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動力電池的發展之路在哪里

發布日期:2021-07-07 10:34:05

動力電池的發展之路在哪里


動力電池的發展之路在哪里
  我國作為動力電池的生產大國及消費大國,動力電池的生產研發在全球市場占有一席之地。動力電池的發展不僅直接關系到我國新能源汽車市場的發展,也影響到儲能等新能源領域的產業變革。那么,動力電池未來的發展趨勢如何呢?咱們一起聽聽這些行業大咖都是怎么說的。
 
  生產過程標準化、自動化
 
  近日,由全國汽車標準化技術委員會組織修訂的《電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》征求意見稿公開發布,意見稿中對車用動力蓄電池進行了分類,并對各類動力蓄電池的單體、模塊及系統尺寸規格進行了推薦性規定。中國汽車技術研究中心首席專家王芳表示,在動力電池的規格尺寸制定上,電池模塊標準的制定是關鍵環節。一方面,整車對動力電池的要求一般會延伸到模塊級別;另一方面,動力電池的梯次利用以模塊為層級比較現實。
 
  想要實現電池模塊標準化,降低單體電芯之間的差異性,則需要在生產設備上入手。樂視汽車高級總監王英表示,從材料到模塊的生成,動力電池企業對設備和自動化線的依賴非常大,企業面臨技術上的挑戰,但技術變革利于提高產品品質、降低產品成本,也為行業間合作帶來了更大的契機。
 
  中國化學與物理電源行業協會秘書長劉彥龍也表示,新能源汽車和儲能市場的快速擴大,對電池的安全性、一致性、合格率和制造成本提出了更高的要求,如果繼續沿用在數碼鋰離子電池領域采取的半自動化半人工生產方式,產品將難以適應國際化競爭的需求。因此,今后的動力電池制造將朝著“三高三化”的方向發展,即“高品質、高效、高穩定性”和“信息化、無人化、可視化”。我國鋰離子電池企業也必須投入更多資源,通過技術創新、自動化生產和規范化管理,加快實現鋰離子電池的智能制造。
 
  高比能量是動力電池發展主趨勢
 
  據中國電子科技集團公司第十八研究所主任肖成偉介紹,動力電池技術變化趨勢正向著高比能量方向發展,整個技術發展的方向是三元體系作為正極材料,負極材料以石墨為主,這與國家發展純電動的戰略取向密切相關。在《中國制造2025》中指出,到2020年,我國動力電池要達到能量密度300瓦時/公斤,2025年達到400瓦時/公斤,到2030年達到500瓦時/公斤。
 
  科技部部長萬鋼表示,今后五年要努力把動力電池單位能量密度提高一倍,把制造成本降低50%,使單位電池能量達到300瓦時/公斤以上的同時,成本降至1/Wh元以下。
 
  目前,國內外企業和機構都在研究如何提高動力電池的能量密度,從而提高新能源汽車的續航里程。近期,美國多家國家實驗室和大學共同組建名為“電池500共同體”的研究中心,著力研發可以延長電動汽車行駛里程、降低電動汽車造價的新型鋰電池技術。
 
  以安全為前提 實現熱管理、BMS系統等技術升級
 
  安全性是所有產品都應具備的最基本屬性。中航鋰電(洛陽)有限公司總工程師肖亞洲強調,安全涉及到電池設計各個方面,實際上電池在技術升級過程中很大程度上都是在解決安全問題,企業想要實現技術升級,就必須以安全為前提,在扎扎實實的技術研究基礎上實現技術升級。
 
  樂視汽車高級總監王英認為,電池系統正向開發的前提是建立起一支涵蓋電池系統開發、測試、制造、售后的專業團隊。開發過程要有記錄,這里面包括所有的設計、均衡熱管理、安全、故障診斷等信息。其次是實驗驗證及報告,包括電性能、耐久性等其他方面的測試。只有成熟的電芯和成熟的系統應用到整車上才能保證其可靠性和穩定性。
 
  比亞迪動力電池部研發部經理江文峰表示,比亞迪在動力電池正極材料方面以高鎳三元材料為研發方向,負極以氧化亞硅和納米硅為研發方向。新負極材料的研發不僅需要解決首次效率和循環壽命問題,還需要對導電劑、連接劑、制備工藝、電解液體系等電池設計體系進行調整。
 
  我國動力電池產業面對的是全球市場,由于各個大陸溫度差異性較大,而動力電池的壽命周期和續航能力受外界溫度影響也比較大,做好動力電池的熱管理系統就顯得尤為重要。此外,提高BMS的技術標準,降低因電池管理系統問題引發的動力電池失效概率也很重要。
 
  建立完整的動力電池回收體系
 
  建立完整的動力電池回收體系對完善我國動力電池產業鏈至關重要。動力電池的回收利用主要分為梯次利用和拆解回收兩個循環過程,目前在這一領域,專業回收公司和政府回收中心占比較少。隨著產業規模的擴大,回收渠道必將走向規范化、規模化。歐美發達國家和地區的電池回收體系中,動力電池生產商承擔主要回收責任。而在近期北京新能源汽車產業協會發布的《北京市示范應用新能源小客車售后服務規范(征求意見稿)》中,明確規定電動汽車企業承擔主要回收責任。盡管回收主體不同,但我國企業仍需學習國外先進回收經驗,并盡快加以產業化。
 
  我國從2016年起已開始實行動力電池編碼制度,建立可追溯體系,預計后續仍將出臺一系列有關動力鋰電池回收、拆解的產業規范。而《電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》征求意見稿的發布也為我國動力電池回收體系解決了尺寸規格不統一的難題。
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