富锂锰基正极材料具有放电比容量的绝对优势

业内相关人士认为,如果使用相同的标准模组搭建电池PACK,不仅能够迅速为不同车型提供合适的电池包,而且还能在结构上优化电池散热,提升电池PACK的工作效率,降低成本,减少开发费用。

此外,企业按照统一的生产标准投入生产也能最大程度的保证电池包的一致性、安全性和可靠性,让生产过程更加高效。

毋庸置疑,优质的动力电池PACK企业,需要基于车厂客户不同车型的个性化需求,对动力电池BMS方案、热管理、空间尺寸、结构强度等进行定制化研发与设计。据电动汽车资源网了解,吉利汽车在电池方面也做了相应的突破,通过采用电池PACK模块化设计,给客户实现了更多可能性。相关内部负责人介绍,“在插电混动车型领域,就选用了标准化的模组,可针对不同的车型、轴距,去平台化开发电池包,让成本更可控。”

他还表示,为了更好的增强车身强硬度,吉利汽车将继续研发电池包与车身(纯电动车整个下车体)的集成化这一块。

国外通过模块化电池组提升续航里程

相比国内的新能源汽车市场，国外的竞争同样愈发激烈,车企们都在挤破脑袋的想要提高汽车续航里程,所以纷纷进入电池PACK领域。最新消息,奔驰将为2018年展出的全新电动巴士配备“模块化电池组”。据电动汽车资源网了解,模块化电池组不仅可以运用在电动巴士上,技术成熟后还能下放到奔驰的旗舰车型上,极大的节省生产和设计的成本。

更重要的是,通过运用相同的基本架构来研发电池组,使得电池的设计生产就如同搭建乐高积木一样简单。这就意味着奔驰的电动汽车的价格可能也会随之下降。

另外,德国梅赛德斯-奔驰也将会在2018年的IAA(汉诺威国际商用车展)上展出全新纯电动大巴车Citaro车型。从目前曝光的信息来看,纯电动版的Citaro车型,最大的特点在于,采用模块化的电池结构,并且2018年年底前将开始生产“模块化电池组”。戴姆勒公共汽车公司的负责人哈特穆特˙希克(HartmutSchick)表示:“我们的城市公共汽车将做到零排放,并且给城市的公共道路交通,提供宁静的绿色体验。”

随着动力电池行业发展的逐渐成熟,电池PACK模块化技术必将越来越成熟。相关专家认为,要提高Pack的集成效率,有两个可行的途径：一是优化PACK内部的结构设计,大幅度减少PACK内部的组件数量,将更多的组件和功能集成在模组和箱体上,从而减轻重量;另一个是采用轻量化的材料,如采用铝型材或复合材料代替高强度钢,采用塑胶件代替金属件等,也可以减轻重量。

诚然,电池PACK技术的发展,涉及到多学科、多领域的知识,需要跨学科的技术融合。总而言之,车企想要最终规模化的生产出寿命、稳定性、可靠性、安全性都完全符合新能源汽车级要求的PACK产品,还需要大量的工程实践和测试验证,以及产品不断优化升级的过程。


从目前的技术来看，通过降低电芯中非活性物质的质量比来提高电池的能量密度，几乎已经达到了技术的极限，采用具有更高能量密度的正负极材料是提高电池能量密度更为有效的技术途径。

在已知正极材料中，富锂锰基正极材料放电比容量达250毫安时/克以上，几乎是目前已商业化正极材料实际容量的两倍左右;同时这种材料以较便宜的锰元素为主，贵重金属含量少，与常用的钴酸锂和镍钴锰三元系正极材料相比，不仅成本低，而且安全性好。

日前，中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高在一场“热点问题交流会”上表示，就国内动力电池主要技术的进展来看，2020年动力电池单体300瓦时/公斤的目标是可以做到的。

“到2025年，我们希望冲击400瓦时/公斤的目标，这时候要改变的是正极材料。可选的正极材料有好几种，目前新能源汽车重点专项取得突破性进展的是高容量富锂锰基正极材料。”欧阳明高说道。

虽然富锂锰基正极材料具有放电比容量的绝对优势，但要将其实际应用于锂动力电池，必须解决以下几个关键技术问题：一是降低首次不可逆容量损失;二是提高倍率性能和循环寿命;三是抑制循环过程的电压衰减。

目前解决这种材料问题的手段很多：包覆、酸处理、掺杂、预循环、热处理等方法，但是这些方法只能在某些方面提升材料的性能，还没有万全之策。也因此，有业内人士甚至预测，实现富锂锰基动力电池的产业化应用并不现实。

可以看见，前景虽美好，但是富锂锰基动力电池距离实际应用还有很远的路要走。但电池中国网也了解到，国内对富锂锰基材料的研究自2010年开始升温以来，一些科研单位及电池企业的探索就从未停止。

目前有两个科研单位承担了该前沿基础项目。一个是物理所，通过表面改性使得富锂锰基正极的电压衰减问题得到了较好的解决，充放循环100周后衰减控制在2%以内，应该说这是一个重大的进展。

另外一个是北京大学的团队，首次研制出了克容量400毫安时/克的富锂锰基正极材料，这对于实现400瓦时/公斤甚至更高的电池能量密度目标是大有裨益的，但目前循环性还不是很好。