动力电池技术的发展分析

在锂离子动力电池呈“只争朝夕”的发展态势下讨论技术这个问题显的有点“不合时宜”，大家都在扩产能，低头拉车，猛干快上，对技术虽有敬畏、惶恐之心，在狂热市场的背景下，这都不是个事。但我依然认为只有历史地看待过去的技术变化，为什么变化，怎么变化的，也许我们可以更好地思考我们行动的初衷是否依然“初心”，大家且当看故事罢了。

我们先用下面四个图来引申出我们的话题——动力电池技术是在争辩中变化、发展的。不同体系电池的装机量变化对比图，主流整车用电池容量的范围，以及车厂采用的主流电池厂在电池形状上的差异。可以说每次争论都是激烈的，无论是标准的起草者、制定者，还是参与其中的利益相关者(电池企业)，同时每次带来的变化和相应的调整都是疼苦的，也可能是反复的。

从动力电池开始研究到现在，下面四个方面的讨论、争论一直如影随形。

第一、材料体系之争

这个目前讨论的已经很多了，尤其是三元和磷酸铁锂(可参照：三元与磷酸铁锂之争是必要的，并不能否定三元材料)。辩证地说，没有不好的材料，不好只是因为没找到它最佳的生存空间。实际数据表明磷酸铁锂在大巴上应用是比较合适的，三元在乘用车上优势是很明显的(2016年1-4月乘用车三元占有量下降是受“暂缓三元”政策影响)，剩下的就是如何从材料、电池设计、pack设计多维度来缓解、解决安全性的问题。可以乐观的估计，暂缓三元从技术角度看是暂时的，通过技术的改进可以弥补三元安全上的不足。

另外，对于负极侧，钛酸锂电池(负极使用钛酸锂-LTO，不是石墨)由于零应变带来的安全和快充优势在某些特定领域也有一片天地(快充电车，储能)；硬炭由于脱嵌Li的能力优于石墨(晶格层间距大于石墨材料)也逐渐和三元配对使用在混合动力车等领域。

第二、容量之争

动力电池发展伊始，在容量方面似乎是做的越大越有水平，有的宣称做400Ah、500Ah，一时风头很足，到处宣传，到后来慢慢的“永久地躺在沙滩上”了。从目前的工艺控制和技术水平来说，这属于不科学、不靠谱的，仅仅可以作为宣传的“噱头”而已，谁敢用？对于容量的合理阈值，应该是基于材料体系、尺寸设计和工艺水平综合平衡下的值，下表列出了电池厂的一些典型容量。另外，容量小好不好？记得2009年的一个行业标准讨论会议上(为了避嫌，不提具体标准)，有一项是讨论电动车用电池的容量范围，其中一个公司老总很霸气地说容量大于5Ah的就行(有个人提出应该按能量转换的功能来界定，即可实现化学能转化成动能的，无论大小都归为动力电池，可惜被否定了)，我想当他看到现在18650的批量应用时会做怎么感想。

JBT11137-2001推荐了一些容量，但是基于当时电池厂的特殊产品，目前大家基本不采用，尚没有一个大家公认的标准来界定容量范围。

那就大家各自发挥吧，但发挥空间会慢慢的给你划定，那就是尺寸！

第三、尺寸之争

和容量一样是个“百家争鸣”的话题，同样的容量，不同的尺寸，带来不同的性能(尤其是倍率，寿命)，下图是某款20Ah电池的三个不同尺寸(未标厚度)，很明显其功率特性差异会比较明显。目前国内虽然有推荐标准：QCT840-2010(电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸)，但由于代表性不足，抑或考虑尚需完善等问题目前大家基本不采用；欧洲有VDADIN-91252，德系车企均要求按此标准提供电池，目前国内很多电池厂也在按照该标准的尺寸要求来开发电池。国内标准之所以束之高楼，很大的原因是没有整车厂的参与，同时整车厂没有统一尺寸要求。

目前VDA标准针对的是乘用车，尺寸给定，那么容量就自由发挥了，余地有多大，就看各自“功夫”；在客车领域，目前还是各自为政，五花八门的尺寸带来的是层出不群的容量产品，统一需要过程，慢慢来！

第四、形状之争

卷绕，硬壳方形，软包装哪种更合适？卷绕小电芯如18650、26650已经作为标准产品在大批量应用，具有自动化生产设备成熟，工艺稳定，一致性好等特点，可以实现ppm甚至ppb级的不良率控制；硬壳方形具有外形尺寸精度高，耐压程度强等优点；软包装电池具有安全防控性好，柔性化设计程度高等优点，但究竟采用哪种形状电池，不仅需要从电池角度考虑，同时也需要从模块设计和成组技术予以综合考虑，不能一概而论。

伴随着争论，锂离子动力电池技术走过了迷茫期，国内也在这个过程中从边做、边学、边改到最后定型，也在不断进步。

目前来说，在这四个方面，材料体系基本是二分天下；容量、尺寸逐渐从无序走向有序；形状是三分天下。简单了很多，规矩了很多，剩下的就是在这个规矩中，越走越深，越走越好。