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国轩高科发布210Wh/kg软包磷酸铁锂电芯

 
 
 
发布日期:2021-01-11    来源:电车之家    扫描到手机

1月8日,国轩高科正式发布软包磷酸铁锂电芯,这款电芯的容量55Ah、重量830g,能量密度为212Wh/Kg。

众所周知,磷酸铁锂正极材料的理论克容量是170mAh/g,而2009年,实际在全电池中克容量只有不到120mAh/g,现在行业内普遍也在146mAh/g左右。可见,磷酸铁锂正极材料的克容量还有较大的提升空间。为此,国轩自主研发了高性能LFP正极材料,克容量可以达到150mAh/g 。而且,国轩高科正极材料的压实密度达到了领先的2.4g/cc,比一般水准高出0.1g/cc左右。

国轩在磷酸铁锂化学体系中首次成功地应用了硅负极材料。硅基负极材料的理论克容量可达到4200mAh/g,高出石墨负极10倍有余。这也是众多电池企业研发硅负极材料的重要原因。但是硅也有极大的缺点——膨胀率过高。硅负极充放电膨胀可达300%左右,而普通石墨仅为10%左右。 也就是说采用硅后,虽然克容量是提升了,但是循环寿命却缩短了。因此,现阶段负极很难采用纯硅,而是在负极中参入一定比例的硅。但是,硅和石墨在充电嵌锂的时候膨胀状态不一致,电芯膨胀收缩的次数多了,结构塌了,锂就没法进出了。为了通俗理解,可以将石墨和硅想象成两个颗粒,颗粒刚开始可能粘在一起,但是两者膨胀收缩比例差别较大,多次收缩膨胀后就会发生断裂,从而降低了寿命。可见,硅负极的应用难度非常高。

不过,国轩高科还是采用了一系列技术手段,使硅负极克容量和寿命取得了某种平衡,达到可以应用的状态。

除了提升能量密度,国轩还致力于解决电池行业另两大痛点,成本降低难和电芯规格多及PACK适应性差的问题。针对这两大痛点,国轩推出了JTM电池。

所谓JTM,就是Jellyroll To Module,即从卷芯到模组。这就是JTM的设计思路。

传统工艺是先做成电芯,再到模组,再到pack。JTM的最大不同,是从卷芯直接到模组,再到电池包的工艺技术。也就是说省去了电芯组装这一过程。不要小看这一省略,这大为简化了制造过程,并获得了与铅酸电池相近的成本。

JTM磷酸铁锂电池和铅酸电池相比还有很多优点。首先,尺寸大为缩减,目前国轩推出的JTM磷酸铁锂电池是20Ah/12.8V,同样电量尺寸只有铅酸电池的一半(76*91*168);其次,重量也有所下降,JTM磷酸铁锂电池重量只有1.75Kg,而铅酸电池的重量约7Kg;此外,JTM磷酸铁锂电池寿命还很长,循环寿命3000周以上,铅酸电池只有不到600周。当然,国轩的JTM电池也可以做成390、590以及其它尺寸的模组。

因为具备高度适配性,国轩高科将JTM电池称为“变形金刚式的柔性模组”。它可以比较容易地设计制造成各种尺寸的模组,以适应千变万化的电池包络。

也就是说,可以实现在一条产线上生产广泛适应的电池产品。总体来说,JTM电池可以使电池材料大幅精简,极大简化制造过程,电池性能大幅提高,综合成本显著降低,电池包络适应性大大增加。

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