2021第二屆下一代電池技術與市場應用研討會現場圖 攝影/電池網張倩
電池百人會-電池網4月15日訊（陳語 林音 山東棗莊圖文直播）4月15日，在山東棗莊高新區召開的2021第二屆下一代電池技術與市場應用研討會上長虹三杰新能源有限公司副總經理宋澤斌發表了題為《高功率鋰離子電池的發展和未來》的主題演講，分享了高功率電池的技術特性、電池的技術難點、應用領域、未來市場前景、型號導向等，電池網選取了其部分精彩觀點，以饗讀者：
長虹三杰新能源有限公司副總經理宋澤斌
高功率電池的技術特性
宋澤斌介紹，高功率電池具有快充快放能力、高抗震動性能、高安全性、高一致性等技術特性。
快充快放能力：直流電機從感應電機、有刷串激電機向無刷電機轉變，電機功率從100W升高至500W左右，從而對鋰電池的放電功率提出更高的要求。同時，一機多用及成套復合電動工具越來越多，同一電池包需要同時兼容不同的充電器及放電工具，因此充、放電電流的兼容范圍需越來越廣。
高抗震動性能：電動工具如電錘、電鉆、往復鋸等在工作中如沖擊鉆孔，砂磨、切削、開孔、拋光等均會產生高強度的振動情況。部分工具電機轉速達20000r/min的情況下，本身會產生極大的高頻振動，此時做為部件的電池必須能夠滿足在此種情況下沒有焊接、極耳斷裂等導致失效的風險。
高安全性：高倍率電池特別是吸塵器一般是在室內充放電使用，若出現安全問題直接會導致財產生命損失；同時出于輕便性和成本的考慮，使用的管理系統相對簡單，失效的可能性高；從而對電池的安全性提出更高要求。
高一致性：電動工具行業是由國際一線廠家主導的行業，因此往往對電池的不良有極其嚴格的要求，最主要是表現在電池的一致性上，如自放電、容量、內阻、高溫存儲等方面的一致性。高一致性意味著從來料管控、生產裝配、制程控制、出貨檢測各方面必須有嚴格的管控能力，軟硬件支撐。因此，自動化、規模化是最基本的制程要求。
高倍率電池的技術難點
關于高倍率電池的技術難點，宋澤斌認為，主要表現在功率與能量密度的同步提升、優異高低溫性能兼顧、高產品一致性要求上。
功率與能量密度的同步提升：功率與能量密度在電池體系中往往是相互沖突的兩個指標，而高倍率電池的使用方式決定其對使用時長必須進行持續的改進以提升用戶的體驗。因此高倍率電池往往需要通過對產品設計、材料改性等新技術的更快導入來持續提升產品的競爭力。目前使用的電機及充電器功率越來越大，且電池的數量一般在10只以內（5串2并），當電機使用在500W以上的，單只電池在正常使用時電流一般要達到20A-30A，且在啟動及堵轉時持續電流達到50A以上。在電池容量方面，隨著能量要求的不斷提升，18650電池從最初的1300mAh、1500mAh逐步提升到目前的2000mAh、2500mAh，未來會提升到3000mAh以上。
優異高低溫性能兼顧：電動工具的工況需要兼容-20℃~80℃的溫度使用范圍，同時由于電池在使用時由于大電流會導致電池本身產生大量的溫升。而在同一種化學體系內，高低溫是相互矛盾的存在，高溫性能的提升往往意味著低溫性能的降低，因此在高倍率電池上需要同時克服高低溫的性能缺陷是一個較大的挑戰。
高產品一致性：高倍率電池的客戶往往是全球品牌，其品牌地位要求對電池一致性有極高的要求；同時高倍率電池的應用工況等特點決定電池系統必須要有很高的一致性，從而也就使電池工廠對電池的設計、生產、裝備，精細化管理有更高的要求。
高倍率電池國產化趨勢明顯
在高倍率電池的應用領域方面，宋澤斌表示，主要有電動工具、園林工具、吸塵器等方面，且國產替代不可逆轉。
一是日韓電池廠重心轉移騰出市場空間。隨著電動汽車新能源的發展，內含電芯廠更多的產能去供應特斯拉等電新能源汽車市場，目前這種情況仍在加速，高倍率電池市場的應用范圍及規模也在不斷擴大，高倍率細分領域典型的市場，高速發展。
二是國產電芯的進步較大，后發優勢明顯。宋澤斌進一步分析稱，高倍率國產電池技術技術在最近幾年，有非常的明顯的進步，特別是在2500mAh以下型號方面，與日韓電池的性能基本沒有差異；同時國產電子廠在裝備引進方面力度不斷加強，更新的生產線意味著更高的效率，更精確的控制，更好的產品一致性；相比日韓大部分仍是早期設備，國產電池未來在產品一致性及生產效率上，反而會存在一定的優勢。
三是全產業鏈帶來的性價比優勢。這幾年，隨著新能源產業的發展，國內正極、負極、電解液、隔膜等各種關鍵材料方面，都非常充裕的供應和價格優勢，因此后續在穩定的規模化生產和性價比方面有著日韓電池產品不可比擬的優勢。
高倍率電池的型號與正極材料選擇
在高倍率電池型號選擇方面，在宋澤斌看來，由于高倍率電池本身發熱量極大，且應用在高強震動的環境下，因此對電池的結構穩定性和抗震有非常高的要求。圓柱電池在熱脹冷縮，抗震動等方面，有其他電池不可比擬的優點，因此目前多串并高倍率電池選用時，圓柱外形仍是首選。
其中，18650圓柱電池是電動工具廠最先采用的型號，目前生產效率最高，應用最為廣泛，本身的輕便性也較好，未來仍然是高密度電池的主流；某些應用領域，能量密度越來越高的要求，21700圓柱電池也漸漸也會成為一種趨勢；更大的尺寸則會由于散熱和重量的問題，在高倍率領域短時間內采用的可能性不大。
在高倍率電池正極材料選擇方面，由于磷酸鐵鋰能量密度低低溫性能差，錳酸鋰的高溫較差，鈷酸鋰價格較高且安全性能相對三元較差都不適宜在高倍率上使用；目前高倍率電池主要以三元材料為主，常見的是5系及8系材料。
最后，宋澤斌還介紹了三杰新能源的相關情況。三杰新能源創立于2014年，位于江蘇省泰興市黃橋鎮，公司一期項目建筑面積4萬㎡，投資超過人民幣5億元；二期項目總投資5億元，建設國際前沿的200PPM全自動化、智能化、信息化相融合的現代化制造車間，實現高度自動化生產。
宋澤斌透露，三杰新能源去年的銷售額約10億元，今年的目標是達到15億元左右。公司每年銷售收入5%用于科研投入，客戶主要是電動工具、園林工具、吸塵器行業，目前鋰電池日產能80萬只，產能基本飽和。2021年，隨著三期工程、綿陽項目等量產，三杰新能源規劃日產18650電池120萬只，日產21700電池40萬只。
（以上觀點根據研討會現場嘉賓發言整理，未經發言者本人審閱。）
【2021第二屆下一代電池技術與市場應用研討會】
4月15日，由棗莊國家高新技術產業開發區、電池網主辦的2021第二屆下一代電池技術與市場應用研討會順利召開，來自電池、新能源產業鏈各環節核心企業代表、科研院校專家、研究機構領軍人物、媒體代表等近150位嘉賓齊聚山東棗莊，共議鋰電池產業的升級之路、固態電池的量產之路、燃料電池的商用之路、最具投資價值的下一代電池技術等，就下一代電池的產業技術現狀和未來發展方向進行探討。
電池網微信
