汽车|WNEVC 2020｜500Wh/kg动力电池怎么造？六位大咖详解动力电池未来路径( 三 )
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聆风(参数|图片)用的就是这款电池 ， 安全性能表现优秀 ， 但放在现在来看 ， 能量密度不够高 ， 无法满足电动汽车的续航需要 。
当时黄学杰做锰酸锂电池 ， 2003年开始 ， 尝试另辟蹊径 ， 将其用在电动自行车上 ， 结果发现十分可行 ， 成本也能控制住 。 因此到现在这个阶段 ， 我们能够看到锰酸锂电池开始代替铅酸电池进入电动自行车市场 。
第一代无钴电池不适合汽车 ， 于是就有了第二代无钴电池——磷酸铁锂电池 。 黄学杰指出 ， 磷酸铁锂电池是完全无钴的材料体系 。
不过 ， 与磷酸铁锂同期出现的 ， 还有三元锂电池 ， 其产品能量密度、充放电功率都要优于磷酸铁锂 ， 循环寿命上的劣势也被单次循环所能行驶的续航里程所弥补 。 因此我们看到 ， 2019年的动力电池市场 ， 三元锂电池占据了65%的市场份额 ， 磷酸铁锂电池的市场主要被限制在新能源客车领域 。
要发展无钴电池 ， 磷酸铁锂显然不是合适的材料体系 ， 黄学杰表示 ， 目前产业内在提的“无钴”电池 ， 是基于三元锂电池的基础 ， 将钴的含量降到尽可能低 ， 或是用其他廉价金属元素替代钴 。
但是其实要做真正的无钴电池 ， 产业还有更好的技术路线可以选择 。 在本次大会上 ， 高电压镍锰酸锂正极材料及电池技术被评为“2020新能源汽车前沿技术”之一 ， 其关键就在于 ， 这项技术解决了钴在电池正极中成本占比过高的问题 ， 且保证了电池的能量密度与循环寿命 。
黄学杰指出 ， 这种电池正极体系中 ， 镍占1/4 ， 锰占3/4 ， 由于镍的含量并不高 ， 电极内部并不会发生镍离混排的现象 ， 且由于是尖晶石结构 ， 内部理化性质十分稳定 。
对比上一代无钴电池磷酸铁锂电池 ， 镍锰酸锂电池具有更高的电压窗口与更优秀的锂资源利用率 。 黄学杰指出 ， 距离这项技术量产的时间节点已经不远了 。
[·董全峰：高比能与高比功率应该同步发展·]
厦门大学特聘教授、基础加强计划首席科学家董全峰认为 ， 基于动力电池的充放电实用性考量 ， 高比能量动力电池应该与高比功率动力电池同步发展 。 在电池体系中 ， 高比能量与高比功率一直是对立统一的 ， 既矛盾又统一 ， 但是要发展未来的动力电池技术体系 ， 就必须从中找到最大公约数 ， 实现高比能量范围中允许的最大比功率 。
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他指出 ， 电池实现高比功率的关键在于：一、电化学反应快；二、能量扩散快；三整个系统电阻低 。 三个方面缺一不可 ， 目前董全峰主要研究的方向就是电化学反应方向 。
他举例说到 ， 目前高比功率的典型就是超级电容器 ， 但超级电容器的比能量很低 ， 远远比不上一般电池 。 典型的超级电容器其实依赖表面储存电荷 ， 不涉及本体反应 ， 因此储存和释放都十分快速 。
借助超级电容器的特性 ， 其实我们可以将传统的法拉第过程引入超级电容器 ， 在超级电容器表面引发电化学反应 ， 其本质是与电池类似的 ， 但由于反应发生在表面 ， 因此比一般电池要更快 。
另一种方案则是借助电池材料的纳米化 ， 当其材料采用纳米化结构时 ， 电池会表现出电容的特性 ， 电化学的反应速度就上来了 。
在这两种方案之外 ， 董全峰还创造性地提出了第三类方案 ， 即通过对一般电池材料表面的调控 ， 让其具有高的表面积与强的离子电化学吸附能力 。 沿着这条思路 ， 董全峰团队研发出了一类内部包含液态活性材料 ， 表面由固态组成的电极材料 ， 这一方案能够实现一定能量密度下 ， 高比功率的电池性能表现 。
[·梁成都：CTP电池技术如何实现性能与安全兼顾·]
在学界专家介绍完产业的前沿技术之后 ， 宁德时代与比亚迪的专家上台介绍了CTP技术与刀片电池技术的详细情况 。
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