芯耀
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我覺(jué)得對(duì)于近期的磷酸鐵鋰電池回潮，和后面磷酸錳鐵鋰的升級(jí)方案，還是需要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)——在高鎳在前端工藝調(diào)整和不斷進(jìn)步以后，圍繞安全和能量密度的平衡可能會(huì)有一個(gè)轉(zhuǎn)折。
從安全角度來(lái)看，復(fù)合集流體是近年來(lái)安全技術(shù)的一個(gè)重要突破，寧德時(shí)代的布局可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)的一個(gè)風(fēng)向標(biāo)。
相對(duì)而言，國(guó)外的電池標(biāo)的，也會(huì)在各種屏障下有一定的發(fā)展。
按照目前的格局來(lái)看，歐美電池和中國(guó)的最大差異在成本方面，滲透率提升又完全依靠成本，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)外很難出來(lái)一個(gè)寧德時(shí)代，一堆小的創(chuàng)新性電池企業(yè)是否能持續(xù)發(fā)展，后面還看歐美本地的電池產(chǎn)業(yè)鏈成熟速度。
今天的文章，主要來(lái)介紹Soteria BIG（Soteria Battery Innovation Group），這個(gè)公司之前一位友人給我介紹過(guò)，最近一位遠(yuǎn)在加拿大的大哥找我咨詢，我想花點(diǎn)時(shí)間來(lái)梳理下！
▲ 圖1.Soteria在NASA電池Workshop里面介紹的材料
Part 1 Soteria是什么樣的公司？
這個(gè)先扯遠(yuǎn)一點(diǎn)說(shuō)起，從2017年開始部署三元電池以來(lái)，我們得到了很多的反饋，大部分的起火事故其實(shí)是個(gè)概率問(wèn)題，哪怕是五系的三元電池。一方面是在制造過(guò)程中的問(wèn)題，還有在運(yùn)行過(guò)程中頻繁快充，都會(huì)造成潛在的熱失控，這個(gè)概率雖然小，但是對(duì)于LG Chem這樣的大鱷來(lái)說(shuō)也要付出非常巨大的代價(jià)。
我們別笑話別人，實(shí)事求是講，做高鎳電池必須要解決這個(gè)問(wèn)題。
▲ 圖2.高鎳電池的問(wèn)題
Soteria公司其實(shí)是一家很有意思的公司，主要圍繞的還是安全電池的設(shè)計(jì)，這個(gè)和我們大多數(shù)汽車企業(yè)講的電池系統(tǒng)安全不一樣，我們是在模組和Pack層級(jí)去解決問(wèn)題，而Soteria的安全解決方案主要包括：
▲ 圖3.Soteria的解決方案
▲ 圖4.Soteria在NASA的會(huì)議上，展示了一個(gè)被針刺的電芯保持了93%的容量
Part 2 Soteria的秘密在哪里？
從電芯的拆解核算也可以來(lái)做一個(gè)分解，以特斯拉用的LG的產(chǎn)品為例，大概材料可以分解下，51.75kWh，根據(jù)拆解來(lái)看，電芯的重量為201.68kg，對(duì)應(yīng)的正極材料的重量為80kg，對(duì)應(yīng)的鎳的重量為65.57kg，鈷的重量為4.8kg。
1）Dreamweaver separator 高溫隔膜：
Dreamweaver可能是無(wú)紡布隔膜，按照Soteria的說(shuō)法在300℃的溫度下非常穩(wěn)定，沒(méi)有明顯的收縮。采用芳綸纖維增強(qiáng)以后，溫度可以進(jìn)一步在550°C保持穩(wěn)定。
▲ 圖5.Soteria Dreamweaver的隔膜
2）聚合物基的金屬鍍層集流體
Soteria的集流體是它安全設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，Polymer使用的材料對(duì)比。
▲ 圖6.Soteria用到的是Poly，金屬層厚度可調(diào)
如前面所說(shuō)的，Soteria在闡述樣品時(shí)，使用了811/石墨5Ah軟包疊片電池，然后進(jìn)行了最嚴(yán)苛的針刺測(cè)試，針刺后的電池還可以用，從容量保持率來(lái)看能保持93%。
▲ 圖7.針刺后還能用的電池
Soteria這種安全設(shè)計(jì)電池組，要從隔膜和復(fù)合集流體兩方面綜合作用來(lái)達(dá)到效果，耐高溫隔膜不會(huì)發(fā)生熱收縮導(dǎo)致大面積短路的情況，聚合物基集流體升溫后會(huì)熔斷起到類似電芯里面保險(xiǎn)絲的作用。
▲ 圖8.復(fù)合集流體的安全機(jī)制
小結(jié)：
我個(gè)人認(rèn)為，我們對(duì)于電池能量密度的迭代應(yīng)該充滿信心，不單是CTP和CTC技術(shù)可以讓電池系統(tǒng)變得更強(qiáng)大，電芯層面設(shè)計(jì)可能讓持續(xù)進(jìn)步的空間越來(lái)越大。在某個(gè)拐點(diǎn)，隨著碳酸鋰的價(jià)格持續(xù)上升，高鎳材料和復(fù)合集流體的成本下降，技術(shù)路線會(huì)逆轉(zhuǎn)！
