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動力電池技術(shù)的三個矛盾關(guān)系

鉅大LARGE  |  點擊量:658次  |  2018年11月09日  

2015年新能源車形勢一片大好,年底之際很多機(jī)構(gòu)預(yù)測2016年將有望實現(xiàn)70萬輛的產(chǎn)銷目標(biāo),從現(xiàn)在發(fā)布的2016年前11個月的數(shù)據(jù)來看,這個目標(biāo)基本不可能實現(xiàn),而且差額不小。

這種差距的緣由同騙補(bǔ)核查,電池體系之爭,電池推薦目錄,整車目錄重新申請,新能源車補(bǔ)貼政策修訂等一系列事件息息相關(guān)。其實辯證地理解這種變化對行業(yè)發(fā)展是良性的,整體來看有利于整個行業(yè)的健康發(fā)展。

動力電池方向,最近影響比較大的兩個事情是8GWh的產(chǎn)能要求和新能源車按能量密度(115Wh/kg為分水嶺)補(bǔ)貼的“傳說”,以至于大家交流技術(shù),見面就談能量密度,就談產(chǎn)能計劃,做磷酸鐵鋰材料和電池的人很是“不滿”,為什么“受傷的輪到了我”。

拋開路線,能量密度的提升是方向和目標(biāo),畢竟2020年300Wh/kg的指標(biāo)已經(jīng)在紙面上(個人認(rèn)為350Wh/kg的目標(biāo)是過激行為,產(chǎn)業(yè)化真的不是單單靠努力能實現(xiàn)的)。但在唯“能量密度論”的論調(diào)下,需要辯證地辨析以下三個矛盾關(guān)系:

1.能量密度與安全問題的辯證關(guān)系

這里簡單的繪制一個Rogenplot,從中可以看出電池的能量密度是由正極材料決定的,而這些材料電池廠都能拿到樣品或產(chǎn)品,所以單從能量密度上說大家都能做到,無所謂誰高誰低,只能說誰“膽子更大”。安全性問題在這里的權(quán)重是多少?是否真的是第一位的。

這個命題似乎與年初的“三元-LFP路線之爭”遙相呼應(yīng),年初否定之,年末力捧之,三元電池的“遭遇”可謂跌宕。但從技術(shù)的角度確實是有一個很大的啟示:能量密度的提高是基于安全問題為前提的,不然重新可以把你打回“冷宮”。

所以,單說能量密度沒什么實際意義,沒有若干前提,這個不是什么新東西。不然我們?nèi)菀滓估勺源?,瞬間自己可以滅敵無數(shù),有君臨天下的錯覺。

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2.能量、壽命與充電倍率的辯證關(guān)系

從Rogenplot中明確看出,高能量是以犧牲功率為前提的。在目前很多乘用車在宣傳快充(基本在2C)的背景下,能量密度和壽命需要做很多的優(yōu)化和犧牲。下圖是某款18650電池在不同充電倍率下的壽命圖,很明顯的看出其根本無法支撐1C的充電倍率,這也就很難講所謂的快充性能了。

個人認(rèn)為高比能量密度電池的應(yīng)用是針對某些特定“客戶”:對充電時間不敏感,長續(xù)航里程更為迫切的領(lǐng)域。

而在快充領(lǐng)域,能量密度勢必需要做些妥協(xié)和讓步,做到能量、壽命和功率的三者平衡。這其實是能夠區(qū)分出真正技術(shù)能力的一個分支。

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3.樣品與產(chǎn)品一致性的辯證關(guān)系

可以肯定的說目前國內(nèi)在高能量密度(>200Wh/kg)電池,基本都處于樣品和試產(chǎn)階段,真正量產(chǎn)的鳳毛麟角。之所以這么說是因為年初人所共知的政策導(dǎo)向,致使很多三元電池企業(yè)偃旗息鼓了一段時間,而一個電池產(chǎn)品從研發(fā)到穩(wěn)定量產(chǎn)至少需要一年時間,基于此才有這貿(mào)然結(jié)論。

而高比能量的三元電池的一致性從設(shè)計角度來說應(yīng)該更好控制,從部分工序工藝控制來說也是這個道理,但是從溫度、濕度的敏感性上,其要求更高,2-3度的溫差可以導(dǎo)致容量有明顯的差異,這就對產(chǎn)品的一致性提出了很大的挑戰(zhàn)。而這沒有幾千只的電池樣本數(shù)據(jù)是不大可能顯現(xiàn)的。

所以單獨的談能量密度意義不大,容易劍走偏鋒。高能量密度電池一定是基于安全可靠,壽命可期,產(chǎn)品一致性有益為前提的。

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