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大众入股后首次高调亮相 国轩高科强化磷酸铁锂电池优势地位

来源:中国汽车报网   作者:赵玲玲   2021/1/19   浏览7281次   

[摘要]1月8日,在国轩高科第十届科技大会上,该公司重磅发布磷酸铁锂电池新品,单体电池能量密度可达210Wh/kg。这也是大众中国入股后,国轩高科第一次高调亮相。


2020年愈发呈现百花齐放态势的动力电池产业,在2021年开年依旧热闹非凡。1月8日,在国轩高科第十届科技大会上,该公司重磅发布磷酸铁锂电池新品,单体电池能量密度可达210Wh/kg。这也是大众中国入股后,国轩高科第一次高调亮相。


“该款产品的单体能量密度,刷新了去年国轩高科自己创造的200Wh/kg纪录,目前已超过三元常规523电池的水平,接近三元622电池的能量密度。而且它更加安全,市场应用前景更为可观。”国轩高科工程研究总院常务副院长徐兴无说道。



突破能量密度“天花板”


行业似乎已形成共识,磷酸铁锂电池存在能量密度的“天花板”。国轩高科力图用数据扭转这种观点。徐兴无表示,2009年,磷酸铁锂电芯的单体能量密度只有95Wh/kg;在国轩高科的努力下,2015年公司突破了140Wh/kg的“天花板”,2019年其磷酸铁锂电芯单体能量密度达到190Wh/kg并实现产业化,2020年初这个数字又提升至200Wh/kg,去年末达到210Wh/kg,明年的目标是230Wh/kg。“只要在正确的道路继续走下去,持续探索,磷酸铁锂电池的能量密度仍将被不断突破。”他认为。


在新能源汽车行业从政策驱动向市场驱动发展的进程中,动力电池产业也回归理性,磷酸铁锂电池凭借自身优势再次来到聚光灯下。据介绍,国轩高科此次全新发布的国轩高科磷酸铁锂210Wh/kg单体电池产品采用软包电芯,0.33C电芯容量为55Ah,电压平台为3.2V,电芯重量830g,计算电池能量密度212Wh/kg。


国轩高科是如何打破能量密度“天花板”的?徐兴无讲了三点主要原因。第一,材料技术的创新,国轩高科使用了自主研发的高性能正极材料。据介绍,磷酸铁锂电池正极材料的理论克容量是170mAh/g,而2009年在全电池中实际只有不到120mAh/g,现在行业内普遍也只有140mAh/g多。国轩高科通过多种技术手段,使正极材料克容量达到150mAh/g,压实密度达到2.4g/cc。


第二,在磷酸铁锂化学体系中首次成功应用了硅负极材料。碳负极材料的锂离子插入层状结构中,形成Li15Si4锂硅合金,因此有高出近10倍的理论克容量。


第三,先进的预锂化技术落地。无论提升正负极材料的可逆容量,还是使用硅负极材料,都离不开预锂化技术的应用。据悉,虽历经多年,但预锂化技术的开发难度依旧非常大。锂是最活泼的金属之一,空气中的微量水分都可能引发锂金属的燃烧甚至爆炸,业内对于预锂化技术始终停留在实验室阶段。国轩高科自研的预锂化技术,使其能够真正进行大规模的生产应用,可谓一项巨大突破。


有业内人士向记者表示,在磷酸铁锂技术路线中,单体电池能量密度达到210Wh/kg确实很高,不过新电池的具体表现还要看装车试验结果。


推出JTM提高电芯适配性


随着新能源汽车补贴退坡的推进,动力电池成本问题成了关乎行业生死存亡的大问题。整车企业不同车型采用的电池箱各式各样,尺寸存在差异,电芯的适应性低则是行业发展的另一掣肘。


面对行业发展的“痛点”,2020年以来,不少新电池技术得以涌现,比如PACK技术、CTP技术、刀片电池技术等。国轩高科另辟蹊径,推出了JTM电池。JTM系Jellyroll To Module的首字母,即从卷芯到模组。


记者了解到,JTM最显著的特色,就是从卷芯直接到模组的一体化制造技术。JTM产品采用特殊材料和工艺制作的塑壳,以及更加高效集成的成组技术,使它以简单设计的合成理念,真正实现了从原材料直接制备模组或电池包的最终目标。


“具有100多年历史的铅酸电池发展到今天,遇到了革命性的替代产品,那就是JTM。”徐兴无指出,与传统电池制造工艺相比,JTM技术具有电池材料大幅精简、制造过程简化、电池性能大幅提高、综合成本显著降低、电池包络适应性增加等特点。其中,最大的优势体现在“变形金刚式的柔性模组”的高度适配性上。这意味着可以比较容易地设计制造成各种尺寸的模组,以适应千变万化的电池包络,即可实现在一条产线上生产广泛适应的电池产品。


据介绍,国轩高科JTM首款电池为20Ah/12.8V,同样电量尺寸只有铅酸电池的一半,重量只有1.75kg,循环寿命3000周以上,而铅酸电池的重量约7kg,循环寿命不到600周。更重要的是,它的成本已接近铅酸电池的成本。


铁锂回归是“补课”现象


新能源汽车行业独立研究员曹广平对记者表示,目前磷酸铁锂电池的回归是补贴退坡后新能源汽车行业的“补课”现象。相较三元电池,磷酸铁锂电池具有能量密度稍差,但成本低、更安全的特点。随着新能源汽车补贴退坡,电动汽车产品的成本压力会增大,固态类电池短时间还无法量产,磷酸铁锂电池的回归有其必然性。另外,车企在电动汽车起火自燃事故中承受着巨大压力,也赋予磷酸铁锂电池更大发展空间。


当前,国内新能源汽车市场呈现两极分化,一方面高端车型畅销,另一方面部分产品下沉至三、四级市场。乡镇市场对车辆续驶里程的要求相对不高,同时对成本十分敏感,这也是五菱宏光MINI EV市场走热的原因。国轩高科等动力电池企业在磷酸铁锂领域发力,正是基于对行业发展走势的判断。


资料显示,比亚迪、北汽、长城、奇瑞、上汽、长安、东风、江淮、特斯拉、小鹏、哪吒等国内外车企都已推出配装磷酸铁锂电池的乘用车。受特斯拉Model 3、五菱宏光MINI EV、比亚迪汉EV等多款现象级车型销量大幅增长带动,磷酸铁锂电池2020年在乘用车领域的装机量占比也得到了提升。


曹广平认为:“大众入股国轩高科后,将改变其用户指向,原来基本是面向国内车企,今后将扩展至配套合资车企,尤其以大众车型为主。国轩高科成为大众的供应商,将根据后者的产品策略和供货要求发展。”


国轩高科工程研究总院院长蔡毅介绍称,公司与大众建立了联合项目组团队,大众已经在模组设计、制造工艺、质量、测试等职能部门派驻专家进入,大众国轩联合项目组团队总人数目前超过70人。双方合作开发的MEB项目兼顾三元和铁锂两种化学体系的标准MEB模组设计,目标是预计2023年实现量产供货。


在伊维经济研究院研究部总经理吴辉看来,大众潜在的动力电池供应商基本囊括了国际上几大龙头企业,可选择的余地较大。虽然背后有大众汽车,但国轩高科要想在未来的动力电池市场中保有一席之地,还得靠自己做好研发和产品。


来源:中国汽车报网/文:赵玲玲


(责任编辑:葛良宵)


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2021/1/19 10:24:59 0 0
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