廣汽研究院梅驁：高鎳與硅碳結(jié)合才能取得高能量密度優(yōu)勢(shì)
▲圖為廣汽研究院高級(jí)工程師梅驁發(fā)表主題演講
日前，“第二屆新能源汽車(chē)及動(dòng)力電池（CIBF2021深圳）國(guó)際交流會(huì)”在深圳舉行，在風(fēng)帆有限責(zé)任公司冠名的“軟包電池核心材料及先進(jìn)技術(shù)突破”專(zhuān)場(chǎng)論壇上，廣州汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司汽車(chē)工程研究院高級(jí)工程師梅驁，作了主題為《新材料推動(dòng)動(dòng)力電池實(shí)現(xiàn)性能提升》的演講。
據(jù)介紹，廣汽研究院是廣汽集團(tuán)直屬研發(fā)機(jī)構(gòu)，除了廣州總院之外，在上海、海外都有分院，研究院有4300人研發(fā)人員，主要從事整車(chē)和關(guān)鍵零部件的研發(fā)。廣汽研究院是國(guó)家認(rèn)定的技術(shù)中心，在兩年一次的評(píng)定當(dāng)中，其在2019年全國(guó)1563家各行各業(yè)的技術(shù)中心中，排名第六（汽車(chē)行業(yè)第一）。在電動(dòng)化方面，研究院對(duì)關(guān)鍵零部件做了很多開(kāi)發(fā)，包括電池、機(jī)電耦合系統(tǒng)等。
梅驁表示，材料對(duì)電芯性能的影響很大，從整車(chē)角度來(lái)講，歸根到底是為了滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求。
首先，要提升車(chē)輛續(xù)航里程就要提升電池能量密度，三元電池能量密度必須要提到高鎳材料。通過(guò)對(duì)電池能量密度做測(cè)算和分析，對(duì)于高鎳三元材料來(lái)說(shuō)，只有跟更先進(jìn)的硅碳負(fù)極結(jié)合起來(lái)的時(shí)候，才能取得高能量密度的優(yōu)勢(shì)；如果只是跟石墨進(jìn)行搭配，跟中鎳三元提高電壓之后密度相當(dāng)。
在降低成本方面，可以通過(guò)降低鈷的使用含量，提高鎳的比例。“我們做了很多的分析和測(cè)算，未來(lái)紅土地鎳礦的冶煉技術(shù)會(huì)有很好突破，將是高鎳三元很好的降本途徑，主要是把便宜的紅土鎳礦用上來(lái)，紅土鎳礦里邊還含有鈷，也可以應(yīng)用上來(lái)。”梅驁說(shuō)道。
硅的負(fù)極使用也是需要關(guān)注的方向，梅驁表示，現(xiàn)在有硅氧和硅碳的技術(shù)路線(xiàn)，從原理上來(lái)說(shuō)是將硅進(jìn)行納米化，從本質(zhì)上的生產(chǎn)制造工藝來(lái)說(shuō)，硅氧的經(jīng)濟(jì)性、性?xún)r(jià)比和可實(shí)踐性，其在降低成本方面的潛力具有一定優(yōu)勢(shì)，推算真正量產(chǎn)的時(shí)候，硅氧會(huì)達(dá)到高端石墨的成本，高性能車(chē)能夠接受。
梅驁還談道，硅的使用主要是要注意膨脹應(yīng)用阻礙，包括硅材料膨脹的素列、SEI膜素列，以及膨脹引起電極結(jié)構(gòu)的損壞，要解決這些問(wèn)題單靠材料還不夠，還要從極片、電芯、模組等方面進(jìn)行限制和緩沖。黏結(jié)劑也是很重要的部分，合適專(zhuān)用的黏結(jié)劑對(duì)硅的使用有大大幫助。
安全方面，梅驁?jiān)谡劦诫娊庖旱陌踩邪l(fā)工作時(shí)表示，主要是使用高山電阻、阻燃特制的電解液，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，阻燃的電解液對(duì)熱失控改善的效果還是相對(duì)明顯的，不同電解液和極片做C80的良率測(cè)試，明顯看到使用阻燃電解液會(huì)讓熱失控的溫度和熱失控的放熱量明顯有很好的改善。
梅驁表示，廣汽內(nèi)部也在做電芯方面的開(kāi)發(fā)，包括材料、應(yīng)用，從2015年開(kāi)始籌劃，在去年的時(shí)候也做了相關(guān)硅方面的發(fā)布工作，也做了一些裝車(chē)的實(shí)驗(yàn)，2019年已經(jīng)裝車(chē)了黑河低溫的標(biāo)的實(shí)驗(yàn)，并將推出續(xù)航1000公里的高端車(chē)型。
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