下表是2015年欧洲-日本技术研讨会上展示的一组数据,描述了在锂离子电池体系下,实现不同比能量水平可采用的材料体系。可以看到,其实在材料体系的选择上,各国的情况都比较类似。
下面我们看一下日本电池企业的情况。在日本NEDO(New Energy and Industrial technology Development Organization of Japan)的牵头下,日本电池企业都积极参与了高能量电池的研究和投入。例如,我们看一组2016年日立Hitachi的数据:
· 正极材料:高镍层状三元
· 正极电极:335g/m^2,3.0g/cm^3
· 负极材料:硅合金和石墨的复合材料,容量比1:1
· 负极电极:2.1g/cm^2
· 电池容量:30Ah,软包电池
· 充电上限电压:4.2 或4.4V
· 放电下限电压:2.0V
· 电流:C/20,或C/3
图1是其测试数据。我们可以看到,充电电压为4.2V、电流为C/20(Cell-4.2)时,比能量为290Wh/kg;充电电压为4.4V、电流为C/20(Cell-4.4)时,比能量为335Wh/kg。同时,Hitachi也指出,虽然初始比能量很高,但是在经过100次循环之后,容量衰减极大。估计这种情况也是现在很多电池企业正在头疼的问题:比能量指标实现了,但其他性能还不行。
图1 Hitachi 30Ah电池数据
综合来看, 单纯实现300Wh/kg的目标在2020年基本是可行的。问题是:实现了这个目标是否就表示能用在电动汽车上呢?答案肯定是否定的。汽车动力电池是一个系统工程,满足比能量要求只是条件之一,其他性能(充放电倍率、功率、寿命、安全性等)也是至关重要的。在实现高比能量的目标的基础上,综合发展、提高其他各项性能指标,还需要投入更多的时间和精力。
<上一页 3