锂电池中最成熟的产品是18650
在CIBF2018展会期间,电池中国网对骆兆军博士进行了专访,并就18650电池安全问题做了深入交流。
动力电池的安全问题,是贯穿于同骆兆军博士交谈始终的一个词,用她的话说,“对于锂电来讲,安全是1,后面加很多个0就有价值,但是如果安全没有解决的话,去追求其他性能提升都没有意义。”而对于比克电池的安全性,也是骆兆军博士最为自豪的地方。截至2017年年底,比克电池一共装配了11万辆新能源汽车,迄今为止还没有发生一起由电芯引发的安全事故。
即将实施的《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》中规定,动力电池强检中的针刺检测取消,对此,骆兆军博士表示,在实际使用过程中,针刺的情况很少发生,倒是电池模组的热失控,一直是各界对于动力电池安全性关注的重点。尽管针刺检测取消,但电池企业要在由多种因素引发的电池热失控上下更大的功夫,确保电池更安全。
对于近期全新上市的比克18650-3.0AH高能芯产品及电池模组的安全性能,骆兆军颇为自豪地说:“比克电池自2015年就开始研发18650-3.0AH这款电芯,经历了三年时间完成化学设计冻结和过程设计冻结,成功解决了高容量单颗电芯的定向爆破技术,落实整包中单颗电芯失效,整包完好的‘Fail-Safe’理念。”
近乎苛刻的要求,其实源自整车厂在安全方面的“倒逼”。“现在国标要求的5分钟内不爆炸不起火,其实是针对方形大电池的,但圆柱电池不管多长时间都不能出现这个问题。”骆兆军坦言,“整车厂对我们的要求是你永远都不能爆炸起火。”正因如此,比克电池为电池的安全“操碎了心”。最新上市的3.0AH18650电芯采用的高镍材料,对于电芯热释放的控制可谓至关重要。骆兆军也表示,正极材料选取得当基本上可解决60%以上的热失控问题。此外在硬件结构和整体的模组防护上做足功课,就可以做到100%避免热失控的发生。
2015年下线的2.9AH高镍+硅合金18650电池,成为国内首个通过整包热失控检测的电芯产品;3.0AH的18650电芯,在整车上通过了热失控测试;3.2AH电芯计划2018年下线,预计2019年会有订单;4.5AH产品已经开发完成,随时可以进行批量生产;4.8AH电芯正在进行小批量试产,并已经在进行小批量装车试验……
正是基于对18650电池的多年深耕,比克电池沿着圆柱电池这条路,不断开发,进行着持续的产品布局,而方形电池、软包电池也都将成为比克电池今后发展的重要产品线。
深耕十年,令比克电池在圆柱电芯方面取得骄人的成绩。并持续为宝马、上汽通用、一汽、五菱、云度、江淮、众泰、零跑等国内外知名整车厂进行配套。提高2018年的目标,除了希望将3.2AH和4.8AH电芯量产外,骆兆军依旧希望可以在系统层面彻底解决动力电池整包的安全性问题,“用安全和低成本守护新能源行业的健康发展这款18650-3.0Ah电芯,对应的单体能量密度是250wh/kg,是国内量产能量密度最高的圆柱电芯,在国际上也属于一流。由于此前比克18650电芯产能能够直接共用,因此比克3.0高能芯目前产能为6.5GWh,日产可达200万颗。
比克3.0Ah电芯和其此前主力产品2.75Ah电芯材料体系类似,采用811高镍正极材料,硅系负极材料,以及专门开发的电解液。
第一家明确将采用比克3.0Ah电芯的企业是造车新势力零跑汽车。在发布会当天,零跑汽车与比克电池签约。零跑汽车采购价值数千万元的比克电池包,目前双方正在整车联合测试阶段,即将实现量产交付。
零跑汽车目前的试制车零跑LP-S01,应用比克电芯,整包电量36kWh,预计最大续航里程为360km,NEDC工况下为250km。慢充模式下8-10小时可充电100%,快充模式下48分钟可充电80%以上。在极端的应急模式下,充电10分钟可行驶60公里。
另外,领跑汽车动力电池总监宋忆宁介绍,应用这一电芯做出来的动力电池包能量密度超过140wh/kg。这一能量密度水平按2018年新能源汽车补贴政策,可以拿到1.1倍的补贴。
除了能量密度,比克电池3.0Ah电芯在其他性能参数上也很亮眼。在三元电池不算突出的循环寿命方面,比克电芯支持3000次深度循环。
比克电池副总裁李丹表示,从比克电池做动力电池开始,就强调循环寿命,甚至将这一参数重要性排在能量密度之前。2011年,比克电池提供给北汽福田的迷迪电动出租车,是北京首批新能源出租车。2017年的回溯调查显示,迷迪电动出租车单车行驶40万公里后,电池衰减小于30%,目前已经进入市场
能量密度提升,3.0Ah单体较2.75Ah价格自然提升了。但是比克电池副总裁王潘表示,虽然电芯价格提升,但是就电池包而言,同样电量的电芯数量减少,整体价格其实更便宜了。
在动力电池价格下降方面,比克电池的目标是在2025年之前,实现电池系统700-800元/kwh,“这样没有补贴,(电动汽车)也可以大卖。”王潘说。
王潘介绍,除了零跑,还有东风风行、小鹏汽车等多家电动乘用车整车厂商利用比克3.0高能芯产品装车测试。郑州比克电池公司圆柱电池技术总工李艳斌还介绍,有近十家国际汽车厂商在和比克接触,探讨利用比克圆柱乃至方形电芯作为动力电池的可能。
王潘透露,由于2018年新能源汽车补贴政策进一步提升了动力电池能量密度要求,补贴金额也和续航里程成正比,包括2019年的补贴政策还会继续提升,使得市场对高比能量电芯的需求更高了。比克电池因此提早了3.0Ah电芯的发布。这款电芯是在2017年初研发成功的。
这款电芯在国际上是什么水平?郑州比克品质中心副总经理曹汉澈来自韩国。他在回答《电动汽车观察家》的提问时表示,比克这款3.0Ah电池,个人认为和三星和松下的主力产品,达到了差不多的水准。能量密度方面,差异有几个月——比克电池3.35Ah的电芯年底就能研发出来,赶上三星现在的产品。
李艳斌介绍,比克电池18650的3.35Ah电芯预计能量密度能达到270wh/kg。到此,18650电芯的能量密度接近天花板,难以实现300wh/kg的国家2020目标,届时比克电池会转向21700电芯,“但何时实现量产,会有一个比较漫长的过程。”比克21700产品电池容量将达4.5-6.0Ah。
比克电池于2001年在中国深圳成立,在国内拥有深圳比克动力、郑州比克电池两大生产基地,产品涵盖电芯、模组、整包,应用于乘用车、巴士车、物流车、专用车等全系列车型。至2017年12月,公司动力电池产能已达8GWh,累计装车达11万辆,占据国内约30%市场份额,在国产三元动力圆柱电池领域电池供应商中排名第一。。