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【CBIS2020】星恒电源赵成龙:新型复合锰酸锂技术在电动自行车上的应用

2020-10-17 15:16:06来源:盖世汽车

2020年10月16日-17日,“第五届动力电池应用国际峰会(CBIS2020)暨首届中国新能源新材料(宁德)峰会”盛大开幕,在主题论坛3上,星恒电源股份有限公司 电池工程院院长赵成龙发表了关于“新型复合锰酸锂技术在电动自行车上的应用”的精彩演讲。

电池

以下为演讲实录:

尊敬的各位嘉宾,下午好!首先,感谢组委会给我们公司一个机会汇报一下我们近期的进展。我演讲的题目是“新型复合锰酸锂技术在电动自行车上的应用”。

我的报告分为行业的介绍,公司新型复合锰酸锂技术的介绍,还有公司的介绍。

首先说一下电动自行车。听了一天的报告都是高高在上的四轮车。今天给大家讲讲接地气的两轮车,现在下楼出门口就有共享单车,支付宝扫码可以骑走。不同于新能源汽车2018年销量超过100万辆的时候被业界认为非常重大的事情,锂电电动自行车在2015年的时候销量就超过了100万辆。去年包括出口和共享在内,整个中国锂电电动车销量是超过680万台,这是发展非常快速的一个行业。

而且不同于大家之前的认识,总觉得骑两轮车有点低端,其实在海外宝马摩托车价格高的比汽车还要贵,欧洲很多地方骑电动自行车是一种很时尚的出行方式。咱们中国现在逐渐也有这种变化趋势,特别是领头电动自行车,包括互联网公司进来之后,我们发现电动自行车不仅仅是一个交通工具,某些方面是时尚、智能的出行方式,所以新生代的消费者乐意选择两轮出行方式。第二个因为疫情原因,买电动自行车的人比以前多了很多,电动两轮车是“一人一车”新出行的最佳选择。随着共享、外卖、快递等服务业的猛增,我们预估今年仅共享单车这一块就要超过400万辆。预计2020年锂电化的电动自行车总的销量达到1180万辆。新国标于去年4月15日开始实施,要求电动自行车总重量不超过55公斤,锂电池一般不超过10公斤,符合智能化和轻量化的发展优势。星恒在很早就判断了这种趋势,积极推动电动轻型车锂电化的发展。

下面讲一下星恒在电动自行车用的新型复合锰酸锂技术。锰酸锂电池是一个没有明显短板的电池,完美契合了电动自行车的需求。我们在这两年取得了重大突破,添加CA新材料复合锰酸锂的电池循环寿命有明显提升。纯用锰酸锂的寿命不是很高,我们是从四个方面进行改性:复合CA新材料,复合三元材料,使用锰酸锂专用电解液和采用单晶锰酸锂。

CA新材料很有意思,我们看dQ/dV曲线,3.76V和3.74V是三元的峰,4.03V和4.13V是锰酸锂的峰,蓝色和粉红色曲线是CA新材料的峰,正好是在三元和锰酸锂电压之间,而且它在循环过程中不断的补充锂,这样整个循环就比较好。综合考虑安全、性能和成本,下一代电池我们选取CA+NCM+LMO体系。我们开发了1833和21115两个系列的产品,并且基于这两个系列的产品开发了481X和482X电池模组。

简约并不简单,在模组设计方面,我们的SOC测算精准达到5%,这个很有意义。比如电动自行车有4格电,我们都知道电量并不均匀,第一格电是最抗用的,第一格、第二格电没了差不多就要充电了,这主要就是算法不准确。我们现在能做到电量精确核算,现在计算方式不是说一格电、两格电、三格电,而是百分之多少,很精确去测算,这就会给客户一个非常好的感受。模组的设计也提升了安全性能,如阻燃、防水的设计。

现在有个现象,很多做电动汽车电池的企业进入电动自行车这个领域,尤其是一些巨头,很多人认为这是汽车电池企业的降维打击,我并不认同。电动汽车的难点是几百支电芯,甚至几千电芯的管理,电动自行车的难点在于电动自行车的应用场景受外在因素影响较多,对电动自行车来说摔倒、碰撞、高低温、进水那是家常便饭。我们模组设计采用外胆和内胆的结构,就是充分考虑了这种情况。举一个例子,今天参会路上正好碰到一个人要用共享单车,扫了一下码没开,敲了两下,又没开,又扫了一下码,持续敲了两下,看他的情绪恨不得把车踢倒。这种情况对我们来说很常见,谁家的电动自行车没有摔过,很常见,谁家的汽车摔过,很罕见。所以说我们也一直立足用户的实际使用场景,在技术上能做安全、耐用、可靠的锂电池,引导行业把安全可靠作为第一要务。

我们从材料、电芯、BMS等6个方面设计电池的安全。其中有一个技巧分享一下,锰酸锂材料的安全性比较好,因为在同样的充电截至电压下,锰酸锂电势高,负极电势不会太低。如果希望提升一些安全性,在正极里加入一定比例的锰酸锂,会发现电芯安全性能有明显的提升。

最后,请允许我把星恒做一个简单的介绍。我们公司成立于2003年,全球锂电池的累计销量已经超过了1500万组,在全球轻型车锂电池占比33%,排名第一位。在中国、荷兰、法国、印度市场都是排名第一位,欧洲整体市场排名第二位。

对电动自行车的锂电池,一定要立足于终端场景进行设计,星恒的产品经过8个周期,1500万组终端客户的市场检验,是真正满足客户需求的锂电池,并且具有可靠的质量防控系统和MES追溯系统。

电动自行车的发展历程显示行业发展比较健康,我觉得重要的一点是电动自行车只有星恒电源一个领头的公司。我们的目标不是跟其他的电池企业竞争,我们的目标一直是怎么能引领这个行业健康发展,所以说这个过程当中我们也做了一些行业标准,包括一些行业发展的技术趋势。公司现在已经开发第四代锂电池检测设备,打造卓越的售后服务体系,希望引导行业健康发展,开拓锂电池后市场。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)