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电池能量密度已见天花板,硅负极材料安全吗?

2021-01-17 16:21:04 【东智精密】   来源: 电车汇     阅读

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电车汇新闻:前几天堂轩高科公布了单体能量密度为210Wh/kg的磷酸铁,若是根据成组效率80%来盘算,搭载这块电池的系统能量密度应该靠近170Wh/kg。但现实上,据电车汇统计的新能源汽车推荐目录信息来看,国轩高科在2020年整年给整车企业配套的磷酸铁池系统能量密度最高的仅为141.66Wh/kg,而且国轩高科配套的多数磷酸铁锂电池能量密度都在140Wh/kg左右,基本可以断定,这就是现在国轩高科电池能够量产提供应整车企业的最高水平。

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与之相对应的是,量产到整车应用的磷酸铁锂电池能量密度已经两年没有显着转变,也是提升越来越缓慢。而国轩高科此次公布的新电池,接纳了此前并未大规模应用的硅负极,这一方案是否彻底解决了电池宁静问题,现在还未可知。

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电池能量密度已见天花板

电车汇统计了自2019年至今每一批新能源汽车推荐目录中磷酸铁锂电池系统能量密度的最大值,数据显示,2019年第3批目录申报的车型搭载磷酸铁锂电池系统能量密度已经到了161.27Wh/kg,到了最新公布的2020年第13批推荐目录,这一数据照旧161.27Wh/kg,而且最大值这一数据时代险些没有转变。

对于新能源汽车而言,阻碍其生长的一大因素就是动力电池,受限于电池的能量密度,的续航里程就无法实现跨越式生长。不外这里存在着矛盾点,现阶段电池能量密度已靠近天花板,每提升一点都难题重重,但也并非不能提高。

已往几天时间里,国轩高科提出了硅负极质料和预锂化手艺、蔚来的固态电池应用无机预锂化碳硅负极、智己汽车将搭载上汽与宁德时代配合开发的接纳“掺硅补”手艺的电池,这些手艺都是在提高电池能量密度,而它们无一破例,都是从电池质料自己去解决,往细了说,是电池的负极质料。

正如前面提到的数据,磷酸铁锂电池能量密度已经两年没有提高了,也就是说在现有的质料系统下,磷酸铁锂电池的能量密度依赖现在的手艺水平无法做到更高,三元锂电池也是云云,已往一年时间里,电池能量密度险些没有转变,只能通过其他途径来解决。

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硅负极质料,宁静吗

国轩高科、蔚来汽车、智己汽车都是通过改变电池负极质料来到达提高能量密度的目的。现在动力电池普遍接纳的是碳(石墨)为主要质料的负极,其比容量已经靠近极限。而硅质料的质量比容量最高可达4200mAh/g,远大于碳质料的372mAh/g,是现在已知能用于负极的质料中理论比容最高的质料。

可是硅质料的问题也十明白显,硅在电化学反映中体积转变高达320%,远大于现有的碳质料12%的体积转变,这种严重的体积膨胀和缩短,会造成质料结构的破损,极大影响电池的宁静性。

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有电池领域的专家向电车汇表现,研究怎样解决硅负极质料形变问题的人许多,可是停止现在并没有很好的方案,在实验室中简直可以接纳干预手艺控制硅负极质料的形变在宁静规模之内,但若是要知足量产电池的需求,完全确保装载在电动汽车上的电池不泛起问题,现在还无法做到。

一个很好的例证是,比亚迪在公布刀片电池之时,公然了针刺试验的视频,证实了其宁静性,可是近期这频频公布新电池手艺的企业没有一家宣布了类似可以证实电池宁静的试验。

2020年下半年,811电池是热门词汇,背后的缘故原由除了不停刷新电池能量密度的极值外,就是频仍泛起的电动汽车自燃起火事故。对于电动汽车行业而言,每一次这样的宁静事故泛起,都市取消一批消耗者购置新能源汽车的念头,也会迎来上级主管部门的严肃处置惩罚。于是,811电池的火熄灭了。

电动汽车的生长远景是替换掉燃油车,而电池的作用就是知足续航里程的要求,只要能够确保宁静,同时能够让电动汽车有着不低于现有燃油车的续航里程,目的就到达了。无论是210Wh/kg的电池照旧1000公里的续航,只有在彻底解决了电池宁静问题之后,才真正有价值。

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