在提高压实密度、减薄隔膜、减薄铜铝箔、减少安全设计冗余等传统方案中,“提升能量密度与提升安全性”难以兼顾。对此,杨红新提出了从新工艺、新材料、新技术等多个维度,助力能量密度与安全性协同发展方案。

ABEC 2019│第7届中国(常州·金坛)电池新能源产业国际高峰论坛现场

ABEC 2019│第7届中国(常州·金坛)电池新能源产业国际高峰论坛现场

电池“达沃斯”-电池网11月27日讯(陈语 张倩 江苏常州 图文直播)“提升能量密度是移动交通工具的永恒追求。”蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新表示,“能量密度和安全性同时提升是电动汽车所主导的时代对电池的必然要求。”

11月27—29日,一年一度的全球电池行业盛会——ABEC 2019│第7届中国(常州·金坛)电池新能源产业国际高峰论坛在江苏金坛隆重举行。本届论坛由ABEC(电池“达沃斯”)组委会、中关村新型电池技术创新联盟、电池百人会主办,江苏省金坛经济开发区管理委员会、蜂巢能源科技有限公司协办,800余位来自全球电池新能源产业链的“政、产、学、研、金、服、用”各界代表以及媒体代表等出席,共议后补贴时代下,新能源电池产业高质量发展之路。

蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新

蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新

27日上午,杨红新在ABEC 2019论坛上做了题为《未来动力电池安全与高能量密度协同发展趋势》的主题演讲,分享了关于动力电池能量密度和安全性的思考、能量密度与安全性协同发展方案、蜂巢能源的规划与布局等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

 “提高能量密度是一百多年以来内燃机领域一直追求的。我们追求的是传统内燃机的热效率,到现在为止,内燃机的热效率已经接近了理论极限,但是仍然在不断进步。”杨红新介绍说,电池也是这样,从最早的铅酸到现在的锂电池,也一直在追求能量密度的提升。

联合国政府间气候变化专门委员会2018年10月研究结论显示:应对全球变暖,可行的解决办法是要求在2030年前二氧化碳减排250-300亿吨,相较2010年减排40%-50%。

在杨红新看来,整个宏观的新能源发展趋势上,全球都有非常大的减排压力。在降低碳排放的领域中,新能源、可再生能源,包括像光伏、风电、核能等能源,也会会得到大幅度发展。而储能,包括固定式储能和移动式储能,同样是配合新能源发展的重要手段。因为将来在整个电力的生命周期内,从产生电、存储电、用电、回收电,每个环节都离不开能源的存储。

“将来上千万的电动汽车带着几十吨的电池,本身就是庞大的能量存储装置,既可以充电也可以放电,还可以调节电网的波峰波谷。”杨红新表示,能源巨变时代即将到来,电动汽车不仅仅是移动交通工具,更多地是扮演了智能移动交通工具、移动的能源调节、智慧能源等更丰富的角色,其中还涉及到车辆共享、充电支持、无人驾驶电动,能量存储与调节。

杨红新认为,能量密度和安全性在未来是同时提升的,这是电动汽车所主导的时代对电池的必然要求,但在提高压实密度、减薄隔膜、减薄铜铝箔、减少安全设计冗余等传统方案中,“提升能量密度与提升安全性”难以兼顾。对此,杨红新提出了从新工艺、新材料、新技术等多个维度,助力能量密度与安全性协同发展方案。

在新工艺方面,电池工艺经历历史的演变,从圆柱卷绕、方形卷绕到软包叠片、软包卷绕,杨红新认为,方形叠片有着充足的优势:电池密封系统能完美保持,可以提高密度,增强循环性能,还可以降低成本。“我们也做了CT扫描的透视对比,从图上可以看到,叠片电池的界面保持得非常完美,不会出现S形的波浪变形,边缘不会产生应力或者边缘应力断裂的情况。另外是功率性能,通过实际测试,因为电池不仅仅是需要放电功率,像宝马跟特斯拉推出的单踏板技术,实际可以实现脚离开踏板,相当于是制动,80%的驾驶工况下,驾驶员是不需要踩制动踏板的,这就需要强大的能量回收和能量回馈,可以做到20%,就可以做到回收充率和回收寿命的问题。所以叠片这种技术,既可以保证放电功率性能,也可以保证回充的功率性能,同时可以降低内短路的风险。”杨红新称。

在新材料方面,材料的演变也历经了锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等各种各样的材料,包括NCA、NCM,每种材料都有其优缺点,所以材料本身的进步一定会持续下去。“当然,我们不希望所有的安全问题都由电芯来扛,都由材料来扛,这本身是不合理的。”杨红新认为,“当材料和电池本身更安全,可以大大提高保险系数,所以新材料在探索的路上没有止境,我们认为四元正极材料——NCMA等热稳定性更好、循环寿命更好的材料是非常有价值的。”

在新技术方面,杨红新重点介绍了安全性与高能量密度兼顾的CTP集成技术和电池系统。CTP方案旨在减少结构零件(如模组侧板),并增加安全性零部件(电芯间隔热材料),实现成本降低安全性能增加的目的。传统电池包集成具有多重结构设计冗余,模组部分结构件未能起到有效的结构安全作用;CTP方案通过箱体结构加强,增加横梁对电芯区间间隔,对电芯进行更有效的外围保护,减少电芯受外力损伤风险。

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

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