動(dòng)力鋰電池的能量密度大幅提升和安全性能突破是個(gè)兩難話題。

在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，如何通過持續(xù)提升動(dòng)力鋰電池的能量密度來提高單次充電續(xù)航里程，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界所共同面對的問題和挑戰(zhàn)之一。

業(yè)內(nèi)人士指出，動(dòng)力鋰電池正在往高比能量方向發(fā)展，但不能犧牲電池的安全性和循環(huán)壽命。要達(dá)到上述要求，必然要求公司通過材料和制造工藝的不斷升級來實(shí)現(xiàn)，而這要整個(gè)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈各細(xì)分公司的配合。

日前，在2016我國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)上，《節(jié)能和新能源汽車技術(shù)路線圖》正式對外公布。根據(jù)技術(shù)路線，2020年的純電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池的能量密度目標(biāo)為350wh/kg，2025年目標(biāo)為400wh/kg，2030年目標(biāo)為500wh/kg。

有關(guān)此次技術(shù)路線圖提出的目標(biāo)，高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)指出，2020年能量密度可以通過對現(xiàn)有材料體系的潛力挖掘?qū)崿F(xiàn)(即高鎳三元+硅碳負(fù)極)，2020年后要通過材料和電池體系的升級來完成(鋰硫電池+鋰空氣電池)。

目前，包括三星、松下、LG、比亞迪、CATL、國軒高科、比克等國內(nèi)外動(dòng)力鋰電池公司都明確的設(shè)立了中長期的能量密度目標(biāo)，并提出了較為清晰的實(shí)現(xiàn)路徑。

例如，三星SDI計(jì)劃在2023年將動(dòng)力鋰電池能量密度提升至350wh/kg;比亞迪磷酸鐵鋰電池希望在2020年達(dá)到300wh/kg;CATL計(jì)劃在"十三五"期間實(shí)現(xiàn)高鎳三元/硅碳電池350wh/kg;國軒高科計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)電池能量密度350wh/kg的目標(biāo)等。

相比于各大電池公司明確提出動(dòng)力鋰電池能量密度提升的目標(biāo)，如何進(jìn)一步提升動(dòng)力鋰電池安全性，突破技術(shù)瓶頸則顯得更為困難和復(fù)雜。

動(dòng)力鋰電池作為新能源汽車的心臟，其有關(guān)整車的安全用途不言而喻，要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)安全，則涉及到材料、電芯、成組結(jié)構(gòu)、電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力總成匹配、整車環(huán)境、運(yùn)營管理、充維管理等多個(gè)層面和維度。

"從安全概念講，動(dòng)力鋰電池的安全，是高壓和化學(xué)安全的耦合，這導(dǎo)致高壓的可靠性和化學(xué)安全結(jié)合以后形成比較大的安全隱患，中間包括了化學(xué)安全、高壓安全、機(jī)械安全、功能安全和應(yīng)用安全等多個(gè)層面。"CATL總裁黃世霖認(rèn)為，動(dòng)力鋰電池要達(dá)到全生命周期安全。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，目前國內(nèi)包括CATL、比亞迪、國軒高科、天津力神等一線電池公司在電池單體的能量密度和安全性方面都已達(dá)到日韓水平，但電池系統(tǒng)的安全性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證和提升。尤其在產(chǎn)品均勻一致性、系統(tǒng)集成技術(shù)、生產(chǎn)自動(dòng)化程度方面還需加緊追趕。

圍繞提升動(dòng)力鋰電池安全，目前包括材料、電芯、pack、BMS和整車等產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的公司都在不斷進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

例如，在正極材料方面，國內(nèi)正極材料公司正在積極儲備和開發(fā)高鎳三元、高電壓等材料;除了改性人造石墨之外，已有不少負(fù)極材料公司開始布局硅碳負(fù)極的開發(fā)和商業(yè)化等。主流電池公司積極在高鎳三元材料電池和固態(tài)電池方面積極布局，電池公司和PACK公司在產(chǎn)線自動(dòng)化方面達(dá)成共識等。