鉅大LARGE | 點擊量：457次 | 2023年01月09日
新能源車新戰(zhàn)場，電池材料決勝負
全球新能源汽車需求大潮勢不可擋。據全球咨詢機構德勤的預測，到2030年，全球電動汽車或達3000萬輛規(guī)模，這意味著2030年前售出的新車中，有三分之一將是電動汽車。目前，已有多個國家宣布將推動100%零排放汽車的銷售目標，或到2050年逐步淘汰內燃發(fā)動機。電動汽車勢將成為未來交通重要的組成部分。
而在國內，政策驅動向產品驅動換擋已成為國內電動汽車的核心上升邏輯。我國汽車工業(yè)協會四月九日公布的數據顯示，2021年三月，我國汽車銷量252.6萬輛，同比上升74.9%，其中新能源汽車銷量22.6萬輛，同比上升238.9%。隨著爆款車型和新技術不斷推出，電動汽車已表現出相對傳統(tǒng)汽車更強勁的競爭力。
電池材料推動電動汽車發(fā)展
新能源汽車銷量的不斷攀升，也持續(xù)拉動關于動力鋰電池以及上游材料的需求。據預測，2025年全球動力鋰電池裝機量可達623GWh，我國裝機量可達312GWh，全球動力鋰電池市場空間將超過6000億元。此外，不少商家，如蔚來、北汽新能源等，已推出換電模式。在換電模式下，動力鋰電池的需求量進一步上升。
動力鋰電池是電動汽車最為重要的組成部分之一，也是推動電動汽車時代發(fā)展的核心所在。只有能量密度更高、使用更安全、生命周期更長、成本更優(yōu)的電池組件才能真正推動汽車行業(yè)進入電氣時代，而當下的動力鋰電池準備好迎接這一變革了嗎？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
提升續(xù)航能力，行更遠
據艾媒數據中心公布的一份2020年我國新能源汽車用戶擔憂問題統(tǒng)計來看，59.57%的新能源汽車用戶擔憂電池續(xù)航能力差。冬天掉電嚴重、續(xù)航里程不足是用戶的核心痛點之一。長期以來，里程焦慮是限制電動汽車市場大規(guī)模發(fā)展的重要原因，提升電動汽車的續(xù)航里程是其市場化過程中最關鍵的因素之一。
為了實現更長的續(xù)航里程，電池材料以及其能量密度都在不斷實現技術迭代和提升。目前，不管是政策還是市場都傾向于高能量密度的鋰電池。
市場上電動汽車使用的鋰電池，已經從第一代鎳氫電池和錳酸鋰電池，進化為第二代磷酸鐵鋰電池，以及目前廣泛使用的第三代三元電池（包括鎳鈷錳或鎳鈷鋁三元）等。磷酸鐵鋰電池的重要優(yōu)點在于成本低、熱穩(wěn)定性較強，但能量密度較低，續(xù)航能力較差，且在低溫環(huán)境下能量密度衰減嚴重。三元電池在能量密度方面有了顯著提升，續(xù)航能力更優(yōu)，是未來提升新能源汽車續(xù)航里程的方向之一，但缺點在于熱穩(wěn)定性較差、成本較高、循環(huán)壽命差。
電池的能量密度受電芯工藝的影響很大。其中，電芯材料的革新或許是一個綜合多方面考量都更為可行的解決方法。為此，全球特種化學巨頭贏創(chuàng)工業(yè)集團認為，電芯正負極材料的選擇和突破是能夠有效新增電池的能量密度的關鍵所在。
正極材料是鋰電池的關鍵部分，在鋰電池材料成本中占比高達30-40%，直接決定鋰電池的能量密度和安全性，并影響鋰電池的綜合性能。隨著正極材料向著三元高能量密度的方向發(fā)展，如何平衡電池性能、使用壽命和安全性變得尤為重要。優(yōu)異的包覆和摻雜材料有助于在確保更高能量密度的同時，提高正極材料的穩(wěn)定性，實現更長的生命周期。贏創(chuàng)AEROXIDE®氣相法金屬氧化物可用于正極材料表面包覆，穩(wěn)定正極活性材料晶體顆粒，防止在充電和放電過程中出現裂紋，從而提高容量保持率，延長電池壽命。
而在鋰電池負極材料方面，硅由于其超高的理論容量等優(yōu)點引起廣泛關注。未來，隨著動力鋰電池能量密度要求的提高，鋰電池負極從石墨體系到硅基負極將是升級方向。為此，贏創(chuàng)提出以納米硅粉作為新型負極材料，可有效提高電池的能量密度，提升快充容量和能效，并實現卓越的穩(wěn)定性，從而使鋰電池性能更強大。
提高電池安全性，走更穩(wěn)
