編者按

三星的第3代動(dòng)力電池能量密度是在550wh/L，相當(dāng)于210—230wh/kg，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。下一代3.5代產(chǎn)品能量密度可以達(dá)到630 wh/L，預(yù)計(jì)在2019年量產(chǎn)。

受困于政策鉗制，過(guò)去的幾年，日韓電池企業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)一直處于蟄伏狀態(tài)。

隨2020年時(shí)間節(jié)點(diǎn)的臨近以及補(bǔ)貼的加速退坡，加上政策層對(duì)于外資企業(yè)的態(tài)度回暖，日韓電池企業(yè)在中國(guó)的動(dòng)作開(kāi)始增多。

高工鋰電注意到，2017年下半年以來(lái)，松下、三星SDI、LG化學(xué)等電池企業(yè)在國(guó)內(nèi)媒體頻繁亮相，有的加緊擴(kuò)產(chǎn)中國(guó)基地，有的則是背后積極與國(guó)內(nèi)車(chē)企接觸，備戰(zhàn)2020年市場(chǎng)。

在今年的電動(dòng)車(chē)百人會(huì)上，三星SDI、松下也分別做了主題演講，介紹了其在國(guó)內(nèi)領(lǐng)域的產(chǎn)品及市場(chǎng)布局，有業(yè)內(nèi)人士解讀認(rèn)為，在百人會(huì)這個(gè)國(guó)家站臺(tái)的平臺(tái)上發(fā)聲，映射的可能是日韓電池企業(yè)打算在中國(guó)市場(chǎng)開(kāi)啟新一輪“圈地運(yùn)動(dòng)”。

三星SDI中國(guó)區(qū)副總裁韋巍

在題為“優(yōu)化電池產(chǎn)業(yè)鏈，助力電動(dòng)汽車(chē)普及化”的主題峰會(huì)上，三星SDI中國(guó)區(qū)副總裁韋巍就介紹了三星在動(dòng)力電池領(lǐng)域的研發(fā)及產(chǎn)品策略。在演講中，他就三星在能量密度提升路徑、電池研發(fā)瓶頸突破、產(chǎn)品規(guī)格尺寸調(diào)整、快充電池研發(fā)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的進(jìn)展及思路做了詳細(xì)闡釋。

基于wh/L標(biāo)準(zhǔn)的能量密度提升路徑

在能量密度提升上，和國(guó)內(nèi)通用的以wh/kg所不同，三星所使用的標(biāo)準(zhǔn)是wh/L。韋巍表示，對(duì)于乘用車(chē)來(lái)講，wh/L其實(shí)意義更重要。

目前，三星的第3代動(dòng)力電池能量密度是在550wh/L，相當(dāng)于210—230wh/kg，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。下一代3.5代產(chǎn)品能量密度可以達(dá)到630 wh/L，預(yù)計(jì)在2019年量產(chǎn)。

同時(shí)，三星還在加大力度研發(fā)第4代電池，能量密度可以達(dá)到700wh/L，相當(dāng)于270—280 wh/kg，預(yù)計(jì)2021~2022年左右量產(chǎn)，此后第5代電池會(huì)達(dá)到800wh/L 相當(dāng)于300 wh/kg，這個(gè)產(chǎn)品會(huì)在2023年以后量產(chǎn)。

韋巍表示，300 wh/kg已經(jīng)是鋰電池儲(chǔ)能的能量密度極限，之后就需要通過(guò)變革電池創(chuàng)新來(lái)進(jìn)一步提升，目前，三星也在做新型電池的基礎(chǔ)研發(fā)，但韋巍坦言，樣品已經(jīng)可以做出來(lái)，但距離產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)還比較遠(yuǎn)。

“三星的能量密度提高，看起來(lái)比其他同行要慢一點(diǎn)，但并不是說(shuō)能量密度提升方法比別人慢。只不過(guò)是三星要把這些東西先在圓柱型電池上先驗(yàn)證兩三年，然后才會(huì)把它用于汽車(chē)動(dòng)力電池，在這方面永遠(yuǎn)把安全作為最主要的要素考慮?！表f巍強(qiáng)調(diào)。

第4代產(chǎn)品研發(fā)瓶頸化解

事實(shí)上，在第4代電池研發(fā)制造中，三星在材料匹配、新材料應(yīng)用、工藝及制造上也遇到一些困難，韋巍介紹了其解決瓶頸的思路。

在材料工藝方面，三星采用NCA材料，因?yàn)殇囯x子在循環(huán)往復(fù)的使用過(guò)程中，容易在NCA表面形成一些殘留，會(huì)影響它的使用壽命。三星通過(guò)在NCA表面做一層金屬的涂布，減少殘留，提高它的使用壽命。

