面向電動汽車全場景如何破解動力電池低溫桎梏？

如經(jīng)濟(jì)學(xué)“S型曲線”，全球電動化轉(zhuǎn)型走過緩慢滲透的初期，正處于快速增長階段。

2022年，全球新能源汽車銷量再創(chuàng)新高，電動化大勢不可逆轉(zhuǎn)，但從2023一季度新能源市場產(chǎn)銷表現(xiàn)來看，短時增速放緩的現(xiàn)實(shí)同樣已在眼前。

增速放緩映射出市場中的新變化，全球電動化轉(zhuǎn)型的重心正從實(shí)現(xiàn)快速增長向?qū)崿F(xiàn)全面滲透轉(zhuǎn)移。

針對電動化全面滲透，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼院士在2023中國電動汽車百人會論壇上明確指出，我們?nèi)悦媾R著全面市場化發(fā)展不夠均勻、不夠充分的問題。

于動力電池而言，電池性能跨越全氣候、全場景門檻已成為邁向全面電動化市場道路上亟須解決的難題。

“從滲透數(shù)據(jù)看，我們的頭頂仍有一片藍(lán)天。”萬鋼院士指出，國內(nèi)電動化滲透集中在中部、南部等氣候適宜地區(qū)。北方因氣候極寒、動力電池放電性能嚴(yán)重受影響，滲透率遠(yuǎn)不及中部、南部。這正是由于低溫所導(dǎo)致的續(xù)航打折仍在制約人們對電動車的選擇。

縱觀國內(nèi)，截至目前，上海作為國內(nèi)電動化水平最高的地區(qū)，新能源汽車保有量已超64萬輛，滲透率超五成。而以黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古、青海等省份為代表的國內(nèi)北部地區(qū)，新能源汽車保有量仍不足5萬輛，滲透率普遍低于20%。

于電池產(chǎn)業(yè)鏈而言，攻破電池低溫性能桎梏可實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)打開市場的新增量空間。遠(yuǎn)景動力執(zhí)行董事、中國區(qū)總裁趙衛(wèi)軍在百人會論壇演講中指出，電池的低性能解決后，能實(shí)現(xiàn)國內(nèi)30%區(qū)域的電動化市場提升。

事實(shí)上，不僅是國內(nèi)市場，電池低溫問題性能的提升將為滲透海外市場創(chuàng)造更大的機(jī)遇。

低溫對新能源汽車的續(xù)航打折問題在以歐洲、東亞為代表高緯度地區(qū)表現(xiàn)得更為明顯。這些地區(qū)往往集中著大都會集群，例如倫敦、東京、巴黎等，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、城市化水平高，具備消費(fèi)新能源汽車的經(jīng)濟(jì)潛力，更是國內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈出海、全面電動化發(fā)展之路上必須攻下的高地。

在中國電池產(chǎn)業(yè)鏈走向全球的歷史機(jī)遇下，解決電池低溫性能勢在必行。對此，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)正在提出應(yīng)對之策。

電池企業(yè)

寧德時代旗下麒麟電池已實(shí)現(xiàn)更高體積利用率及快充、低溫、安全、壽命的全面提升。

遠(yuǎn)景動力的耐低溫電池經(jīng)過超兩年的開發(fā)，通過與主機(jī)廠合作的裝車測試，已取得明顯效果。在冬季零下20℃的條件下，實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程提升100公里。

中創(chuàng)新航針對低溫性能已在混動領(lǐng)域有所布局，支持純電模式30分鐘快充，電池包峰值輸出功率可超400kw，低溫加熱可實(shí)現(xiàn)6℃/min，改善冬季用車體驗(yàn)。

3月，億緯鋰能沈陽儲能與動力電池項目開工。據(jù)了解，沈陽基地將輻射東北亞市場，生產(chǎn)具有耐低溫、高能量密度、高可靠性的儲能與動力電池。億緯鋰能董事長劉金成博士表示，沈陽將作為重要研發(fā)基地，對電池的耐低溫性能作重點(diǎn)解決。

孚能科技的SPS軟包電池在低溫性能上，大軟包電芯的全極耳和疊片工藝，給電芯帶來更低內(nèi)阻和更好的低溫放電表現(xiàn)；液冷板和納米保溫材料的加入，均衡電池系統(tǒng)的內(nèi)部溫度；為了滿足極寒條件下的正常充電，SPS應(yīng)用了全新的低溫快速自加熱設(shè)計。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在零下20攝氏度的環(huán)境中，SPS系統(tǒng)容量保持在90%以上，且充電時間縮短一半。

蜂巢能源高錳鐵鎳電池是蜂巢能源針對磷酸鐵鋰電池能量密度存在天花板而提出的新產(chǎn)品方案。與磷酸鐵鋰電池包相比，蜂巢能源的高錳鐵鎳電池包續(xù)航能夠提升100公里，低溫性能提升2倍。

比克電池副總裁樊文光表示，比克旗下三元大圓柱電池采用三元體系不存在磷酸鐵鋰的低溫問題，加上電池的低阻抗結(jié)構(gòu)，以及比克自研低溫電解液配方，已可實(shí)現(xiàn)低溫下電池續(xù)航不打折。

星恒電源在2023年戰(zhàn)略發(fā)布會上公開新技術(shù)——單晶錳酸鋰+磷酸錳鐵鋰雙材料技術(shù)體系。在耐低溫方面，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)-20℃條件下放電達(dá)90%。

2022年9月，欣旺達(dá)發(fā)布的超級快充電池SFC480采用高電壓低鈷Ni60正極體系，并采用復(fù)合包覆和R元素?fù)诫s技術(shù)方案，在耐低溫方面，可實(shí)現(xiàn)-20℃低溫下能量保持率高于85%。

材料企業(yè)

在正極材料方面，背靠龍蟠科技的常州鋰源旗下T系列主要應(yīng)用能量球技術(shù)，在能量密度進(jìn)一步提升的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)材料耐低溫的效果。2022年上半年發(fā)布的鐵鋰1號，已具備在-20℃時仍有91%的放電保持率。

在2022高工鋰電年會上，常州鋰源深圳研究院執(zhí)行院長岳海峰博士講到鐵鋰1號的具體應(yīng)用場景：“應(yīng)用鐵鋰1號的電池，假設(shè)夏天續(xù)航為500公里。即便是在冬天-20℃的情況下，仍能保持450公里的續(xù)航，直接幫助解決消費(fèi)者的低溫焦慮?！?/p>

在電解液方面，法恩萊特在2022年也獲得《一種鋰離子電池低溫充放電解液》發(fā)明專利授權(quán)。

新宙邦在去年11月發(fā)布新品電解液和新型固體電解質(zhì)添加劑絕對電池的耐低溫性能有所改善。

在負(fù)極粘結(jié)劑領(lǐng)域，新宙邦同樣發(fā)布的粘結(jié)劑在2C快充快放條件下，可保證電池容量保持0.2C的90%以上，-20℃的低溫性能提升10%。

除了以上基于主流材料體系的解決方案，以鈉離子電池、鋰金屬電池為代表的新電池在低溫性能方面的表現(xiàn)同樣值得期待。隨著新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地，打破低溫桎梏、邁向全面電動化之路將涌現(xiàn)更多可實(shí)現(xiàn)路徑。

審核編輯：劉清