您的位置: 主页 > 方形电池比软包电池更有优越性

方形电池比软包电池更有优越性

三星SDI中国区副总裁韦巍

      非常荣幸今天能够再次有机会在百人会这样的场合介绍三星公司的状况,以及我们对电动汽车的认识和发展趋势。作为最后一个演讲嘉宾,我知道大家的希望,希望我能够抓紧时间,说点干货,我们现在就开始。

      我的报告主要分为四个部分,第一是我们对市场的了解,我们如何进一步提高能量密度,如何应对快充的要求,以及我们新型的pack是怎么设计的。说到电动汽车,其实在汽车刚刚开始发明的时候,也就是在1900年的时候,那时候电动汽车已经有了,只不过因为电池不给力,电动汽车一直没发展起来。一直到近十年,锂离子电池得到了大力发展,电动汽车随之得到很多应用。

      今天处于一个要起飞的阶段,如何应对这样一个新的起飞阶段,三星公司的做法,第一,我会花比较多的时间来介绍一下,这是我们提高能量密度的一个路线图。我们所使用的标准是用瓦时每升这样一个方法,但是我介绍的时候会相对应地说一下瓦时每公斤这种在中国比较通用的做法。正如昨天欧阳明高院士所说,对于乘用车来讲,瓦时每升其实意义更重要。因为今天所用的这些所谓的PHEV1、PHEV2,只是因为以前大家在刚刚开始做电动汽车的时候,不得不利用以前的传统汽车平台,来把它开发成一个电动汽车,所以那时候欧洲领先的主机厂,宝马和大众按照他们的要求,提出了PHEV1和PHEV2,但在今后每个主机厂都在大力开发自己的全电动平台的时候,这些尺寸的标准电池可能会被弃用。

      目前,我们公司是在550瓦时/升这样的状态,相当于210—230瓦时/公斤,这是我们量产的产品。我们称为第三代产品。下一代360瓦时/公斤,我们会在2019年的时候量产,这个我们是称为3.5代,现在花大力气开发的,我们称为第四代电池,它的能量密度达到了700瓦时/每升,相当于270—280瓦时/公斤。第四代电池,我们在2021年到2022年左右量产,之后第五代电池会达到300瓦时/公斤,这个产品会在2023年以后量产。这之后达到了我们所有的锂离子电池储能所能达到的能量密度极限,之后需要新的技术。虽然在这方面我们也做一些基础研发,大家可能在报刊杂志上也看到,我们全部的电池样品做出来了,但距离量产还是太远了。另外我想讲一下,我们的能量密度提高,看起来比其他同行要慢一点,但并不是说我们这个能量密度的方法比他们慢。只不过我们要把这些东西先在圆柱型电池上先验证两三年,然后才会把它用于汽车动力电池,在这方面我们永远是把安全作为最主要的要素考虑。

      现在在第四代电池研发中我们碰到一些困难,尤其在材料工艺方面,我们是怎么做的呢?这是我们在材料方面的一些做法。第四代电池我们会使用NCA的材料,因为锂离子在循环往复的使用过程中,容易在NCA表面形成一些残留,会影响它的使用寿命。我们通过在NCA表面做一层金属的涂布,减少残留,提高它的使用寿命。左边下面这个图,红色部分就是我们所做的涂布工艺,另外对于电解液,我们也会将其从凝胶状态变为液体状态,使得锂离子更容易循环往复。这一部分是负极材料,我们会使用硅碳纳米材料。硅材料有一种膨胀的特性,为了进一步提高它的使用寿命,我们会把这个材料做得更细致。大家从右下角这个图可以看到,经过工艺处理之后,同样重量的材料,存储的体积要小很多,能够使它的膨胀在一定程度内解决。

      除了材料之外,我们在工艺上也做了很多革新工作。大家知道工艺流程、设备制造是三星另外一个核心竞争力,我们的制造设备都是自己做的。整个工艺流程没有什么大的区别,但是对于材料的均匀性、尺寸的一致性,以及更严格的管理方面,我们还是做了很多革新工作。这部分我们还没有完全完成,但是在上市的时候,这些肯定会达到我们所要求的程度。

      刚才我已经提到了,现在我们所使用的PHEV1、PHEV2这些尺寸,在今后会面临很大的挑战,因为这两种产品可以使SUV做得更大一点,但是对于轿车来讲,应该做得更好一些,这是我们应对客户不同要求,所要准备的不同方案的产品。我们可能会把这个产品做得薄一点,可能做得长一点,可以利用好它的整车尺寸。

      另外一项核心技术,我们做的快充,一开始大家用的都是0.5C的慢充状态,逐步可以过渡到1.6C的状态。但是客户提出更苛刻的要求,在15分钟之内能不能充满80%,要做到3.2C,其实它的解决办法,右边这张图,多增加一些锂离子来往的路径。这是现在比较热门的话题,石墨烯电池,在今年CES展上我们发布了这款产品。这款产品是目前我们三星的先进研究院和当地院校一起做的一些实验,样品比较好做,但是真正产业化还有很长的一段路。但是它的好处是非常吸引人的,在十分钟之内可以充满,而不像以前所说的只能充满80%。它的做法其实也就是把石墨烯的材料涂布在正极材料上。

      这是一个简单介绍,对快充来讲,方形电池肯定比软包电池有优越性,主要在于它的方形电池电阻比较小,所以温升比较容易控制。这是我们一些pack设计方面的改进,从我们现在所用的pack设计方式到最终我们所认为比较先进的设计方案,其实我们主要注重的还是这几个方面。第一就是提高模组支撑,使它能够更好地利用整个空间。第二是减少零部件的数量,可以进一步减少成本。第三,可以减少重量。对于最后这一种pack的升级方式,在这张图里有比较详细的解释。我们的做法就是把原来用pack控制的控制系统以及冷却系统,直接把它做在模组上面,整车厂在一体化设计的底版上面,把我们的模板像搭积木一样搭上去,按照它的续驶里程要求,就可以做到pack的使用方案。

上一篇:没有了
下一篇:新能源汽车需要建立储能闭环服务体系

您可能喜欢

回到顶部