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电池系统能量密度站上180Wh-kg 三元电池5系挑战811?

发布时间:2021-10-21 11:33:01 阅读: 来源:热收缩带厂家

一是结构优化,提升成组效率,进而提升电池系统能量密度;二是从材料开发领域着手,通过设计开发高电压材料,提升单电芯能量密度。

曾经高歌猛进的三元高镍811放慢了装车步伐,取而代之的是升级版的5系。

近日,荣威ER6和几何C相继上市,其搭载的宁德时代523三元电池系统能量密度达180Wh/kg,进而引发三元5系电池技术的热议。

另一个明显的趋势是,受制于电池安全性及价格等因素,2020年以来离婚赡养费,811三元动力电池装车热度明显放缓子女抚养。包括广汽、吉利几何、上汽荣威等主流自主品牌,加速旗下新旧款车型搭载电池从三元811向三元5系电池切换,这其中就包括荣威ER6、几何C。

多位业内人士分析,2020年频发的电动汽车安全事故,车企对电池的安全变得尤为谨慎,叠加价格因素等,三元811电池车型导入明显放缓。另一方面是,通过技术升级及材料研发等方式,三元5系电池升级,无论是能量密度、安全性或价格均优于811,成为车企的不二选择。

高工锂电获悉,目前三元5系电池要实现系统能量密度180wh/kg的方式主要有两大类:一是结构优化,提升成组效率,进而提升电池系统能量密度;二是从材料开发领域着手,通过设计开发高电压材料,提升单电芯能量密度。

一是结构优化,通过大模组设计提高成组效率,提升电池系统能量密度。

一位资深业内人士向高工锂电表示,电芯升级并通过大模组设计的方式,523三元电池系统能量密度能够达到180wh/kg的水平。

高工锂电获悉,7月底开启预售的上汽荣威ER6,其搭载的是宁德时代523电芯,电芯能量密度为243wh/kg。采用定制化大模组设计,系统能量密度达到180Wh/kg,NEDC续航里程达到620km。

宁德时代的大模组设计策略是,把多个标准模组打散,再集成的成定制化的大模组方案。大模组电池方案的零件数量大幅减少,零件安装连接需求空间减少,可用于布置电芯的空间变大。

通过这种类似于CTp技术的大模组的设计思路,其电池包体积能量密度提升了34%。且相同尺寸电池包,电池容量能提升近20kWh电量,由543kWh提升到了727kWh。

二是材料开发上,通过设计开发高电压材料,提升单电芯能量密度。

提升锂离子电池能量密度的方法主要有两类:1)提升活性物质材料的比容量,例如常见的高镍材料,富锂材料;2)提升材料的电压。其中方法一如提升镍含量的8系电池这种形式,存在的问题是不够安全。

提升材料电压的方式,通常会使得材料面临低库伦效率、自放电大和循环性能差等问题。且在碳酸酯类电解液中HF腐蚀、过渡金属元素溶解和表面催化等导致高电压正极材料容量衰降。

就在8月初上市的几何C,其搭载的宁德时代5系高电压电芯,相应的系统能量密度达到183Wh/kg,搭载70度电其NEDC续航550km。

据介绍,宁德时代利用5系高电压正极材料,单体电压由43V提升至435V,提升电芯容量;同时应用高强度轻量化SMC上盖及航空铝材下箱体,则减轻了电池包的重量。

相较于三元811电池,三元5系通过大模组或高电压材料方式升级,电池能量密度可达到180Wh/kg,符合当前中高端车型的电池及续航需求,并兼具安全性及经济性,有望迎来规模化应用。

一位主机厂负责人直言,当前三元5系电池可以取代811应用。目前,三元高镍811电池考虑到安全性,并未释放其全部性能遗产继承,主要还是以低镍5系、6系以及掺杂5系的高镍8系电池为主。

可以预见的是,大模组或高电压材料技术的成熟,三元5系电池在动力领域市场份额有望进一步提升。

需要提醒的是,通过大模组提升成组效率,三元5系电池的系统能量密度提升空间依然有限,同时当前5系高电压材料研发依然存在诸多技术问题待解。高工锂电作者:陈婷

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