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18650鋰離子電池在電動汽車上的應用

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年10月22日  

2015年五月十五日-十六日,由我國汽車技術研究中心主辦,中汽中心汽車試驗研究所、汽車技術情報研究所、常州新能源汽車研究院等合作承辦的“2015國際電動汽車及關鍵部件測評研討會”在江蘇常州召開。


本次研討會以“從產品示范到商業應用”為主題,以純電驅動和充電系統測試評價為研究對象,重點圍繞“整車開發與測試評價”、“關鍵部件開發與測試評價”、“電池系統集成與測試評價”、“充電系統測試評價”四個技術領域進行深入解析,為電動汽車整車及關鍵零部件步入市場規模化應用,以及充電基礎設施創新升級供應技術指導和借鑒建議。


在本次研討會上,韓國三星集團副總金永昌發表題為“18650鋰離子電池在電動汽車上的應用”的主題演講。


以下為現場實錄


我用英文來講,我英語說的也不是特別流離,所以感謝大家可以傾聽我的演講。


首先我要講的是電動汽車的圓柱形電池,首先我想要介紹一下電池市場的情況,我們要談的是圓柱形電池在電動汽車上的應用,同樣我們來看一下這個前景,最后會再談一下我們我國的策略。


假如來看左邊,每一年圓柱形電池的需求都是省長,今年總的需求大約是50億的電池單體,這個上升大約是7.7%,39%的電池單體都是圓柱形的,這種圓柱形電池的單體重要是用在電動汽車上。昨天有幾位嘉賓講到,未來電動汽車會迅速發展,我們認為也是這樣的,我們在2020年預計我們圓柱形電池在電動汽車商的應用將會出現最高的上升率,將會達到26%,這就意味著在2020年大約還要14億的圓柱形電池單體,那么在各個區域來看,在電動汽車上圓柱形電池的應用需求也很很高的。目前特斯拉在這方面的使用需求是最廣的,去年他們的需求也達到三百多億,現在推出了特斯拉的S模型,他們還會推出一些小型車,2017年會推出這些小型車品,很多汽車制造商尤其是我國的公司他們也在努力想用圓柱形電池,不單單用于轎車、小型車和商用車上,還想把它用到客車上,這種趨勢就推動圓柱形電池的迅速銷售上升。


這張圖向我們展示為何汽車制造商想把圓柱形電池用在車上,這有兩個很大的優勢,第一個是它的能量密度很高,在之前的演講竹本英知先生談到,未來能量的密度將會達到很高的指標,就圓柱形的單體電池來說,我們可以看一下底下的圖,當前的能量密度我們33G的單體來說大約是每千克200多瓦時,這個能量密度是很高的。第二個優勢就是它的成本優勢比較顯著,它的生產產量是非常高而且成本比較低,生產的次品率也是非常低,所以這兩個優勢能夠推動圓柱形電池的投放,但是也有一些圓柱形電池的劣勢,比如它的壽命較短一些,但是這些汽車生產商試圖正在將圓柱形電池的優勢發揚光大。我想介紹一下三星在電動汽車的產品,我們有一個電池方面的產品,第一個是能量密度最高的電池,就是33G,我們用它來裝備電動汽車是年通過產品的審核,另外就是29E和22P型號,這兩個電池型號已經足夠用在電動汽車上了,但是還有一些汽車生產商也是將22P用在電動汽車上,因為它的成本更低,而且它的動力表現也比較好,現在我們有3個型號的電池用于電動汽車,所以這個表上向我們展示3個電池的性能,這3個電池都能夠在4.5V的電壓下工作,但是為了達到更高的壽命,這種情況我們的電池可以保證它的循環性能在1000個循環中達到80%的電量保留,在在1500個循環中達到70%的保留率。這些型號我想介紹一下33G這個型號,它有最高的能量密度,我們使用了一種特殊的電極材料,這種材料是NCA,在負極上也有高能量密度的材料,安全性能我們在涂上了陶瓷包覆讓它有更好的滲透性,有更好的功率。我們獨特的特點是使用電池兩邊的通透系統,它有的時候能夠保證它的安全性,我之后會談談這個特點特殊的用途。


這個曲線展示了經過多次循環周的表現,在左邊可以看到這個循環壽命1500次循環中性能還達到79%,這取決于駕駛工況,我們預測它的性能是完全符合市場需求的,在很多的整車制造商來看,它非常重視安全性,我們測試了這些安全性的性能,(英文)這些標準,所有的這些測試項目都表明這個結果非常理想,除此之外我們也進行另外循環的測試實驗,這個實驗把它命為RCT,這并不是國際標準,但是我們進行了這樣的測試來保證我們的電池安全性,這個測試的提出就是為了確保在電池發生破損的時候,不會對電池發生破壞尤其在電池爆炸的時候,左邊的時候看到我們實驗的情況、參數;首先我們在加熱室里將溫度加熱到600度然后將電池放在中央看它的爆炸表現,這個實驗通過的標準是電池頂端還在工作,而且對周圍的電池不會有影響,對其他電池完好性是非常重要的,可以看到下面圖中圓柱形電池排列的非常緊密,在爆炸的時候這些熱量和氣體會從上面和下面快速釋放出來,在側面破裂的情況下對相鄰電池影響會非常大,為了防止這種情況,我們進行了這樣的測試,所以看到這個幻燈片,這個是我們圓柱形電池路線發展圖,尤其已經公布了33G,我們明年將會公布36G電池,能量密度達到80%,然后我們會將圓柱形電池的性能戰略中,不僅僅使用電動電車的電池,我們這樣可以來將電池能量密度停在45%,然后在路線圖上我們也在準備發展其他創新的電池材料技術,一會再談談我們材料的研究。


材料非常重要,因為會影響能量的密度以及電池的安全性,可以看到在左下方電池對電池能量密度的提升是息息相關的,所以我們發展NCA材料,它的電阻比較低,然后我們在發展晶硅的材料,它能更高提升能量密度,我們還在發展其他的新材料,但是有關硅方面的材料我們有很多備選替代的材料,還有SCN這樣的材料,也在等待著大規模生產適用于電動汽車上,所以有關安全性我們也在準備陶瓷保護層,陶瓷保護層有很多特點,它的保護性非常重要,現在的這些保護層都能夠在高溫下進行保護。


這是我們演講最后的一個方面,三星的目的就是要成為我國汽車電池的第一大供應商,為了這個戰略,我們現在要將我們的生產廠房進行當地化,有關電池生產方面我們也在西安投資的生產線,而且將在今年進行生產,我們也有計劃來投資在天津進行圓柱形電池生產,我們現在想加快項目的建設,在這種戰略指導下我們會給電動汽車很多特性的性能提高,降低電池使用的成本和購買成本,這個是我的演講,非常感謝你們的傾聽。



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