今年年初,特斯拉宣布与松下联合研发的21700电池系统能量密度达300Wh/kg,马斯克强调这是“目前可量产电池中能量密度最高且成本最低的电池”。
而近日,特斯拉首席执政官Elon Musk再放大招,他表示电池能量密度再提升30%,并且生产成本大幅下降,汽车续航里程可达到640km以上。
通常情况下,动力锂电池能量密度提升的方式主要有两种:
一是改进锂电池材料体系机理性能以提升电芯单体比能量,此种方式对材料研发及匹配性要求非常高,进步较慢。
二是通过对型号及工艺的生产控制,做大电芯规格增加容量。
据了解,国内三元电池企业正在向高镍体系迈进,而磷酸铁锂电池企业主要通过物理方式提升能量密度,而增大电芯单体尺寸增加容量成两者共同选择。
前不久,天津力神研发的动力电池电芯单体比能量达到302wh/Kg,就是采用的第一种方式。是在对氧化镍钴铝锂(NCA)正极材料前期研究的基础上,开发出高比能量、长循环寿命、良好安全性能的锂离子动力电池用高镍系正极材料;
除了导入高镍材料提升动力电池能量密度之外,从产品型号设计方面着手,通过更改电池尺寸来提升电池能量密度的效果也非常显著。
从特斯拉披露的数据看,在现有条件下,其生产的21700电池系统能量密度比其18650电池系统的250Wh/kg约提高20%。从松下的动力锂电池单体的测试数据来看,其21700电池的体积能量密度远高于18650型电池单体。单体电芯能量密度的提升要远高于成组后提升的20%幅度。在国家新能源补贴与电池能量密度挂钩的大背景下,国内电池企业纷纷由18650转向21700。
据了解,亿纬锂能的21700生产线早已正式竣工投产;比克电池的21700电芯已经完成多次下线内测,预计会在2018年第四季度批量生产。猛狮科技21700电池现已在小批量生产。
而磷酸铁锂电池由于在材料方面的局限,通过改进材料性能以提升单体能量密度的效果,在目前技术条件下比较有限,而通过减轻电池包重量,进行轻量化处理等物理方式则更明显。据了解,桑顿新能源、鹏辉能源、湖南三迅等电池企业通过物理措施给电池包减重以提升能量密度,效果比较显著。
来源:电池中国网