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CATL磷酸铁锂快充技术在新能源客车上的应用

国际新能源网  来源:中国客车网  作者:宁华  日期:2017-01-05

2016年12月23日,在2016-2017年度中国客车行业发展高峰论坛上,宁德时代新能源科技股份有限公司(以下简称为CATL)技术部快充专家王升威博士,以《CATL磷酸铁锂快充技术的新能源客车应用》为主题,发表了精彩演讲。

王升威介绍,CATL成立于2011年,技术资源储备雄厚,发展迅速:2012年获得国家十二五的重点扶持,跟外资豪华车企宝马公司建立合作;在2013年,CATL与国内著名客车公司宇通形成合作关系;2014年德国分公司建立,2015年院士工作站成立,并入选全国十三五的重点研发项目。2015年销售额排名全球前三,国内前二,预计在今年的排名中有望进一步提升。

CATL是国内唯一一家可与日韩电池企业对标的民族企业,具备资源国际化、客户国际化和人才国际化。企业人力资源雄厚,研发团队超群,从研发设计,到生产,再到测试验证,投产,有强大的资源支撑,奠定了产品安全、可靠、耐久的三大优势。在动力电池的快充技术领域,CATL厚积薄发,成为业界的一颗闪亮新星。

在快充材料的选择上,CATL以磷酸铁锂为主要正极材料,石墨为负极材料。对于很多人认为的磷酸铁锂不能做快充,王升威做出专业而详细的分析。他认为,这样的认识有些“只知其一,不知其二”的片面性。众所周知,普通化学体系的电池,快充时负极会产生副产物,从而影响电芯的循环和稳定性,只能采用可承受快充大电流的负极材料来做到快充。从快充领域的专业性来讲,快充的重点在负极,而对于正极的选择,无论是选三元还是选择磷酸铁锂,都不会影响快充的性能发挥,还有它的可靠性。所以快充技术的核心,在于通过化学体系及设计优化,加速锂离子在正负极间移动的速度,减少或者阻断负极副产物的产生。

但是说磷酸铁锂不适合做快充,又有一定的参考价值,因为传统的磷酸铁锂导电性比较差,影响快充的发热,所以针对以上两个问题,CATL通过的深入的技术研究,创新性地给出了解决方案。

在正极上,CATL开发了“超电子网”技术,使得磷酸铁锂具有优异的电子导电性能,可达三元材料的1000倍,同时磷酸铁锂的正极也兼顾了快充电池系统的超高安全性和可靠性。

在负极石墨表面,CATL采用了“快离子环”技术修饰,修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性,快充时负极不再出现副产物,所以大大提高锂离子在石墨层的嵌入速度,使其具备4-5C快充能力,实现 10-15分钟快充充电,并能保证系统级别70wh/kg以上的能量密度,实现10000次的循环寿命。

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另外,CATL当前开发的快充产品,搭载自主研发的热管理系统,充分识别固定化学体系在不同温度和SOC下的“健康充电区间”,极大拓宽锂电池的运营温度。当电池处于北方寒冷的冬天时,水热系统在低温下为电芯加热,待电芯温度达到要求,即开启快充模式;遇到南方酷暑的夏天时,电池系统自动发热报警,水冷系统给电芯降温,真正做到“全气候”的快充。

王升威表示,CATL选择的磷酸铁锂-石墨快充技术拥有三大特点。首先是高倍率,十分钟迅速充满,基本可媲美燃油车的加油时间;其次是长寿命,可达到超过10000次的充放电循环,满足对于客车客户使用8年的质保需求;再次是高安全的体系,磷酸铁锂是现阶段较成熟、安全的动力电池,其在“十一五”开始示范应用,在“十二五”电动汽车发展中担任主力军。磷酸铁锂电池是经过实践验证的,较为成熟的电池材料。

对于磷酸铁锂快充技术的市场应用,王升威提出CATL早在三年前已经研究,目前很多大巴客户样车已在使用,之所以现在才开始推广,主要是源于对产品的负责,CATL希望一直开发提供可靠、安全且能满足客车使用的电池产品。

磷酸铁锂的快充技术,加上热管理系统的保驾护航, CATL俨然已走在业界的前列,正在一步步实现满足大巴长期、可靠而安全的快充需求,未来CATL快充技术前景一片大好!

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