2020年10月16日-17日,「第五屆動力電池應用國際峰會(CBIS2020)暨首屆中國新能源新材料(寧德)峰會」盛大開幕,在主題論壇3上,星恆電源股份有限公司 電池工程院院長趙成龍發表了關於「新型複合錳酸鋰技術在電動自行車上的應用」的精彩演講。
以下為演講實錄:
尊敬的各位嘉賓,下午好!首先,感謝組委會給我們公司一個機會匯報一下我們近期的進展。我演講的題目是「新型複合錳酸鋰技術在電動自行車上的應用」。
我的報告分為行業的介紹,公司新型複合錳酸鋰技術的介紹,還有公司的介紹。
首先說一下電動自行車。聽了一天的報告都是高高在上的四輪車。今天給大家講講接地氣的兩輪車,現在下樓出門口就有共享單車,支付寶掃碼可以騎走。不同於新能源汽車2018年銷量超過100萬輛的時候被業界認為非常重大的事情,鋰電電動自行車在2015年的時候銷量就超過了100萬輛。去年包括出口和共享在內,整個中國鋰電電動車銷量是超過680萬臺,這是發展非常快速的一個行業。
而且不同於大家之前的認識,總覺得騎兩輪車有點低端,其實在海外寶馬摩託車價格高的比汽車還要貴,歐洲很多地方騎電動自行車是一種很時尚的出行方式。咱們中國現在逐漸也有這種變化趨勢,特別是領頭電動自行車,包括網際網路公司進來之後,我們發現電動自行車不僅僅是一個交通工具,某些方面是時尚、智能的出行方式,所以新生代的消費者樂意選擇兩輪出行方式。第二個因為疫情原因,買電動自行車的人比以前多了很多,電動兩輪車是「一人一車」新出行的最佳選擇。隨著共享、外賣、快遞等服務業的猛增,我們預估今年僅共享單車這一塊就要超過400萬輛。預計2020年鋰電化的電動自行車總的銷量達到1180萬輛。新國標於去年4月15日開始實施,要求電動自行車總重量不超過55公斤,鋰電池一般不超過10公斤,符合智能化和輕量化的發展優勢。星恆在很早就判斷了這種趨勢,積極推動電動輕型車鋰電化的發展。
下面講一下星恆在電動自行車用的新型複合錳酸鋰技術。錳酸鋰電池是一個沒有明顯短板的電池,完美契合了電動自行車的需求。我們在這兩年取得了重大突破,添加CA新材料複合錳酸鋰的電池循環壽命有明顯提升。純用錳酸鋰的壽命不是很高,我們是從四個方面進行改性:複合CA新材料,複合三元材料,使用錳酸鋰專用電解液和採用單晶錳酸鋰。
CA新材料很有意思,我們看dQ/dV曲線,3.76V和3.74V是三元的峰,4.03V和4.13V是錳酸鋰的峰,藍色和粉紅色曲線是CA新材料的峰,正好是在三元和錳酸鋰電壓之間,而且它在循環過程中不斷的補充鋰,這樣整個循環就比較好。綜合考慮安全、性能和成本,下一代電池我們選取CA+NCM+LMO體系。我們開發了1833和21115兩個系列的產品,並且基於這兩個系列的產品開發了481X和482X電池模組。
簡約並不簡單,在模組設計方面,我們的SOC測算精準達到5%,這個很有意義。比如電動自行車有4格電,我們都知道電量並不均勻,第一格電是最抗用的,第一格、第二格電沒了差不多就要充電了,這主要就是算法不準確。我們現在能做到電量精確核算,現在計算方式不是說一格電、兩格電、三格電,而是百分之多少,很精確去測算,這就會給客戶一個非常好的感受。模組的設計也提升了安全性能,如阻燃、防水的設計。
現在有個現象,很多做電動汽車電池的企業進入電動自行車這個領域,尤其是一些巨頭,很多人認為這是汽車電池企業的降維打擊,我並不認同。電動汽車的難點是幾百支電芯,甚至幾千電芯的管理,電動自行車的難點在於電動自行車的應用場景受外在因素影響較多,對電動自行車來說摔倒、碰撞、高低溫、進水那是家常便飯。我們模組設計採用外膽和內膽的結構,就是充分考慮了這種情況。舉一個例子,今天參會路上正好碰到一個人要用共享單車,掃了一下碼沒開,敲了兩下,又沒開,又掃了一下碼,持續敲了兩下,看他的情緒恨不得把車踢倒。這種情況對我們來說很常見,誰家的電動自行車沒有摔過,很常見,誰家的汽車摔過,很罕見。所以說我們也一直立足用戶的實際使用場景,在技術上能做安全、耐用、可靠的鋰電池,引導行業把安全可靠作為第一要務。
我們從材料、電芯、BMS等6個方面設計電池的安全。其中有一個技巧分享一下,錳酸鋰材料的安全性比較好,因為在同樣的充電截至電壓下,錳酸鋰電勢高,負極電勢不會太低。如果希望提升一些安全性,在正極裡加入一定比例的錳酸鋰,會發現電芯安全性能有明顯的提升。
最後,請允許我把星恆做一個簡單的介紹。我們公司成立於2003年,全球鋰電池的累計銷量已經超過了1500萬組,在全球輕型車鋰電池佔比33%,排名第一位。在中國、荷蘭、法國、印度市場都是排名第一位,歐洲整體市場排名第二位。
對電動自行車的鋰電池,一定要立足於終端場景進行設計,星恆的產品經過8個周期,1500萬組終端客戶的市場檢驗,是真正滿足客戶需求的鋰電池,並且具有可靠的質量防控系統和MES追溯系統。
電動自行車的發展歷程顯示行業發展比較健康,我覺得重要的一點是電動自行車只有星恆電源一個領頭的公司。我們的目標不是跟其他的電池企業競爭,我們的目標一直是怎麼能引領這個行業健康發展,所以說這個過程當中我們也做了一些行業標準,包括一些行業發展的技術趨勢。公司現在已經開發第四代鋰電池檢測設備,打造卓越的售後服務體系,希望引導行業健康發展,開拓鋰電池後市場。
(註:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱,僅作為參考資料,請勿轉載!)
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