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?新能源汽車設計不可忽視的電芯及電池材料

文章出處:電源 責任編輯:上海現易電子元器件有限公司 發表時間:2018-03-31

最近Tesla、BYD股價有些波動,一路往下,Tesla跌了100美金,比亞迪也跌了10塊錢。隨著新能源汽車進入下半場,所有人的眼光都在電芯的技術發展上面。國家的耐心是有限的,投資人的耐心是有限的,現在過好日子,沒有電芯層面的突破,現在的紅火如鏡中水月。


談正事,前陣子寶馬宣布將投資2億歐元在慕尼黑建立電芯研發中心,開始涉足電芯級別的技術驗證和開發,這個研發中心會有200名工程師,將會在2019年春開幕。


這次也是根據2017年早些時候的一份材料,看一看BMW對于未來的電池材料和電池方面的研究,以后檢索這塊就盯著Dr. Peter Lamp在各地的講演材料和一些信息性的發布。



先看結論,最重要的還是能量密度&成本,每個環節都要改良和優化



隨著深入下去,Pack層級的技術倒是成了一小塊了



電芯設計的核心挑戰,在保證EUCAR Level的安全等級不變的條件下,能量密度、快充速度和成本的妥協,可以部分犧牲循環次數(未來電芯設計不需要一味強調這個數字)。



短期內能量密度和成本比較重要,長期來看充電速度在兩者優先級確定條件下,變得越來越重要



增加能量密度的策略,一路是跳躍在電解質上面想辦法,一路是傳統演進路線


備注:以當前激進的電芯的能量密度的要求來看,前者時間太久,后者在產品化過程中有挺大的風險



隨著能量密度的提升,循環次數的情況可能比較惡劣,我們都需要分電解質穩定性、活性材料穩定性,反應中的產氣情況來評估,光做實驗看基本參數可能還真不夠,以后需要和強尼多交流



正極材料技術路線:按照BMW的看法,NMC的路線看上去靠譜點,其他的研究領域可能很熱,但是不一定能行


Ni-rich NMC現有的問題:循環壽命、特性和安全

下面開始安利了碳納米管硅復合陽極和陰極NCM

電極設計


研發中心會對電芯不同的化學成分進行研究,驗證在極端氣候環境下這些電芯的性能表現、慢充以及快充的區別、電池的尺寸以及體積等等。之前寶馬把大量的測試放在第三方TUV實驗室,而這次是基本把電芯方面的研發拿回到公司內。


圖 寶馬電池研發中心


寶馬的這種電池研發有別于傳統的依靠大學研究、電芯供應商、材料供應商的方式,而是可以獨立、快速完成電芯級別的設計開發和驗證。依靠高端的研究人員來做一些IP,徹底搞懂電芯層面的設計和過程差異,并配置一些試制電芯的能力。下面還有一塊是和Solid Power在固態電池前段開發領域的合作。


圖 電池方面的研究


小結:未來研究要看,實際的產品的Roadmap也要看,供參考。

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