新能源汽车市场的多样性和复杂性正在驱动动力电池技术路线多元化发展,目前来看,电池技术创新要从材料和结构两个层面优化升级,驱动锂电材料技术迭代与产品创新。
6月15日,第十五届高工锂电产业峰会在常州茅山国际会议继续举行,大会主题为“协同上下游共筑新生态”,超名锂电行业人士齐聚一堂共同探讨新形势下锂电产业发展趋势。
在天赐材料冠名的“动力电池技术创新与材料选择”专场上,高工产业研究院院长高小兵、亿纬动力研究院院长何巍博士、欣旺达电动汽车电池副总经理崔岩岩、常州锂源研究院副院长岳海峰博士、星源材质研发总监王艳杰博士、正拓能源研发总监李仕琦博士、鼎胜新材董事、副总经理兼董秘陈魏新、德福科技研发中心总经理江泱博士、方恩电子总经理孙大伟、天永诚高级研发工程师赵银博士、斯莱克副总经理单金秀分享主题演讲。
高工产业研究院院长高小兵
高工产业研究院院长高小兵发表题为“中国锂电材料供需及新材料进展分析”的主题演讲。高小兵表示,近两年锂电行业景气度持续提升,主要体现在以下几个方面:
一是锂电企业的市值和估值高企。其中锂电行业千亿市值上市公司超15家、万亿市值公司有2家;同时锂电行业的一级市场融资动作频繁,诞生了众多高估值锂电材料和设备公司。
二是锂电投扩产项目接连落地,产能规模和投资金额持续攀升。据不完全统计,近两年国内投建的锂电项目超过个,累计投资金额超1万亿元。
三是新进入者扎堆涌入。初步统计近两年有超过50家上市公司跨界进入锂电行业,主要集中在上游材料环节,同时也有一批锂电企业纵向布局。
四是原材料价格大幅上涨。自年底以来包括碳酸锂、六氟磷酸锂、PVDF、VC、净化磷酸、石墨化、磷酸铁等锂电材料都出现价格大幅上涨,其中锂盐价格上涨幅度最大;VC的涨价周期最短。
动力电池多元技术并行
为满足不同客户的产品需求和进一步提升市场竞争力,动力电池企业在材料体系和产品型号开发方面正呈现多元化趋势发展。
亿纬动力研究院院长何巍博士
亿纬动力研究院院长何巍博士发表题为“动力电池技术发展与大圆柱迭代逻辑”主题演讲。他指出,从技术的角度看新能源汽车市场,具有极强的复杂性与多样性,这成就了多技术路线并行的市场技术局面。
技术创新包括化学体系创新与结构创新两个方面,需要相互配合与支撑动力电池向前发展,而完整的技术路线图应包括功能技术路线、质保技术路线与成本技术路线三个维度。
基于安全性与经济型的绝对优势,大圆柱电池完美的兼顾了化学体系创新与结构创新两方面的需求,是中高端新能源汽车技术路线中最理想的解决方案。
欣旺达电动汽车电池副总经理崔岩岩
欣旺达电动汽车电池副总经理崔岩岩发表题为“‘双碳’背景下动力电池的创新方向”的主题演讲。
崔岩岩表示,电动化是实现交通运输双碳目标最重要路径,加快新能源汽车的渗透率非常关键。同时,节能与新能源汽车一样重要。
在此情况之下,欣旺达将提供行业具有竞争力、情景化的动力电池系统解决方案,“左手混动,右手纯电”,助力交通运输领域双碳目标达成。
在产品方面,欣旺达HEV电池解决方案通过材料创新(笼式正极、高动力学电解液)、结构创新(模块化CTP结构、全极耳卷绕极组)、工艺创新(超薄电极工艺、压差零缺陷工艺),有效解决HEV“节油率低、维修贵、车价高”三大痛点。
欣旺达BEV超级快充电池解决方案通过材料创新(高电压低钴正极、多重改性石墨负极)、结构创新(轻量化CTP结构、3D液冷结构)、工艺创新(CPE电极工艺、HSHP叠片工艺)解决BEV“里程、充电、保值、安全”四大焦虑。
同时,欣旺达成立了先进电池技术研究院,致力于固态电池、钠离子电池、锂金属电池等前瞻性技术的研究,为实现交通运输领域双碳目标的达成提供更多选择。
捷威动力研究院副院长马华
捷威动力研究院副院长马华在圆桌对话中表示,电池应用场景多元化对电池的需求也是多样化的,所以捷威动力在高比能、高倍率以及储能电池产品方面都有进行开发布局。
捷威动力一直生产软包电池,未来也会继续做软包电池,但不排除未来会涉足其它类型的电池产品,主要是围绕客户需求进行产品开发。
锂电材料技术迭代与产品创新
动力电池能量密度提升、制造成本下降、安全性能提升的需要,对正极、负极、隔膜、电解液、铜铝箔、结构件等锂电材料的产品性能提升提出更高的要求。
常州锂源研究院副院长岳海峰博士
常州锂源研究院副院长岳海峰博士发表“打破磷酸铁锂材料性能瓶颈”的主题演讲。
岳海峰博士表示,磷酸铁锂电池具有稳定的配位结构,为锂离子搭建牢固的“房子”,充放电过程中锂离子进进出出也不易“塌房”,安全性极高。但反之,牢固的“房子”提供给锂离子出入的通道过少,锂离子扩散性差,造成电池低温性能差、倍率性能差,引发充电及冬季续航缩水焦虑。
