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浅谈能量密度理论下电池技术的三大矛盾关系

发布于:2024-05-27 编辑:匿名 来源:网络

2020年新能源汽车形势很好,年底多家机构预测产销量目标70万辆年内将实现车辆。

从现在发布的前11个月数据来看,这个目标基本不可能实现,而且差距不小。

造成这一差距的原因与补贴核查造假、电池系统纠纷、电池推荐目录、车辆目录重新申请、新能源汽车补贴政策修改等一系列事件密切相关。

事实上,辩证地认识这种变化有利于行业的发展,总体上有利于整个行业的健康发展。

在动力电池方向,最近影响较大的两件事就是8GWh产能要求和新能源汽车按能量密度(Wh/kg为分水岭)进行补贴的“传说”,让大家交流一下技术并在见面时谈论能量密度。

谈及产能计划,做磷酸铁锂材料和电池的人都非常“不满”,为何“轮到我受伤了”。

无论走哪条路线,能量密度的提升才是方向和目标。

毕竟每年的Wh/kg目标已经是纸上谈兵了(我个人认为Wh/kg目标过大,产业化确实不能靠努力实现)。

但仅在“能量密度论”的论证下,需要辩证地分析以下三个矛盾关系: 1、能量密度与安全问题的辩证关系。

这里画了一个简单的罗根图,从中我们可以看出,电池的能量密度是由正极材料决定的,而这些材料的电池制造商可以获得样品或产品,所以单就能量密度而言,每个人都可以做到。

不分谁高谁低,只能说谁“胆子大”。

安全问题在这里有多大影响?是否真的是第一位的。

这一主张似乎与年初的“三元-LFP路线之争”遥相呼应。

年初被否定,年底被表扬。

三元电池的“经历”可谓跌宕起伏。

浅谈能量密度理论下电池技术的三大矛盾关系

但从技术角度来看,确实有一个很大的启示:能量密度的提升是基于安全问题,否则就会让你重新陷入“困境”。

因此,仅仅谈论能量密度没有任何实际意义,也不具备一定的前提条件。

这不是什么新鲜事。

否则,我们很容易变得狂妄,可以瞬间消灭无数敌人,产生一统天下的错觉。

2、能量、寿命和充电速率的辩证关系。

从罗根图可以清楚地看出,高能量是建立在力量牺牲的基础上的。

在目前很多乘用车推广快充(基本都是2C)的背景下,能量密度和寿命都需要大量的优化和牺牲。

下图为某0号电池在不同充电倍率下的寿命。

很明显它无法支持1C的充电速率,这让所谓的快充性能无从谈起。

我个人认为高比能量密度电池的应用是针对某些“客户”:对充电时间不敏感的领域以及对长续航里程更为迫切的领域。

在快充领域,能量密度必然需要一些妥协和让步,以达到能量、寿命和功率之间的平衡。

这其实是一个能够区分真正技术能力的分支。

3、样品与产品一致性的辩证关系。

可以肯定地说,目前国内高能量密度(Wh/kg)电池基本处于样品和试产阶段,真正量产的很少。

之所以这么说,是因为年初众所周知的政策引导,导致很多三元电池企业停产一段时间,而一款电池产品从研发到上市至少需要一年的时间。

发展到稳定量产。

基于此,得出了这个仓促的结论。

高比能量三元电池的一致性从设计角度应该得到更好的控制,从部分工艺控制角度也是如此。

但在对温度和湿度的敏感性方面,要求较高,2-3度的温差就会导致容量的显着差异,这对产品的一致性提出了很大的挑战。

如果没有数千个电池的样本数据,这是不可能显示的。

因此,单独谈论能量密度意义不大,而且很容易采取错误的做法。

高能量密度电池必须安全、可靠、使用寿命长,并具有有益的产品一致性。

浅谈能量密度理论下电池技术的三大矛盾关系

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