高比能量电池安全设计4大关键技术

日前，发改委发布《汽车产业投资管理规定》，取消“能量型车用动力电池单体比能量应不低于300Wh/kg，系统比能量应不低于220Wh/kg”要求。一个明显的趋势是，政策层面对于能量密度的追逐更加理性化与现实化。

不过，高安全、长续航、长寿命依旧是市场端的核心需求。因此，在市场导向与竞争压力之下，动力电池企业在兼顾动力电池安全性、循环寿命和成本的同时，提升能量密度技术研发的步伐依旧没有停歇。

在19日下午国轩高科冠名的“乘用车与三电专场”，瑞浦能源有限公司(下称“瑞浦能源”)董事长曹辉博士发表了“高比能量电池的安全设计关键技术”的精彩主题演讲。

曹辉博士表示，高比能量动力电池面临着更多的安全挑战，包括制造缺陷导致的安全隐患；有效的热失控提前预警；充电导致安全隐患及事故；全生命周期安全性评估；热失控诱发及蔓延抑制技术等。

针对于此，瑞浦能源给出的解决方案是，从电芯材料的选型、极芯设计、电芯制程工艺、电芯制程环境四大方面着手。

在电芯材料选型方面，瑞浦能源对于正极活性物质、陶瓷隔膜的选型，对功能性安全电解液的配置，对负极材料及界面特性的选型有着极高的要求，同时包括对高安全性壳盖结构的设计。

在极芯设计方面，公司自主研发极芯固态化设计；考究正负极片设计尺寸的合理性及极芯中正、负极极片的对齐度，同时强化极耳与盖板焊接的可靠性。

在电芯制程工艺方面，严格控制毛刺、粉尘；预判并控制工序对界面的影响；激光焊接对电池安全性的影响；全制程过程中杜绝异物的引入；加强壳盖激光焊接强度。

在电芯制程环境方面，保持低于2%的湿度控制环境；全工序严格控制粉尘。

目前，瑞浦能源7914897方形电池采用三元体系，标称容量155Ah，能量密度达到220Wh/kg，循环寿命达2000次以上。

针对2019年车用电池规划，曹辉透露，瑞浦的三元体系单体循环寿命将达2000次以上；模组循环1500次以上；磷酸铁锂系统单体循环寿命4000次以上；45度循环2500次以上；满足-10°C/25°C/45°C三个典型温度充放电循环要求。

据了解，瑞浦能源是青山集团2017年投资17.3亿成立的子公司，青山集团目前是全球最大的不锈钢和铁镍生产商，以金属镍计量，2017年镍产品产出量全球第二。2017年，青山集团营业收入达到1615亿元，位列2018年中国企业500强第110位、2018年中国民营企业500强第23位。2018年浙江省民营企业排名第3位，仅次于吉利控股和海量集团。

瑞浦能源主要从事新能源汽车动力电池和电网储能电池的研发、生产和制造，涵盖三元与磷酸铁锂两种技术路线。目前拥有温州制造基地与上海研发中心。

产能方面，公司一期工程产能规划3GWh，目前已完成10万平米厂房土建施工，2018年10月份进入试生产，11月份底正式投产。公司二期工程计划新增动力电池产能5GWh，项目预计2020年建成投产。届时公司有望形成8GWh总产能。