除了續(xù)航里程，電動汽車自燃、起火等事故讓其安全性成為廣大用戶的關注焦點，并成為制約其市場化發(fā)展的一大因素。根據國家市場監(jiān)督管理總局公布的根據《2020年全國汽車和消費品召回情況的通告》，2020年，新能源汽車召回45次，涉及車輛35.7萬輛，其中因三電系統(tǒng)缺陷召回11.2萬輛，占新能源汽車召回總數量的31.3%。電池安全技術是電池技術革命性突破的第一重點。我國科學院院士歐陽明高表示，這是純電動汽車性能升級的第一關鍵，也是電動汽車可持續(xù)發(fā)展的生命線。
動力鋰電池由一個個小電池包單體（cell）并聯組成電池模組，數十個電池組串聯在一起，構成一個電池單元，數個電池單元構成電池總成。一款安全的動力鋰電池，要有安全的電芯，安全的電池包結構搭載安全的電池管理系統(tǒng)，缺一不可。
為了提升現有鋰電池系統(tǒng)的安全性，各家車企和電池廠都動足腦筋。除了提高電芯本身的安全性，通過各個層面來輔助保障安全性很有必要。比如，硬件上，改進動力鋰電池及其相關結構的材料，有效提高電芯安全性和電池的防火等級，延緩危害的發(fā)展過程；軟件上，車輛的電池管理系統(tǒng)和智能化系統(tǒng)也已成為眾多車企不斷完善安全性的重要措施。
以新能源汽車熱管理系統(tǒng)為例。在高功率充電循環(huán)期間，或在行駛（蓄電池放電），甚至在停車時，電動汽車蓄電池的溫度都可能超過限定極值。傳統(tǒng)的空氣冷卻方式，冷卻效率低，難以滿足電池大倍率放電等要求。而液冷方式則能夠很好地解決這些問題，已成為越來越多主機廠的首選。由贏創(chuàng)VESTAMID®尼龍12制成的冷卻管具備優(yōu)秀的耐化學性、耐水解性以及耐低溫沖擊性，能夠有效實現電動汽車的熱管理，將汽車電池溫度保持在合適水平，同時可以滿足對防火的要求，且具備高介電強度。此外，VESTAMID®尼龍12制成的冷卻管還具有輕質、柔性的特點，能夠有效實現部件的減重，減小管路體積，從而節(jié)省電池包內空間,間接新增電芯數量，確保續(xù)航里程。
解決回收難題，實現真正可持續(xù)
新能源車之所以得到政策的大力支持和市場的高度接納，其在減少碳排放以及環(huán)境污染上的貢獻功不可沒，但接踵而至的電池回收問題同樣值得深思。
隨著電動汽車市場化的推進，越來越多的鋰電池將達到其使用壽命后退役。我國汽車技術研究中心曾預測，2020年我國國內累計退役的動力鋰電池，超過20萬噸（約為25GWh）。作為比較，據我國汽車動力鋰電池產業(yè)創(chuàng)新聯盟公布的數據，2020年我國動力鋰電池累計銷量為65.9GWh。
新能源車使用的鋰電池內含鋰、鎳、鈷和錳等重金屬元素，同時電解液中含有六氟磷酸鋰等高毒性物質和揮發(fā)物。假如處理不當，數量如此之大的退役電池，勢必會對生態(tài)環(huán)境造成不良影響，新能源車的環(huán)保屬性也將大打折扣。
隨著我國新能源汽車產銷量的提高，退役動力鋰電池勢必會不斷增多。無論是從貴重稀有金屬（如鋰，鈷等）的重復利用，還是從環(huán)境保護的角度來說，鋰電池回收都具有戰(zhàn)略意義。技術的革新、相關經驗的累積，以及更加完善的制度約束，才能讓新能源車本身的環(huán)保意圖成為真正的現實。
為此，相關部門已經開始發(fā)文并重視動力鋰電池的回收問題，車企、回收公司和電池材料供應商也都開始投身其中。在電池回收的處理技術層面，經過多年實踐和鉆研，贏創(chuàng)針對鋰電池回收的不同工藝，供應了多種化學提取金屬的技術支持，積極為推進電池材料的回收利用作出貢獻。
《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》顯示，到2025年，我國新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右。據此推測，2025年我國新能源車銷量大概在500-600萬輛，是現在2.5-3倍。大勢所趨的新能源車，對動力鋰電池的發(fā)展提出了更多問題和挑戰(zhàn)。面向未來，高效、安全、環(huán)保的動力解決方法將引領電動汽車的發(fā)展方向，而圍繞著動力鋰電池的技術創(chuàng)新也將助推新能源汽車的發(fā)展邁上新一級臺階。
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