2020年愈發呈現百花齊放態勢的動力電池產業，在2021年開年依舊熱鬧非凡。1月8日，在國軒高科第十屆科技大會上，該公司重磅發佈磷酸鐵鋰電池新品，單體電池能量密度可達210Wh/kg。這也是大眾中國入股後，國軒高科第一次高調亮相。
“該款產品的單體能量密度，刷新了去年國軒高科自己創造的200Wh/kg紀錄，目前已超過三元常規523電池的水平，接近三元622電池的能量密度。而且它更加安全，市場應用前景更為可觀。”國軒高科工程研究總院常務副院長徐興無説道。
突破能量密度“天花板”
行業似乎已形成共識，磷酸鐵鋰電池存在能量密度的“天花板”。國軒高科力圖用數據扭轉這種觀點。徐興無表示，2009年，磷酸鐵鋰電芯的單體能量密度只有95Wh/kg；在國軒高科的努力下，2015年公司突破了140Wh/kg的“天花板”，2019年其磷酸鐵鋰電芯單體能量密度達到190Wh/kg並實現產業化，2020年初這個數字又提升至200Wh/kg，去年末達到210Wh/kg，明年的目標是230Wh/kg。“只要在正確的道路繼續走下去，持續探索，磷酸鐵鋰電池的能量密度仍將被不斷突破。”他認為。
在新能源汽車行業從政策驅動向市場驅動發展的進程中，動力電池產業也迴歸理性，磷酸鐵鋰電池憑藉自身優勢再次來到聚光燈下。據介紹，國軒高科此次全新發布的國軒高科磷酸鐵鋰210Wh/kg單體電池產品採用軟包電芯，0.33C電芯容量為55Ah，電壓平台為3.2V，電芯重量830g，計算電池能量密度212Wh/kg。
國軒高科是如何打破能量密度“天花板”的？徐興無講了三點主要原因。第一，材料技術的創新，國軒高科使用了自主研發的高性能正極材料。據介紹，磷酸鐵鋰電池正極材料的理論克容量是170mAh/g，而2009年在全電池中實際只有不到120mAh/g，現在行業內普遍也只有140mAh/g多。國軒高科通過多種技術手段，使正極材料克容量達到150mAh/g，壓實密度達到2.4g/cc。
第二，在磷酸鐵鋰化學體系中首次成功應用了硅負極材料。碳負極材料的鋰離子插入層狀結構中，形成Li15Si4鋰硅合金，因此有高出近10倍的理論克容量。
第三，先進的預鋰化技術落地。無論提升正負極材料的可逆容量，還是使用硅負極材料，都離不開預鋰化技術的應用。據悉，雖歷經多年，但預鋰化技術的開發難度依舊非常大。鋰是最活潑的金屬之一，空氣中的微量水分都可能引發鋰金屬的燃燒甚至爆炸，業內對於預鋰化技術始終停留在實驗室階段。國軒高科自研的預鋰化技術，使其能夠真正進行大規模的生產應用，可謂一項巨大突破。
有業內人士向記者表示，在磷酸鐵鋰技術路線中，單體電池能量密度達到210Wh/kg確實很高，不過新電池的具體表現還要看裝車試驗結果。
推出JTM提高電芯適配性
隨着新能源汽車補貼退坡的推進，動力電池成本問題成了關乎行業生死存亡的大問題。整車企業不同車型採用的電池箱各式各樣，尺寸存在差異，電芯的適應性低則是行業發展的另一掣肘。
面對行業發展的“痛點”，2020年以來，不少新電池技術得以湧現，比如PACK技術、CTP技術、刀片電池技術等。國軒高科另闢蹊徑，推出了JTM電池。JTM系Jellyroll To Module的首字母，即從卷芯到模組。
記者瞭解到，JTM最顯著的特色，就是從卷芯直接到模組的一體化製造技術。JTM產品採用特殊材料和工藝製作的塑殼，以及更加高效集成的成組技術，使它以簡單設計的合成理念，真正實現了從原材料直接製備模組或電池包的最終目標。
“具有100多年曆史的鉛酸電池發展到今天，遇到了革命性的替代產品，那就是JTM。”徐興無指出，與傳統電池製造工藝相比，JTM技術具有電池材料大幅精簡、製造過程簡化、電池性能大幅提高、綜合成本顯著降低、電池包絡適應性增加等特點。其中，最大的優勢體現在“變形金剛式的柔性模組”的高度適配性上。這意味着可以比較容易地設計製造成各種尺寸的模組，以適應千變萬化的電池包絡，即可實現在一條產線上生產廣泛適應的電池產品。
據介紹，國軒高科JTM首款電池為20Ah/12.8V，同樣電量尺寸只有鉛酸電池的一半，重量只有1.75kg，循環壽命3000周以上，而鉛酸電池的重量約7kg，循環壽命不到600周。更重要的是，它的成本已接近鉛酸電池的成本。
鐵鋰迴歸是“補課”現象
新能源汽車行業獨立研究員曹廣平對記者表示，目前磷酸鐵鋰電池的迴歸是補貼退坡後新能源汽車行業的“補課”現象。相較三元電池，磷酸鐵鋰電池具有能量密度稍差，但成本低、更安全的特點。隨着新能源汽車補貼退坡，電動汽車產品的成本壓力會增大，固態類電池短時間還無法量產，磷酸鐵鋰電池的迴歸有其必然性。另外，車企在電動汽車起火自燃事故中承受着巨大壓力，也賦予磷酸鐵鋰電池更大發展空間。
當前，國內新能源汽車市場呈現兩極分化，一方面高端車型暢銷，另一方面部分產品下沉至三、四級市場。鄉鎮市場對車輛續駛里程的要求相對不高，同時對成本十分敏感，這也是五菱宏光MINI EV市場走熱的原因。國軒高科等動力電池企業在磷酸鐵鋰領域發力，正是基於對行業發展走勢的判斷。
資料顯示，比亞迪、北汽、長城、奇瑞、上汽、長安、東風、江淮、特斯拉、小鵬、哪吒等國內外車企都已推出配裝磷酸鐵鋰電池的乘用車。受特斯拉Model 3、五菱宏光MINI EV、比亞迪漢EV等多款現象級車型銷量大幅增長帶動，磷酸鐵鋰電池2020年在乘用車領域的裝機量佔比也得到了提升。
曹廣平認為：“大眾入股國軒高科後，將改變其用户指向，原來基本是面向國內車企，今後將擴展至配套合資車企，尤其以大眾車型為主。國軒高科成為大眾的供應商，將根據後者的產品策略和供貨要求發展。”
國軒高科工程研究總院院長蔡毅介紹稱，公司與大眾建立了聯合項目組團隊，大眾已經在模組設計、製造工藝、質量、測試等職能部門派駐專家進入，大眾國軒聯合項目組團隊總人數目前超過70人。雙方合作開發的MEB項目兼顧三元和鐵鋰兩種化學體系的標準MEB模組設計，目標是預計2023年實現量產供貨。
在伊維經濟研究院研究部總經理吳輝看來，大眾潛在的動力電池供應商基本囊括了國際上幾大龍頭企業，可選擇的餘地較大。雖然背後有大眾汽車，但國軒高科要想在未來的動力電池市場中保有一席之地，還得靠自己做好研發和產品。
來源：中國汽車報網/文：趙玲玲