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乘用車動力電池變“大”變“厚”

作者:中國儲能網新聞中心 來源:高工鋰電 發布時間:2019-10-06 瀏覽:
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中國儲能網訊:補貼大幅滑坡,動力電池降本迫在眉睫,除了革新材料體系之外,做厚做大電芯規格成為動力電池企業最直接的降本提質方式。

渠道消息顯示,有動力電池企業正在顛覆傳統的工藝路線,將方形電芯規格尺寸做到新能源乘用車電池Pack級別,最大限度簡化結構設計,提升能量密度,延長電池壽命,降低成本。產品已經處于驗證階段。

也有動力電池企業基于場景化開發電芯技術平臺,在基于VDA的尺寸標準,將電芯厚度呈1.5倍、2倍的趨勢在增大。

此前行業探討較多的內容在于動力圓柱電芯,主要集中在由18650向21700、26650等尺寸演變的優勢及趨勢,事實上,方形電芯的演進趨勢也同樣如此。

高工產研鋰電研究所(GGII)數據顯示,在2019年H1動力電池單體電芯裝機量TOP10中,79mm(厚)x148 mm(寬)x97 mm(高)的方形單體電芯規格以7.77GWh裝機量排名第一,配套車型以乘用車為主。

雖然H1動力電池裝機量中涉及單體電芯規格高達204種,但是在乘用車方形單體電芯規格中,79mm為當前厚度最厚的電芯尺寸。其他方形電芯配套多集中在54148、26148等規格尺寸。

數據顯示,79148方形電池供應商集中在寧德時代與時代上汽,配套車企包括北汽、吉利、上汽、廣汽、威馬、長安、東風、一汽、北汽新能源、奇瑞等等。從終端應用驗證及接受程度來看,方形厚電芯已深得市場青睞。

做厚做大電芯尺寸的核心訴求在于:1、能夠提高能量密度;2、厚度越大,容量越高,意味著每Wh的成本越低;3、電芯越大也意味著結構件用量減少,成組難度降低,整體成本也就越低。

高工鋰電了解到,通過將卷心并聯處理增厚電芯尺寸,達到增大電芯容量效果,是目前方形動力電池企業最主流的方法。但是囿于技術實力差異,并不是所有電池企業都能輕易實現將電芯做厚。

一位動力電池企業技術總工表示,電芯厚度做到79mm對于普通電池企業而言還是有一定技術難度,比如工藝制程、散熱設計都會帶來很大的挑戰和困難。同時,電芯做厚導致的極片受擠壓程度加大也會增加電池的安全風險。

此外,在實際應用過程中,還有可能面臨兩大問題:

一是電芯鼓脹問題。因為鋰電池在充放電過程中,電池內部存在一定壓力,而在相同壓力下,受力面積越大,電池殼壁的變形越嚴重。而電芯鼓脹將造成電芯內阻增加、局部的電解液枯竭甚至殼體焊接部分變形導致電解液泄露風險。

這就考驗電池企業對于電池內部卷芯在并聯之后的均流特性能否保證均一性的把控。

二是電芯散熱性能變差。由于單體體積增大,電芯內部發熱部分距離殼體的距離將變長,傳導的介質、界面變多,導致散熱困難。同時,在單體與單體間,熱量分布不均也會導致散熱性能變差。

因此,雖然方形電芯變“厚”變“大”是主流趨勢,占據乘用車市場份額趨高,但是最厚尺寸核心技術目前仍然集中在龍頭動力電池企業手中。

綜合來看,一方面,電池核心技術上的性能突破與優勢差距將會進一步增大動力電池企業間的市場鴻溝;另一方面,電芯規格的選擇趨同,也將促進終端市場電芯規格尺寸的減少,從規模化制造角度進一步降低動力電池成本。

關鍵字:動力電池

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