補(bǔ)貼退坡 動力電池技術(shù)路線如何走？

　?。吃拢玻度眨斦康人牟课?lián)合發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補(bǔ)貼政策的通知》，明確提出分階段釋放壓力，下調(diào)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，與２０１８年相比，本次補(bǔ)貼平均退坡超過５０％。同時，《通知》還提高了技術(shù)門檻，提出穩(wěn)步提高新能源汽車動力電池系統(tǒng)能量密度門檻要求，適度提高新能源汽車整車能耗要求，提高純電動乘用車?yán)m(xù)駛里程門檻要求。

　　補(bǔ)貼退坡和技術(shù)門檻的提高，給動力電池行業(yè)的發(fā)展帶來了更高挑戰(zhàn)。近日在由尋材問料及新材料在線主辦的２０１９中國動力電池產(chǎn)業(yè)春季高峰論壇上，遨優(yōu)動力研究院副院長艾群就表示：“補(bǔ)貼大幅退坡的背景下，動力電池勢必將面臨較大的降本壓力。”

　　那么，在此背景下，動力電池行業(yè)的技術(shù)路線到底該如何走？

　　鋁塑膜電池更能達(dá)成能力密度要求

　　《通知》提到在動力電池系統(tǒng)能量密度方面，純電動乘用車動力電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于１２５Ｗｈ／ｋｇ，非快充類純電動客車電池系統(tǒng)能量密度不低于１３５Ｗｈ／ｋｇ，純電動貨車裝載動力電池系統(tǒng)能量密度不低于１２５Ｗｈ／ｋｇ。

　　尋材問料公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，在當(dāng)前電池材料技術(shù)體系下，軟包電池憑借外包裝材料的輕量化，成為最有希望達(dá)成國家動力電池能力密度要求的產(chǎn)品體系之一，而鋁塑膜是軟包電池最為關(guān)鍵的核心材料。

　　不過，由于在阻隔性、冷沖壓性、耐穿刺性、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性方面有嚴(yán)格要求，鋁塑膜的生產(chǎn)技術(shù)壁壘很高，其技術(shù)難度超過正極、負(fù)極、隔膜、電解液，被譽為鋰電行業(yè)三大技術(shù)難題之一。

　　“鋁塑膜對材料的外觀上要求極其嚴(yán)格。”新綸科技戰(zhàn)略發(fā)展部主任肖志宏介紹，軟包電池用鋁塑膜不能出現(xiàn)破裂、皺紋、污跡、氣泡針孔等，并且要求斷面的平整度要小于１ｍｍ以內(nèi)。其次，鋁塑膜對橫向和縱向的拉伸性能、剝離力、熱封強(qiáng)度、沖壓性能、穿刺強(qiáng)度、摩擦系數(shù)和耐電解液性能等方面都有明確的限定。

　　事實上，近年來，國產(chǎn)鋁塑膜在設(shè)備、技術(shù)工業(yè)、材料等方面都在持續(xù)更新和完善，產(chǎn)品一致性、質(zhì)量和耐電解液性能都取得了較大發(fā)展。

　　雖然如此，肖志宏坦言，國內(nèi)鋁塑膜沖深性能不過關(guān)的短板仍然較為明顯?？上驳氖?，新綸科技已經(jīng)突破了這些技術(shù)短板，目前需要做的是提升產(chǎn)能，在動力電池用鋁塑膜方面盡快實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。

　　肖志宏認(rèn)為，軟包電池鋁塑膜有一套完整的技術(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)能的釋放，未來將加快國產(chǎn)化替代。

　　據(jù)悉，新綸科技在動力電池領(lǐng)域已經(jīng)拓展了包括孚能科技、微宏動力、捷威動力、中信盟固利、錢江鋰電等國內(nèi)主流動力電池廠商，并最終應(yīng)用于北汽、長安、奇瑞、金龍、眾泰等國內(nèi)主要新能源汽車企業(yè)各車型中。

