shí)地進(jìn)行熱釋放。

“通過優(yōu)化化學(xué)體系和結(jié)構(gòu)件，比克電池實(shí)現(xiàn)電芯能量從殼體頂部和底部泄壓，而不會(huì)通過殼身開裂釋放，同時(shí)確保單顆電芯起火爆炸不會(huì)引發(fā)整包連鎖失效，成功實(shí)現(xiàn)fail-safe技術(shù)?！?比克電池研究院副院長(zhǎng)李艷斌說道。

目前，比克21700系列的4.8Ah產(chǎn)品已批量交付，是全球21700最高容量產(chǎn)品。比克將通過不斷的創(chuàng)新研發(fā)結(jié)合智能制造，引領(lǐng)中國鋰電進(jìn)入高能芯時(shí)代，追求技術(shù)、材料、生產(chǎn)工藝等方面的不斷提升。