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锂电池电芯还有进一步缩小体积的空间吗?

钜大LARGE  |  点击量:1322次  |  2019年12月08日  

实际在全球法规制定的过程当中,我的观点,我跟全球专家交流的时候,我把我的观点也摆出来,除了在生产制造过程当中这种热扩散以外,因为高比能电池的发展,它的很多不确定因素导致的瞬间的热失控已经变得越来越多,而这种情况下我们可能更多的关心是内短路,而不关心由什么来造成内短路,这种内短路带来的这种热失控。


最后这部分,其实是跟传统车一样,因为其他因素导致的电动汽车的着火自然,我们谈动力电池安全性的时候,离不开对电池本身技术发展的分析。我刚才也说了,我们对这种热特性分析的时候,也看到现在能量密度的快速发展,我们根据车的合格证的数据进行了分析,截止到2018年10月份,电池的能量密度、系统的能量密度的平均值已经达到了139.5瓦时/公斤,而它的成组率也达到了74%,我们可以看到从2015年到90瓦时/公斤,,到2018年的140瓦时/公斤,50瓦时/公斤的增量仅仅用了3年多的时间,这个时间对于产品的更新迭代和可靠性的验证周期来说,在这种系统的能量密度提升的状态下,大家首先考虑的是单体的能量密度的提升,这个图截止到2018年底我们实验室测试的数据,昨天下午有领导的报告里也有提到,单体的能量密度已经到了260瓦时/公斤这样一个状态,我想说一下的是,从2012年的时候我们电池的单体能量密度150瓦时/公斤,到2015年的180瓦时/公斤,2018年的是260瓦时/公斤,从120到150的30瓦时/公斤提升用了3年时间,从180到260大概80瓦时/公斤的提升也只用了3年的时间,我想这个速度的增长里面可能会隐含一些需要我们更多需要重视的除了能量密度以外其他方面的一些问题的关注。


我们可以看到,他提升的单体体系的变化,从2012年的磷酸铁锂到2015年的333,再到2018年的622、532这样的快速变化,准确说应该是2017年底,而实际上到了2018年、2019年的转变过程当中,我想前面是从稳步的推进到快速的跑步到333、532,再从532往622,基本上我们看到的趋势2018年到2019年,大家已经快步的从532跃过622快步跑到了811的阶段。在这个过程当中大家可以看到,刚才有很多专家已经分享了类似的数据,我们看到,不同的体系能量密度不同的电池,他的自产热温度、自产热的时间以及产热瞬间的温升速率是不一样的,而且是急剧增加的,更别提刚才也有专家提到的给大家分享的,就是他的这个析氧量的差异。


另外一个,大家为了能够达到这种高比,在制造电池的时候,因为要把电池做的尽量大,能够满足长续航的要求,大家可以看到这样一个变化,就是它隔膜的量变小,正、负极极片的增厚,这个也增加了他这种安全性的挑战,刚才艾老师也讲了电芯这种材料改性方面的尝试,包括隔膜的技术,正、负极以及电解液的改进。


实际上随着能量密度提升,我想大家对于安全性,不单单是依赖于单体的层级,而是一个系统的工程,对于我们测试来说,我们关心的也是从单体的层级已经早就过渡到多层级的系统评价阶段,包括单体层面的这种安全性。单体层面的安全性已经变成了一个等级、一个范围,而不是一个绝对安全的概念,它绝对是一个相对安全的概念。在这种情况下,再延伸到材料层面的这种安全性的水平,以及它有可能做的提升和改进。


另外,依赖于BMS的这种监控和保护功能的这种加强,以及电池壳体的这样一些保护,最终希望能够得到一个相对安全的电池系统。


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