　　發(fā)展富鋰錳材料動力電池勢在必行

　　在更高能量密度的追求之下，具備高電壓、高容量優(yōu)勢的富鋰錳基材料一直是鋰電行業(yè)研究的熱點。

　　“從動力電池能量密度提升的路徑上來看，動力電池由液態(tài)電解液開始逐漸向凝膠態(tài)電解液和固態(tài)電解質(zhì)過渡，但在后補(bǔ)貼時代，甚至當(dāng)補(bǔ)貼完全退出后，技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性將被擺在更為關(guān)鍵的位置。”艾群認(rèn)為，發(fā)展低成本、高能量密度及高安全性能的富鋰錳材料動力電池勢在必行。

　　富鋰錳的誕生是在對錳系材料的研究過程中，隨著Ｌｉ２ＭｎＯ３的發(fā)現(xiàn)而發(fā)展起來的，相比于常規(guī)的磷酸鐵鋰和三元材料，富鋰錳基電池具有能量密度高和價格低的優(yōu)勢。

　　但是，富鋰錳基電池的量產(chǎn)也面臨著諸多的產(chǎn)業(yè)化難題，例如，首次充電效率低；不可逆脫氧及電解液分解；導(dǎo)電性差和配套電解液高于目前常見電解液電化學(xué)窗口等都影響富鋰錳基電池的實際性能等。

　　在艾群看來，氧化物包覆是改進(jìn)富鋰錳基材料性能的有效途徑。她透露，遨優(yōu)動力研發(fā)團(tuán)隊經(jīng)過８年的潛心研發(fā)，采用材料摻雜改性和高電壓電解液中應(yīng)用特殊添加劑等多種界面保護(hù)方案，通過材料納米化和碳層包覆技術(shù)，在電池制作過程中使用多種復(fù)合導(dǎo)電劑（如石墨烯、碳納米管等高導(dǎo)電性物質(zhì)）提高材料倍率性能。

　　據(jù)了解，遨優(yōu)動力的富鋰錳基動力電池已經(jīng)上了兩款公告，并且在純電動物流車上運行，營運里程超過２萬公里。

　　“就正極材料方向而言，富鋰錳基材料同時具備工作電壓高和克容量高，且成本比三元材料低的相對優(yōu)勢。”艾群認(rèn)為，隨著未來高電壓電解液技術(shù)的成熟，富鋰錳基動力電池必將成為未來高比能鋰動力電池的主流產(chǎn)品。

　　不斷升級正極材料

　　如何在有效控制成本的前提下，追求更高能量密度，提升續(xù)航里程？在當(dāng)升科技研究院副院長張學(xué)全看來，要不斷升級正極材料。

　　據(jù)悉，提升電動汽車?yán)m(xù)航里程，動力電池的正極材料是亟待突破的核心難點之一。由于目前負(fù)極材料的能量密度遠(yuǎn)大于正極，正極材料就成為了“木桶的短板”——鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料，所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。

　　張學(xué)全認(rèn)為，從正極材料方面提升動力電池能量密度主要有三大途徑。

　　第一，提升高鎳三元材料中鎳的含量，這關(guān)系到高鎳材料的開發(fā)，從成熟應(yīng)用的５２３和 ６２２系高鎳材料到小批量生產(chǎn)的８１１系高鎳材料，能量密度提升的路徑主要是通過增加鎳含量。

　　第二，通過高電壓的開發(fā)，實現(xiàn)能量密度的提升。

　　第三，就是使用高密度的前驅(qū)體材料來提升動力電池的能量密度。配合這種高密度的正極材料的燒解技術(shù)來進(jìn)一步提升材料的能量密度。

　　當(dāng)然，在提升能量密度的同時還要照顧到對動力電池其它性能指標(biāo)的影響，特別是循環(huán)壽命和安全性能。

　　“當(dāng)鎳保持不變的情況下，適當(dāng)?shù)慕档外捄?，提升錳含量能有效提升熱穩(wěn)定性和降低成本。” 張學(xué)全分析，正極材料的摻雜技術(shù)能有效改善高鎳材料的熱穩(wěn)定性，通過不同價態(tài)，不同元素的摻雜起穩(wěn)定材料的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而產(chǎn)生耐高溫、耐高壓的性能。此外，制備單晶化的三元材料，也能有效提高材料的壓實密度，降低材料的比表面積，改善電池的能量密度、高溫儲存、循環(huán)和安全壽命。（記者 崔彩鳳）

　　轉(zhuǎn)自：中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報

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