在電解液上，三星將其從液體狀態(tài)改為凝膠態(tài)，使得鋰離子更容易循環(huán)往復(fù)。

在負(fù)極材料上，三星采用硅碳納米材料。硅材料有膨脹特性，為了進(jìn)一步提高它的使用壽命，三星采用了納米化的處理，經(jīng)過(guò)這種工藝處理之后，同樣重量的材料，存儲(chǔ)的體積要小很多，同時(shí)也能夠使它的膨脹在一定程度內(nèi)解決。

除了材料之外，三星在工藝上也做了很多革新工作。工藝流程、設(shè)備制造是三星另外一個(gè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，三星的制造設(shè)備都是自己做的。整個(gè)工藝流程差異性不大，但是對(duì)于材料的均勻性、尺寸的一致性，以及更嚴(yán)格的管理方面，三星做了很多革新工作。

動(dòng)力電池規(guī)格調(diào)整

“今天所用的動(dòng)力電池規(guī)格尺寸型號(hào)，只是因在剛剛開(kāi)始做電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)候，包括寶馬、大眾等歐洲領(lǐng)先的主機(jī)廠不得不利用以前傳統(tǒng)汽車(chē)平臺(tái)，來(lái)把它開(kāi)發(fā)成電動(dòng)汽車(chē)，目前的電池就是按照當(dāng)時(shí)要求下的產(chǎn)物，但在今后每個(gè)主機(jī)廠都在大力開(kāi)發(fā)全電動(dòng)平臺(tái)，因此現(xiàn)有尺寸的標(biāo)準(zhǔn)電池可能會(huì)被棄用?！?/p>

韋巍坦言，現(xiàn)在行業(yè)所使用電池尺寸規(guī)格，在SUV這樣的車(chē)型上影響不大，但是對(duì)于轎車(chē)來(lái)講，對(duì)于內(nèi)部空間有更大的需求，這就要求產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整，三星的思路是，將會(huì)降低電池的高度，同時(shí)將產(chǎn)品做的更薄，長(zhǎng)度更長(zhǎng)，這樣會(huì)給整車(chē)帶來(lái)更大的內(nèi)部空間。

這一思路也在不久前國(guó)CES展期間三星SDI的新產(chǎn)品展示上得到證實(shí)。

三星快充動(dòng)力電池技術(shù)

在動(dòng)力電池領(lǐng)域，三星一直還在加大快充技術(shù)的投入力度。

韋巍介紹，一開(kāi)始行業(yè)用的都是0.5C慢充，逐步過(guò)渡到1.6C的狀態(tài)?，F(xiàn)在車(chē)企提出更苛刻的要求，在15分鐘之內(nèi)充滿80%，做到3.2C，這倒逼電池企業(yè)需要持續(xù)的進(jìn)行研發(fā)突破。

在今年的CES展上，三星SDI展示一個(gè)名為“石墨烯球（grapheneballs）”的技術(shù)，能使電池容量增加45%，充電速度提高5倍，在12分鐘內(nèi)充滿電。

國(guó)際重要科學(xué)期刊《NatureCommunications》2017年11月曾刊載三星SDI在石墨烯球的研究成果。韋巍說(shuō)，這種石墨烯球技術(shù)的電池樣品比較好做，但是真正產(chǎn)業(yè)化還有很長(zhǎng)的一段路。

對(duì)快充來(lái)講，方形電池肯定比軟包電池有優(yōu)越性，主要在于它的方形電池電阻比較小，所以溫升比較容易控制。

Pack系統(tǒng)升級(jí)思路

在動(dòng)力電池Pack設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)上，三星主要注重三個(gè)方面，第一就是提高模組支撐，使它能夠更好地利用整個(gè)空間。第二是減少零部件的數(shù)量，可以進(jìn)一步減少成本。第三，可以減少重量。

在動(dòng)力電池Pack減重上，三星正在嘗試的是，把原來(lái)用Pack控制的控制系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)，直接做在模組上，同時(shí)，和整車(chē)廠合作采用Pack和電動(dòng)車(chē)底盤(pán)一體化設(shè)計(jì)，將電池模組像搭積木一樣搭上去。

此外，三星的多功能模塊電池組允許用戶調(diào)整模塊的數(shù)量以滿足他們需要，從而實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程的多樣化。三星希望通過(guò)使用單一的電池組作為整個(gè)汽車(chē)平臺(tái)的基礎(chǔ)來(lái)制造不同續(xù)航里程的汽車(chē)。