新能源汽车设计不可忽视的电芯及电池材料

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     最近Tesla、BYD股价有些波动,一路往下,Tesla跌了100美金,比亚迪也跌了10块钱。随着新能源汽车进入下半场,所有人的眼光都在电芯的技术发展上面。国家的耐心是有限的,投资人的耐心是有限的,现在过好日子,没有电芯层面的突破,现在的红火如镜中水月。

      谈正事,前阵子宝马宣布将投资2亿欧元在慕尼黑建立电芯研发中心,开始涉足电芯级别的技术验证和开发,这个研发中心会有200名工程师,将会在2019年春开幕。

这次也是根据2017年早些时候的一份材料,看一看BMW对于未来的电池材料和电池方面的研究,以后检索这块就盯着Dr. Peter Lamp在各地的讲演材料和一些信息性的发布。

先看结论,最重要的还是能量密度&成本,每个环节都要改良和优化

电源管理

随着深入下去,Pack层级的技术倒是成了一小块了

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电芯设计的核心挑战,在保证EUCAR Level的安全等级不变的条件下,能量密度、快充速度和成本的妥协,可以部分牺牲循环次数(未来电芯设计不需要一味强调这个数字)。

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短期内能量密度和成本比较重要,长期来看充电速度在两者优先级确定条件下,变得越来越重要

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增加能量密度的策略,一路是跳跃在电解质上面想办法,一路是传统演进路线

备注:以当前激进的电芯的能量密度的要求来看,前者时间太久,后者在产品化过程中有挺大的风险

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随着能量密度的提升,循环次数的情况可能比较恶劣,我们都需要分电解质稳定性、活性材料稳定性,反应中的产气情况来评估,光做实验看基本参数可能还真不够,以后需要和强尼多交流

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正极材料技术路线:按照BMW的看法,NMC的路线看上去靠谱点,其他的研究领域可能很热,但是不一定能行

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Ni-rich NMC现有的问题:循环寿命、特性和安全

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下面开始安利了碳纳米管硅复合阳极和阴极NCM

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电极设计

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研发中心会对电芯不同的化学成分进行研究,验证在极端气候环境下这些电芯的性能表现、慢充以及快充的区别、电池的尺寸以及体积等等。之前宝马把大量的测试放在第三方TUV实验室,而这次是基本把电芯方面的研发拿回到公司内。

图 宝马电池研发中心

宝马的这种电池研发有别于传统的依靠大学研究、电芯供应商、材料供应商的方式,而是可以独立、快速完成电芯级别的设计开发和验证。依靠高端的研究人员来做一些IP,彻底搞懂电芯层面的设计和过程差异,并配置一些试制电芯的能力。下面还有一块是和Solid Power在固态电池前段开发领域的合作。

图 电池方面的研究

小结:未来研究要看,实际的产品的Roadmap也要看,供参考。

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