来源 :深圳市汽车电子行业协会2022-11-28
更高能量密度、更高充放电倍率、更高经济安全性能、更长寿命等目标追求刺激世界各头部动力电池厂商竞逐开发高比能动力电芯。开发高比能动力电芯关键技术体现在核心正负极材料选择和控制、电解液添加剂选择和使用、安全与结构设计、各程序制作技艺四个方面。
结合目标追求和关键技术，高镍三元加硅基负极材料为核心的高比能电芯成为首选。但电芯循环，膨胀及安全、制作工艺等方面的技术壁垒高耸入云。
欣旺达动力电池持续投入大量科研力量开发兼具高能量密度和快充性能的高比能动力电芯及其电池模组。研发规划能量密度覆盖280Wh/kg至350Wh/kg；实现15/20/30分钟快充；能够满足续航里程超过1000 km的需要。
闯过重重险阻，欣旺达高比能电芯及模组研发成果显著。
攻克高镍材料工艺难关
欣旺达从几十种可以用来掺杂的元素中选出最合适的元素进行掺杂实验，同时创新工艺成功实现调控前驱体晶须形貌，缓解颗粒破碎，改善循环和析气，使高镍正极材料表现出极为优越的循环性能和安全性能。
解决氧化硅材料膨胀难题
欣旺达长期摸索解决氧化硅材料在充放电过程中析气，导致硅材料膨胀的难题。研究发现，通过调控前驱体晶须形貌和烧结工艺，可减少失氧，缓解颗粒破碎，改善循环和析气。
对硅酸盐相调控、结晶度调控，降低锂扩散路径增长幅度，提升快充性能。
在快充硅负极开发方面，通过均质掺杂，原子掺杂扭曲晶格，扩宽锂离子传输通道，提升体相扩散系数。
电解液中添加剂的使用方法
调配并使用硅负极成膜添加剂、除酸添加剂、耐氧化溶剂、新型成膜添加剂成功解决SEI膜、HF腐蚀、改善析气、耐压性、相容性等问题。提高了电解液循环能力和存储能力。
高比能动力电芯实测
欣旺达高比能电芯通过高温、低温、撞击、过载、穿刺、快充、循环次数、衰减等各种极端考验来证明产品的安全性能。
电芯衰减：三亚高温环境下电芯服务寿命8年且16万公里质保寿命SOH_均值为：82.33%。电芯容量匀速衰减，衰减速率满足乘用车动力电池标准中容量衰减不低于80%的需求。
电芯循环膨胀率：欣旺达高镍三元锂电池电芯实现低循环膨胀率，EOL满电膨胀率及满电膨胀力值均显著低于汽车厂采购技术要求。
物理破坏测试：在60 ℃极端自然环境下对电芯进行外短路、过充、雨淋、电击测试：不起火、不冒烟、不漏液；浅表针刺和暴力撞击测试：只漏液，不起火、不冒烟。说明该电池具有极高的安全可靠性！
动力电池模组：无热扩散
通过先进的热阻断材料和液冷工艺，成功实现动力电池模组无热扩散和电芯冷却性能优越的目标。高比能电池模组设计也同时兼顾高能量密度、高适配性能、经济实惠、安全耐用等开发目标。
结论：
欣旺达高比能电芯及电池模组研发成果显著
欣旺达电动汽车电池有限公司副总经理梁世硕博士于2022年11月分别在“2022中国（遂宁）国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会”和“2022高工锂电年会”上解密了欣旺达动力电池科研团队的高比能动力电芯研发策略及进度。梁世硕博士的“高比能动力电芯的挑战和开发策略”主题演讲在业内引起热烈讨论，与会者肯定了欣旺达动力电池高比能动力电芯的开发策略，认同其产品技术成就。