常州锂源最新产品“铁锂1号”,通过在正极材料内部建立高速的锂离子传输通道,可将磷酸铁锂材料在-20度条件下的放电容量保持率从常规磷酸铁锂产品的55%提升到85%,而在-40度条件下的放电容量保持率更是由接近于零拉升至57%。
正拓能源研发总监李仕琦博士
正拓能源研发总监李仕琦博士发表题为“新形势下动力电池负极材料技术与发展趋势”的主题演讲。
李仕琦博士表示,动力电池能量密度和安全性能提升对负极材料在材料体系和制造工艺方面提出新要求,未来负极材料技术路线主要往碳负极和非碳负极方向发展。
其中,正拓能源在年启动硅碳负极项目,并在年实现mAh/g硅碳负极量产,年产能达吨。年,正拓能源开展第二代mAh/g硅碳负极项目研究。
公司的硅碳负极采用多孔硅为原料,采用有机物热解的碳材料形成一个包覆层,从而形成硅碳的合格结构,可改善硅负极的电子导电性和解决放电过程中体积膨胀的问题。
星源材质研发总监王艳杰博士
星源材质研发总监王艳杰博士发表“高安全轻量化隔膜的开发及应用进展”主题演讲。
王艳杰博士在演讲中表示,隔膜是阻止正负极接触的材料,首要就是安全。这是底限,也是一切的基础。为满足锂电池高安全、轻量化、低成本、长寿命趋势发展,隔膜技术也在向薄型化、高性能、高安全方向延伸。围绕于此,星源材质形成了干法隔膜、湿法隔膜、涂覆隔膜产品矩阵。
星源材质干法隔膜兼具轻薄化、高强度、耐撕裂、低收缩的优势。年,公司12-14u干法产品率先在全球范围内批量应用于EV市场。在湿法隔膜方面,星源材质湿法隔膜从2.8米幅宽向6.2米幅宽迭代跃进。在涂覆隔膜方面,公司独有的高强度、低热收缩、低水分、低阻抗涂覆隔膜,单面涂层厚度1-5μm,满足各应用领域需求。
德福科技研发中心总经理江泱博士
德福科技研发中心总经理江泱博士发表题为“高性能双光锂电铜箔”的主题演讲。
江泱博士指出,锂电池对锂电铜箔在厚度、抗拉强度、延伸率、粗糙度、抗氧化性等技术指标要求越来越高。不同电池结构对锂电铜箔的物性要求侧重点各不相同,其中圆柱、方形和软包电池都要求铜箔厚度更薄、更高的抗拉强度和延伸率。
在此情况之下,德福科技以“高抗拉、高模量、高延伸”为方向持续产品升级,形成了以极薄高抗拉高模量系列和以高延伸系列为核心的铜箔产品体系。
鼎胜新材董事、副总经理兼董秘陈魏新
鼎胜新材董事、副总经理兼董秘陈魏新发表题为“锂电池箔市场机遇与挑战”的主题演讲。
陈魏新表示,全球电动汽车市场快速增长和锂电储能以及小动力市场增长带动锂电池出货持续增长,对锂电池铝箔产生强劲需求,乐观预计到年全球锂电池铝箔出货有望突破万吨。
但锂电池铝箔行业存在进入门槛高、投资周期长、贸易摩擦导致出口受阻、设计产能利用率低、技术要求越来越高等难题。
其中,电池企业对铝箔的技术要求主要体现在厚度减薄、延伸率提升、表面润湿张力提高、版型要求高等方面。
方恩电子总经理孙大伟
方恩电子总经理孙大伟发表“高性能锂电池胶带在电池中的应用及研究进展”的主题演讲。
孙大伟介绍,动力电池领域用的压敏胶主要包括热熔胶、溶胀胶带、终止胶带、极耳胶带、保护膜/工艺膜等,对提升电池本身的安全性与后期电池性能作用较大。
针对热熔面热熔温度低、浸泡后电解液后胶带从铝塑膜脱落的应用痛点,方恩电子采用聚酯薄膜为基材,具有良好的耐温性;使用橡胶压敏胶水,耐酸碱性能优良并且残余粘性大。
天永诚高级研发工程师赵银博士
天永诚高级研发工程师赵银博士发表题为“新能源汽车及储能行业的胶粘剂方案”主题演讲。
赵银博士表示,动力+储能下游市场的迅猛发展,带动电池用胶量的提升,这给胶粘剂厂商带来新的机遇。目前,新能源市场用胶技术方案主要涉及电池Pack、电控、电化学储能等领域。
面对市场机遇,天永诚瞄准各领域的用胶痛点,快速迭代产品。目前,天永诚在江西九江、常州新北区均设有研发中心及生产基地;正在新建5条全自动生产设备,年产4万吨胶粘剂,预计年底开始量产。
斯莱克副总经理单金秀
斯莱克副总经理单金秀发表“电池精密结构件标准化趋势及技术支撑”的主题演讲。
单金秀认为,当前锂电池应用场景对锂电池精密结构件提出了高安全性、故障率低免维护、10年以上寿命周期且一致、成本低、制造周期短、生产高效等要求。
在锂电精密结构件标准化实现路径方面,单金秀认为锂电池在设计之初要与精密结构件设计同步进行和验证,在制造端实现自动化、智能化,最终实现结构件种类少、标准化。