楊紅新:動力電池兼顧安全與高能量密度 新工藝新材料新技術協同發展

在提高壓實密度、減薄隔膜、減薄銅鋁箔、減少安全設計冗余等傳統方案中,“提升能量密度與提升安全性”難以兼顧。對此,楊紅新提出了從新工藝、新材料、新技術等多個維度,助力能量密度與安全性協同發展方案。

ABEC 2019│第7屆中國(常州·金壇)電池新能源產業國際高峰論壇現場

ABEC 2019│第7屆中國(常州·金壇)電池新能源產業國際高峰論壇現場

電池“達沃斯”-電池網11月27日訊(陳語 張倩 江蘇常州 圖文直播)“提升能量密度是移動交通工具的永恒追求?!狈涑材茉纯萍加邢薰究偨浝項罴t新表示,“能量密度和安全性同時提升是電動汽車所主導的時代對電池的必然要求?!?/p>

11月27—29日,一年一度的全球電池行業盛會——ABEC 2019│第7屆中國(常州·金壇)電池新能源產業國際高峰論壇在江蘇金壇隆重舉行。本屆論壇由ABEC(電池“達沃斯”)組委會、中關村新型電池技術創新聯盟、電池百人會主辦,江蘇省金壇經濟開發區管理委員會、蜂巢能源科技有限公司協辦,800余位來自全球電池新能源產業鏈的“政、產、學、研、金、服、用”各界代表以及媒體代表等出席,共議后補貼時代下,新能源電池產業高質量發展之路。

蜂巢能源科技有限公司總經理楊紅新

蜂巢能源科技有限公司總經理楊紅新

27日上午,楊紅新在ABEC 2019論壇上做了題為《未來動力電池安全與高能量密度協同發展趨勢》的主題演講,分享了關于動力電池能量密度和安全性的思考、能量密度與安全性協同發展方案、蜂巢能源的規劃與布局等,電池網摘選了其部分精彩觀點,以饗讀者:

 “提高能量密度是一百多年以來內燃機領域一直追求的。我們追求的是傳統內燃機的熱效率,到現在為止,內燃機的熱效率已經接近了理論極限,但是仍然在不斷進步?!睏罴t新介紹說,電池也是這樣,從最早的鉛酸到現在的鋰電池,也一直在追求能量密度的提升。

聯合國政府間氣候變化專門委員會2018年10月研究結論顯示:應對全球變暖,可行的解決辦法是要求在2030年前二氧化碳減排250-300億噸,相較2010年減排40%-50%。

在楊紅新看來,整個宏觀的新能源發展趨勢上,全球都有非常大的減排壓力。在降低碳排放的領域中,新能源、可再生能源,包括像光伏、風電、核能等能源,也會會得到大幅度發展。而儲能,包括固定式儲能和移動式儲能,同樣是配合新能源發展的重要手段。因為將來在整個電力的生命周期內,從產生電、存儲電、用電、回收電,每個環節都離不開能源的存儲。

“將來上千萬的電動汽車帶著幾十噸的電池,本身就是龐大的能量存儲裝置,既可以充電也可以放電,還可以調節電網的波峰波谷?!?span style="text-indent: 2em;">楊紅新表示,能源巨變時代即將到來,電動汽車不僅僅是移動交通工具,更多地是扮演了智能移動交通工具、移動的能源調節、智慧能源等更豐富的角色,其中還涉及到車輛共享、充電支持、無人駕駛電動,能量存儲與調節。

楊紅新認為,能量密度和安全性在未來是同時提升的,這是電動汽車所主導的時代對電池的必然要求,但在提高壓實密度、減薄隔膜、減薄銅鋁箔、減少安全設計冗余等傳統方案中,“提升能量密度與提升安全性”難以兼顧。對此,楊紅新提出了從新工藝、新材料、新技術等多個維度,助力能量密度與安全性協同發展方案。

在新工藝方面,電池工藝經歷歷史的演變,從圓柱卷繞、方形卷繞到軟包疊片、軟包卷繞,楊紅新認為,方形疊片有著充足的優勢:電池密封系統能完美保持,可以提高密度,增強循環性能,還可以降低成本?!拔覀円沧隽薈T掃描的透視對比,從圖上可以看到,疊片電池的界面保持得非常完美,不會出現S形的波浪變形,邊緣不會產生應力或者邊緣應力斷裂的情況。另外是功率性能,通過實際測試,因為電池不僅僅是需要放電功率,像寶馬跟特斯拉推出的單踏板技術,實際可以實現腳離開踏板,相當于是制動,80%的駕駛工況下,駕駛員是不需要踩制動踏板的,這就需要強大的能量回收和能量回饋,可以做到20%,就可以做到回收充率和回收壽命的問題。所以疊片這種技術,既可以保證放電功率性能,也可以保證回充的功率性能,同時可以降低內短路的風險?!睏罴t新稱。

在新材料方面,材料的演變也歷經了錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等各種各樣的材料,包括NCA、NCM,每種材料都有其優缺點,所以材料本身的進步一定會持續下去?!爱斎?,我們不希望所有的安全問題都由電芯來扛,都由材料來扛,這本身是不合理的?!睏罴t新認為,“當材料和電池本身更安全,可以大大提高保險系數,所以新材料在探索的路上沒有止境,我們認為四元正極材料——NCMA等熱穩定性更好、循環壽命更好的材料是非常有價值的?!?/p>

在新技術方面,楊紅新重點介紹了安全性與高能量密度兼顧的CTP集成技術和電池系統。CTP方案旨在減少結構零件(如模組側板),并增加安全性零部件(電芯間隔熱材料),實現成本降低安全性能增加的目的。傳統電池包集成具有多重結構設計冗余,模組部分結構件未能起到有效的結構安全作用;CTP方案通過箱體結構加強,增加橫梁對電芯區間間隔,對電芯進行更有效的外圍保護,減少電芯受外力損傷風險。

(以上觀點根據論壇現場速記整理,未經發言者本人審閱。)