鉅大LARGE | 點擊量：706次 | 2021年09月14日
動力鋰離子電池技術發展路線探討
有關電動汽車和混合動力車來說，其核心技術在于電池，與其他類型的電池比較，動力鋰離子電池雖然具有價格高、安全性能差的缺點，但其具有比能量大、循環壽命長等重要優點，因此具有更廣闊的發展前景。動力鋰離子電池的技術發展也日新月異，從容量及結構上都有所改進，有關專家表示，無論電池廠商采用哪種技術路線，都應滿足使用安全性高、環境溫差范圍廣、充放電功能性強、倍率放電使用性好等條件。電池容量大小涉及技術和成本
鋰離子電池按體積大小可分為小電池和大電池兩種，小電池通常應用于3C電子產品，相關技術及產業已經發展得十分成熟，總體利潤呈降低趨勢。目前的鋰離子電池產品，85%以上是小電池。
大電池又俗稱動力鋰離子電池，同樣有小型動力鋰離子電池和大型動力鋰離子電池兩種，前者重要用于電動工具、電動自行車等，后者用于電動汽車和儲能領域。目前，純電動(EV)、可插電式混合動力(PHEV)、混合動力(HEV)3種類型的動力汽車正處在快速發展時期，備受行業關注。作為未來汽車產業的核心，動力鋰離子電池產業的發展受到了空前關注，已被各重要國家上升到了戰略高度。
深圳市吉陽自動化科技有限公司總裁陽如坤介紹說，小電池無論是在產品利潤還是發展規模上都無法與大電池相比，雖然目前動力鋰離子電池產業規模還很小，但電動汽車的量產為動力鋰離子電池產業帶來了重要的發展機會。據行業權威機構的測算，近幾年，動力鋰離子電池市場將超過全球手機鋰離子電池市場的規模，這種改變將引發相關制造設備和廠房新一輪的投資熱，同時，新進入動力鋰離子電池產業的各大廠商將使相關領域的技術競爭更趨激烈。
目前，究竟采用單體大容量電池技術方法還是采用小容量電池并聯技術方法，一直是業內爭論的問題，而到底采用哪種技術路線，關鍵看電池組的結果，要看是否在體積、重量、產品質量、性能、價格、安裝的方便性等方面具有競爭力。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
陽如坤表示，在PHEV、HEV和EV上使用單體大容量電池與小容量并聯電池是有很大差別的，采用單體大容量電池存在裝配成本低，但制造直通率低，電池成本高，不利于散熱管理等不足;小容量并聯的電池組單體直通率高，成本低，安全性能好，但它們之間有太多連接，要很好地解決集成裝配費用問題。所以要發揮蓄電池的最佳性能，要考慮制造效率、自動化、包裝、電、熱、安全、監測和控制以及與車輛其他部分的接口等諸多問題，不同情況下使用哪種技術必須根據具體應用權衡分析，至于哪種類型會大行其道還得看今后整個電池材料、電池設計及電池制造技術的發展而定。
我國電池工業協會副理事長王金良表示，電池組采用大容量單體電池還是小容量電池并聯，這不僅涉及技術問題，也涉及成本問題。他認為，采用大容量單體電池串聯更合理些，也更具有市場競爭優勢。目前有些公司采用上(數)萬只18650小電池并串聯的方法制成動力鋰離子電池組，重要基于小電池技術較成熟，已在筆記本電腦等產品上獲得較長時間的應用考驗，電池一致性好，加上還沒有成熟的大電池生產相關相關經驗等方面考慮。從數理概率分析，上(數)萬只電池混聯，存在產品缺陷和工藝缺陷的幾率將大幅度新增，另外小電池要用更多的零配件，如外殼、連接件、單體電池保護(平衡)元器件等，成本會大幅度新增，技術上即使可行，最終也會被市場淘汰。
電池結構要綜合考慮
除了容量大小外，目前在動力鋰離子電池中，采用的結構也不盡相同：高功率型的采用卷繞結構比較多，高能量型的采用疊片結構比較多。作為動力鋰離子電池，我還是比較傾向于疊片技術，卷繞的熱失控很難控制，并且散熱是問題。陽如坤表示。
他認為，從有利于制造的角度講目前有3種動力鋰離子電池的技術路線正在逐步走向成熟，它們有共同的特點，如配件及設備成熟、相對生產量比較大、生產的廠家比較多。這3種路線是：一是卷繞圓柱電池，如動力型的18、26、32及42系列;二是卷繞的方形動力鋰離子電池，表現為內部多電芯組合，形成大容量(50安時左右);三是疊片電池，相對來講疊片可以做更大容量的電池。縱觀全球動力鋰離子電池的發展，單體能夠在100安時以上的大規模生產的不多，我們認為這不是一個單純的設計和膽量的問題，而是要綜合考慮動力鋰離子電池的化學機理、電池的熱學特性、電磁場特性、電池的可制造性、電池的材料及元部件供給、設備的成熟性和可靠性等方面的因素。陽如坤說。
同濟大學汽車學院副教授魏學哲告訴記者，從電池規格來說重要分方形疊片和圓柱形，針對新能源汽車的應用，上海恒動汽車電池有限公司將堅持方形疊片的技術路線，重要依據是：
從單體而言，方形疊片技術可以更好地把電池內部的熱量導出來，有利于溫度分布的一致性;從模塊而言，有利于將單體散熱與模塊及電池包的冷卻系統相結合，滿足新能源汽車長循環壽命和擱置壽命的要求。
方形疊片成組時可以有更好的空間利用率，空間利用率是目前新能源汽車布置上最為棘手的問題之一。
魏學哲表示，毫無疑問，目前小型圓柱形電池生產工藝和設備的成熟度要高于大型方形疊片電池，也就是說，從動力鋰離子電池產業鏈來看，做小型圓柱形電池，是把困難留給了電池模塊集成、電池包集成和車載應用。而上海恒動汽車電池有限公司不打算回避這個問題，將以方形疊片電池設計和制造為突破口，以模塊集成和電池包設計為基本應用邊界，結合電池管理技術，以明確干凈的接口解決產業鏈上的基本技術問題。
下一篇：鋰離子電池新材料探索
