電池係統能量密度站上180Wh/kg 三元電池5係挑戰811？

　　一是結構優化
，提升成組效率
，進而提升電池係統能量密度;二是從材料開發領域著手
，通過設計開發高電壓材料，提升單電芯能量密度。

　　曾經高歌猛進的三元高鎳811放慢了裝車步伐，取而代之的是升級版的5係。

　　近日，榮威ER 6和幾何C相繼上市
，其搭載的寧德時代523三元電池係統能量密度達180Wh/kg，進而引發三元5係電池技術的熱議。

　　另一個明顯的趨勢是，受製於電池安全性及價格等因素，2020年以來，811三元動力電池裝車熱度明顯放緩。包括廣汽
、吉利幾何、上汽榮威等主流自主品牌，加速旗下新舊款車型搭載電池從三元811向三元5係電池切換
，這其中就包括榮威ER 6、幾何C。

　　多位業內人士分析，2020年頻發的電動汽車安全事故，車企對電池的安全變得尤為謹慎，疊加價格因素等
，三元811電池車型導入明顯放緩。另一方麵是，通過技術升級及材料研發等方式，三元5係電池升級
，無論是能量密度、安全性或價格均優於811，成為車企的不二選擇。

　　高工鋰電獲悉，目前三元5係電池要實現係統能量密度180wh/kg的方式主要有兩大類：一是結構優化
，提升成組效率

，進而提升電池係統能量密度;二是從材料開發領域著手，通過設計開發高電壓材料

，提升單電芯能量密度。

　　一是結構優化，通過大模組設計提高成組效率，提升電池係統能量密度。

　　一位資深業內人士向高工鋰電表示，電芯升級並通過大模組設計的方式，523三元電池係統能量密度能夠達到180wh/kg的水平。

　　高工鋰電獲悉，7月底開啟預售的上汽榮威ER 6
，其搭載的是寧德時代523電芯
，電芯能量密度為243wh/kg。采用定製化大模組設計，係統能量密度達到180Wh/kg，NEDC續航裏程達到620km。

　　寧(ning)德(de)時(shi)代(dai)的(de)大(da)模(mo)組(zu)設(she)計(ji)策(ce)略(lve)是(shi)
，把(ba)多(duo)個(ge)標(biao)準(zhun)模(mo)組(zu)打(da)散(san)，再(zai)集(ji)成(cheng)的(de)成(cheng)定(ding)製(zhi)化(hua)的(de)大(da)模(mo)組(zu)方(fang)案(an)。大(da)模(mo)組(zu)電(dian)池(chi)方(fang)案(an)的(de)零(ling)件(jian)數(shu)量(liang)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)，零(ling)件(jian)安(an)裝(zhuang)連(lian)接(jie)需(xu)求(qiu)空(kong)間(jian)減(jian)少(shao)，可(ke)用(yong)於(yu)布(bu)置(zhi)電(dian)芯(xin)的(de)空(kong)間(jian)變(bian)大(da)。

　　通過這種類似於CTP技術的大模組的設計思路，其電池包體積能量密度提升了34%。且相同尺寸電池包，電池容量能提升近20kWh電量，由54.3kWh提升到了72.7kWh。

　　二是材料開發上，通過設計開發高電壓材料，提升單電芯能量密度。

　　提升鋰離子電池能量密度的方法主要有兩類：1)提升活性物質材料的比容量，例如常見的高鎳材料，富鋰材料;2)提升材料的電壓。其中方法一如提升鎳含量的8係電池這種形式，存在的問題是不夠安全。

　　提升材料電壓的方式
，通常會使得材料麵臨低庫倫效率
、自放電大和循環性能差等問題。且在碳酸酯類電解液中HF腐蝕、過渡金屬元素溶解和表麵催化等導致高電壓正極材料容量衰降。

　　就在8月初上市的幾何C，其搭載的寧德時代5係高電壓電芯，相應的係統能量密度達到183Wh/kg，搭載70度電其NEDC續航550km。

　　據介紹
，寧德時代利用5係高電壓正極材料，單體電壓由4.3V提升至4.35V
，提升電芯容量;同時應用高強度輕量化SMC上蓋及航空鋁材下箱體，則減輕了電池包的重量。

　　相較於三元811電池
，三元5係通過大模組或高電壓材料方式升級
，電池能量密度可達到180Wh/kg，符合當前中高端車型的電池及續航需求，並兼具安全性及經濟性，有望迎來規模化應用。

　　一位主機廠負責人直言
，當前三元5係電池可以取代811應用。目前，三元高鎳811電池考慮到安全性，並未釋放其全部性能，主要還是以低鎳5係、6係以及摻雜5係的高鎳8係電池為主。

　　可以預見的是，大模組或高電壓材料技術的成熟，三元5係電池在動力領域市場份額有望進一步提升。

　　需要提醒的是，通過大模組提升成組效率
，三元5係電池的係統能量密度提升空間依然有限，同時當前5係高電壓材料研發依然存在諸多技術問題待解。高工鋰電 　 作者： 陳婷