【三元動力軟包能量密度的躍進】

今年批量供貨的三元軟包電芯單體比能量最低210wh/kg左右，個別企業(yè)單體比能量260wh/kg的電芯產(chǎn)品已經(jīng)達到量產(chǎn)水平，系統(tǒng)能量密度輕松過140wh/kg，甚至達到160-180wh/kg。

補貼政策倒逼下，三元動力軟包能量密度相比去年有了明顯提升。

高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，去年三元軟包電池企業(yè)批量供貨電芯單體比能量在180-210wh/kg，系統(tǒng)能量密度130-150wh/kg；今年批量供貨的三元軟包電芯單體比能量最低210wh/kg左右，個別企業(yè)單體比能量260wh/kg的電芯產(chǎn)品已經(jīng)達到量產(chǎn)水平，系統(tǒng)能量密度輕松過140wh/kg，甚至達到160-180wh/kg。

經(jīng)調(diào)研梳理國內(nèi)16家電池企業(yè)軟包電池能量密度情況如下：

這些三元軟包電池企業(yè)提升能量密度的“通用”路徑是，通過材料的選取及工藝設計優(yōu)化的方式來提升。

在材料選取方面，大部分企業(yè)對正極、負極材料的要求相對高一些，有的企業(yè)則選擇在集流體方面做一些改善；在工藝設計優(yōu)化方面，通過極片的精細化設計和正負極生產(chǎn)工藝中做一些優(yōu)化的方式來提高能量密度。

冠城瑞閩電芯研發(fā)總監(jiān)楊允杰博士表示：“公司能量密度提升主要在材料選取方面，正極方面使用高壓622，負極材料采用高容高壓實，在隔膜、電解液、集流體等材料方面也有一些優(yōu)化。同時，在負極材料生產(chǎn)工序方面，通過控制造粒環(huán)節(jié)中負極顆粒的粒徑來提高比容量。”

雙登富朗特總工佘沛亮博士則透露：“公司的核心做法在于減重。比如在集流體方面用6um銅箔；在極片精細化設計方面，選擇偏向于厚極片的設計等；在正極材料選取方面，克容量相對高的供應商將成為公司的首選。”

值得一提的是，目前國內(nèi)圓柱型811材料電池已經(jīng)基本解決了技術問題，部分量產(chǎn)的企業(yè)已經(jīng)配套車型陸續(xù)進入推薦目錄。但在軟包電池應用上目前爭議較大，還有些技術問題沒有解決，現(xiàn)在導入811對企業(yè)的挑戰(zhàn)還比較大。

三元軟包在導入811存在的問題主要有：①材料表面的殘堿含量相對于622、523等較大，對生產(chǎn)過程中水分的敏感性較高，在除濕過程中產(chǎn)生的能耗最大；②電池脹氣問題，一方面是由于表面殘堿導致的，另一方面是受生產(chǎn)過程中水分的影響；③安全問題。

不過，已經(jīng)有企業(yè)將高鎳811導入到軟包電池。包括遨優(yōu)動力、天勁股份在內(nèi)的NCM811軟包電池已經(jīng)通過國家強檢認證，單體電芯比能量達260wh/kg。

遨優(yōu)動力研發(fā)總監(jiān)代東舉表示：“公司經(jīng)過大量的實驗，在材料體系搭配、選材及設計上、配方改進等方面做了很多優(yōu)化，DOE出來此次高鎳產(chǎn)品?！?/p>

天勁股份研究院院長王強博士則表示：“811導入三元軟包主要還是熱失控問題，公司在模組中通過灌封膠方式解決了熱擴展問題；同時，公司通過隔膜工藝定制解決了單個電池失效時的連鎖反應問題?！?/p>

而針對到2020年動力電池單體比能量達到300wh/kg、力爭實現(xiàn)350Wh/kg的國家政策目標，軟包電池企業(yè)已經(jīng)有了明確的推出更高能量密度電芯產(chǎn)品的規(guī)劃。

其中，桑頓新能源2019年將推出300wh/kg、2020年350wh/kg的三元軟包產(chǎn)品；遨優(yōu)動力也表示，公司已經(jīng)在研發(fā)280wh/kg及300wh/kg的三元軟包電池；雙登富朗特介紹，公司實驗室正在研發(fā)單體比能量276wh/kg電芯。

在三元軟包能量密度快速提升的同時，專業(yè)人士提醒，想達到更高的能量密度要求，未來高鎳化將成為必然趨勢，而鎳的成分越高，對電池的安全性及可靠性的影響將加大，對電池的循環(huán)壽命也將產(chǎn)生影響。

對此，雙登富朗特總工佘沛亮博士給出建議，目前單純提高比能量風險比較大，在穩(wěn)步提升能量密度的同時，應保證電芯安全性、可靠性。

河南鋰動技術總監(jiān)蔡洪波也認同上述觀點，他表示：“公司在高能量電池方面一直在儲備，技術路線相對穩(wěn)健，在提高能量密度的同時，保證電池的安全性及循環(huán)壽命是公司的首選?！?/p>