動(dòng)力電池支撐全球汽車產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型

李文慧

編者按?9月29日，2020世界新能源汽車大會(huì)先進(jìn)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)在海口順利舉行，據(jù)悉，來自企業(yè)、高校、科研院所、行業(yè)組織等約100名專業(yè)嘉賓參加了本次峰會(huì)，線上參會(huì)人數(shù)突破1萬人次。為此，本報(bào)出版專題，梳理大會(huì)精彩觀點(diǎn)，詳見P5-P7。

新電池新材料涌現(xiàn)

在2020世界新能源汽車大會(huì)先進(jìn)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)上，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員肖成偉詳細(xì)地介紹了目前中國(guó)車用電池技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，其中具體包括刀片電池技術(shù)、CTP和大模組技術(shù)、無鈷電池技術(shù)、鋰離子電池干法工藝技術(shù)等當(dāng)前動(dòng)力電池技術(shù)的創(chuàng)新熱點(diǎn)。他指出，未來需要重視能量密度、功率密度、安全、循環(huán)耐久和成本之間的平衡，智能制造和數(shù)字化工廠設(shè)計(jì)，動(dòng)力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化水平，標(biāo)準(zhǔn)化（單體、模塊及系統(tǒng)）及全生命周期的測(cè)試驗(yàn)證（尤其是安全可靠性），新材料及新體系電池前瞻技術(shù)的研發(fā)（固態(tài)電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、鋰離子電池等）五大方面的問題。

加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士、上海大學(xué)教授張久俊介紹了全球電動(dòng)汽車鋰離子電池的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和前景。他對(duì)全球新能源汽車的發(fā)展做了簡(jiǎn)要介紹，著重介紹了鋰硫電池、鋰空氣電池、固態(tài)電池等下一代新體系電池的技術(shù)現(xiàn)狀及需要攻克的問題，他認(rèn)為未來動(dòng)力電池將從液態(tài)逐步地過渡到固態(tài)，這樣才能達(dá)到能量密度的目標(biāo)500Wh/kg，能量密度、功率密度及壽命將進(jìn)一步增加，且仍然是研究的熱點(diǎn)。

中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰圍繞動(dòng)力電池?zé)o鈷正極材料領(lǐng)域，簡(jiǎn)要介紹了第一代無鈷正極材料錳酸鋰和第二代無鈷材料磷酸鐵鋰的特點(diǎn)及動(dòng)力電池適用領(lǐng)域。他指出，三元正極材料，無論是NCA還是NCM（鎳鈷錳酸鋰），都在通過技術(shù)研發(fā)逐步減少鈷的用量以降低成本，途徑包括摻雜和梯度材料設(shè)計(jì)與制備。接著他重點(diǎn)介紹了本次大會(huì)評(píng)出的前沿新技術(shù)材料——尖晶石鎳錳酸鋰正極材料，其不含鈷，成本低，鋰資源利用率高，能量密度成本比最高。現(xiàn)有磷酸鐵鋰動(dòng)力電池更換鎳錳酸鋰正極材料，工作電壓提升約40%，相應(yīng)能量密度提升約40%，但成本反而比磷酸鐵鋰低約30%。他還介紹了物理所和松山湖材料實(shí)驗(yàn)室的“基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究—產(chǎn)業(yè)化”的全流程研發(fā)模式，其產(chǎn)業(yè)化有助于解決電動(dòng)汽車長(zhǎng)續(xù)駛里程和成本的矛盾。

既要性能還要安全

廈門大學(xué)特聘教授、基礎(chǔ)加強(qiáng)計(jì)劃首席科學(xué)家董全峰對(duì)高功率動(dòng)力電池體系的探索做了詳細(xì)介紹。他指出未來社會(huì)對(duì)既具有高比能量，又具有高比功率的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了更迫切的需求，但這兩個(gè)特性，通常情況表現(xiàn)為對(duì)立的一面。我們可以通過材料設(shè)計(jì)和電化學(xué)過程設(shè)計(jì)創(chuàng)新儲(chǔ)能狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)既具有高的比能量，又具有高的比功率的雙高體系，實(shí)現(xiàn)二者的統(tǒng)一。

寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司研發(fā)聯(lián)席總裁梁成都圍繞CTP技術(shù)（Cell To Pack，無模組技術(shù)）做了詳細(xì)的解析，他表示，CTP技術(shù)通過取消傳統(tǒng)模組架構(gòu)，將電池包的重量成組效率和體積成組效率大幅提高，同時(shí)減少零件數(shù)量，提高了電池包比能量。

比亞迪股份有限公司深圳開發(fā)中心副總監(jiān)魯志佩詳細(xì)介紹了高集成刀片電池的技術(shù)創(chuàng)新。他介紹道，刀片電池的設(shè)計(jì)提高了電池包安全性，顯著提高了熱穩(wěn)定性和機(jī)械防護(hù)強(qiáng)度，大幅提高了體積成組效率，使電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程得到跨越提升，其采用的磷酸鐵鋰體系，提高了電池壽命，進(jìn)一步降低成本。

發(fā)展新能源汽車是保障能源安全的戰(zhàn)略舉措，是降低汽車污染排放的有效途徑。動(dòng)力電池作為新能源汽車能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換裝置的基礎(chǔ)單元，是新能源汽車的核心零部件。動(dòng)力電池的電性能、安全可靠性和使用壽命等對(duì)整車設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)至關(guān)重要，直接影響新能源汽車的市場(chǎng)應(yīng)用和普通消費(fèi)者的接受度，其技術(shù)發(fā)展水平是全球汽車產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐。

本次峰會(huì)的召開將為支持我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新思路。