高比能量動(dòng)力電池安全設(shè)計(jì)4大關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)高比能量動(dòng)力電池面臨著更多的安全挑戰(zhàn)，瑞浦能源給出的解決方案是，從電芯材料的選型、極芯設(shè)計(jì)、電芯制程工藝、電芯制程環(huán)境四大方面著手。

日前，發(fā)改委發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》，取消“能量型車用動(dòng)力電池單體比能量應(yīng)不低于300Wh/kg，系統(tǒng)比能量應(yīng)不低于220Wh/kg”要求。一個(gè)明顯的趨勢(shì)是，政策層面對(duì)于能量密度的追逐更加理性化與現(xiàn)實(shí)化。

不過(guò)，高安全、長(zhǎng)續(xù)航、長(zhǎng)壽命依舊是市場(chǎng)端的核心需求。因此，在市場(chǎng)導(dǎo)向與競(jìng)爭(zhēng)壓力之下，動(dòng)力電池企業(yè)在兼顧動(dòng)力電池安全性、循環(huán)壽命和成本的同時(shí)，提升能量密度技術(shù)研發(fā)的步伐依舊沒(méi)有停歇。

12月19-21日，“利元亨·2018高工鋰電&電動(dòng)車年會(huì)”在深圳維納斯皇家酒店盛大舉行。作為鋰電及電動(dòng)車行業(yè)規(guī)模最大、參與度最高的年度盛會(huì)，現(xiàn)場(chǎng)吸引了材料、設(shè)備、電芯、BMS、PACK、整車、運(yùn)營(yíng)租賃整個(gè)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈超800位企業(yè)高層參與其中。

在19日下午國(guó)軒高科冠名的“乘用車與三電專場(chǎng)”，瑞浦能源有限公司(下稱“瑞浦能源”)董事長(zhǎng)曹輝博士發(fā)表了“高比能量電池的安全設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)”的精彩主題演講。

曹輝博士表示，高比能量動(dòng)力電池面臨著更多的安全挑戰(zhàn)，包括制造缺陷導(dǎo)致的安全隱患；有效的熱失控提前預(yù)警；充電導(dǎo)致安全隱患及事故；全生命周期安全性評(píng)估；熱失控誘發(fā)及蔓延抑制技術(shù)等。

針對(duì)于此，瑞浦能源給出的解決方案是，從電芯材料的選型、極芯設(shè)計(jì)、電芯制程工藝、電芯制程環(huán)境四大方面著手。

在電芯材料選型方面，瑞浦能源對(duì)于正極活性物質(zhì)、陶瓷隔膜的選型，對(duì)功能性安全電解液的配置，對(duì)負(fù)極材料及界面特性的選型有著極高的要求，同時(shí)包括對(duì)高安全性殼蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

在極芯設(shè)計(jì)方面，公司自主研發(fā)極芯固態(tài)化設(shè)計(jì)；考究正負(fù)極片設(shè)計(jì)尺寸的合理性及極芯中正、負(fù)極極片的對(duì)齊度，同時(shí)強(qiáng)化極耳與蓋板焊接的可靠性。

在電芯制程工藝方面，嚴(yán)格控制毛刺、粉塵；預(yù)判并控制工序?qū)缑娴挠绊?；激光焊接?duì)電池安全性的影響；全制程過(guò)程中杜絕異物的引入；加強(qiáng)殼蓋激光焊接強(qiáng)度。

在電芯制程環(huán)境方面，保持低于2%的濕度控制環(huán)境；全工序嚴(yán)格控制粉塵。

目前，瑞浦能源7914897方形電池采用三元體系，標(biāo)稱容量155Ah，能量密度達(dá)到220Wh/kg，循環(huán)壽命達(dá)2000次以上。

針對(duì)2019年車用電池規(guī)劃，曹輝透露，瑞浦的三元體系單體循環(huán)壽命將達(dá)2000次以上；模組循環(huán)1500次以上；磷酸鐵鋰系統(tǒng)單體循環(huán)壽命4000次以上；45度循環(huán)2500次以上；滿足-10°C/25°C/45°C三個(gè)典型溫度充放電循環(huán)要求。

據(jù)了解，瑞浦能源是青山集團(tuán)2017年投資17.3億成立的子公司，青山集團(tuán)目前是全球最大的不銹鋼和鐵鎳生產(chǎn)商，以金屬鎳計(jì)量，2017年鎳產(chǎn)品產(chǎn)出量全球第二。2017年，青山集團(tuán)營(yíng)業(yè)收入達(dá)到1615億元，位列2018年中國(guó)企業(yè)500強(qiáng)第110位、2018年中國(guó)民營(yíng)企業(yè)500強(qiáng)第23位。2018年浙江省民營(yíng)企業(yè)排名第3位，僅次于吉利控股和海量集團(tuán)。

瑞浦能源主要從事新能源汽車動(dòng)力電池和電網(wǎng)儲(chǔ)能電池的研發(fā)、生產(chǎn)和制造，涵蓋三元與磷酸鐵鋰兩種技術(shù)路線。目前擁有溫州制造基地與上海研發(fā)中心。

產(chǎn)能方面，公司一期工程產(chǎn)能規(guī)劃3GWh，目前已完成10萬(wàn)平米廠房土建施工，2018年10月份進(jìn)入試生產(chǎn)，11月份底正式投產(chǎn)。公司二期工程計(jì)劃新增動(dòng)力電池產(chǎn)能5GWh，項(xiàng)目預(yù)計(jì)2020年建成投產(chǎn)。屆時(shí)公司有望形成8GWh總產(chǎn)能。