2020年愈發(fā)呈現(xiàn)百花齊放態(tài)勢的動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，在2021年開年依舊熱鬧非凡。一月八日，在國軒高科第十屆科技大會上，該公司重磅公布磷酸鐵鋰離子電池新品，單體電池能量密度可達210Wh/kg。這也是大眾我國入股后，國軒高科第一次高調(diào)亮相。

“該款產(chǎn)品的單體能量密度，刷新了去年國軒高科自己創(chuàng)造的200Wh/kg紀錄，目前已超過三元常規(guī)523電池的水平，接近三元622電池的能量密度。而且它更加安全，市場應用前景更為可觀。”國軒高科工程研究總院常務副院長徐興無說道。

■突破能量密度“天花板”

行業(yè)似乎已形成共識，磷酸鐵鋰離子電池存在能量密度的“天花板”。國軒高科力圖用數(shù)據(jù)扭轉(zhuǎn)這種觀點。徐興無表示，2009年，磷酸鐵鋰電芯的單體能量密度只有95Wh/kg；在國軒高科的努力下，2015年公司突破了140Wh/kg的“天花板”，2019年其磷酸鐵鋰電芯單體能量密度達到190Wh/kg并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，2020年初這個數(shù)字又提升至200Wh/kg，去年末達到210Wh/kg，明年的目標是230Wh/kg。“只要在正確的道路繼續(xù)走下去，持續(xù)探索，磷酸鐵鋰離子電池的能量密度仍將被不斷突破。”他認為。

在新能源汽車行業(yè)從政策驅(qū)動向市場驅(qū)動發(fā)展的進程中，動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也回歸理性，磷酸鐵鋰離子電池憑借自身優(yōu)勢再次來到聚光燈下。據(jù)介紹，國軒高科此次全新公布的國軒高科磷酸鐵鋰210Wh/kg單體電池產(chǎn)品采用軟包電芯，0.33C電芯容量為55Ah，電壓平臺為3.2V，電芯重量830g，計算電池能量密度212Wh/kg。

國軒高科是如何打破能量密度“天花板”的？徐興無講了三點重要原因。第一，材料技術(shù)的創(chuàng)新，國軒高科使用了自主研發(fā)的高性能正極材料。據(jù)介紹，磷酸鐵鋰離子電池正極材料的理論克容量是170mAh/g，而2009年在全電池中實際只有不到120mAh/g，現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)普遍也只有140mAh/g多。國軒高科通過多種技術(shù)手段，使正極材料克容量達到150mAh/g，壓實密度達到2.4g/cc。

第二，在磷酸鐵鋰化學體系中首次成功應用了硅負極材料。碳負極材料的鋰離子插入層狀結(jié)構(gòu)中，形成Li15Si4鋰硅合金，因此有高出近10倍的理論克容量。

第三，先進的預鋰化技術(shù)落地。無論提升正負極材料的可逆容量，還是使用硅負極材料，都離不開預鋰化技術(shù)的應用。據(jù)悉，雖歷經(jīng)多年，但預鋰化技術(shù)的開發(fā)難度依舊非常大。鋰是最活潑的金屬之一，空氣中的微量水分都可能引發(fā)鋰金屬的燃燒甚至爆炸，業(yè)內(nèi)有關預鋰化技術(shù)始終停留在實驗室階段。國軒高科自研的預鋰化技術(shù)，使其能夠真正進行大規(guī)模的生產(chǎn)應用，可謂一項巨大突破。

有業(yè)內(nèi)人士向記者表示，在磷酸鐵鋰技術(shù)路線中，單體電池能量密度達到210Wh/kg確實很高，不過新電池的具體表現(xiàn)還要看裝車試驗結(jié)果。

■推出JTM提高電芯適配性

隨著新能源汽車補貼退坡的推進，動力鋰離子電池成本問題成了關乎行業(yè)生死存亡的大問題。整車公司不同車型采用的電池箱各式各樣，尺寸存在差異，電芯的適應性低則是行業(yè)發(fā)展的另一掣肘。

面對行業(yè)發(fā)展的“痛點”，2020年以來，不少新電池技術(shù)得以涌現(xiàn)，比如PACK技術(shù)、CTP技術(shù)、刀片電池技術(shù)等。國軒高科另辟蹊徑，推出了JTM電池。JTM系JellyrollToModule的首字母，即從卷芯到模組。

記者了解到，JTM最顯著的特色，就是從卷芯直接到模組的一體化制造技術(shù)。JTM產(chǎn)品采用特殊材料和工藝制作的塑殼，以及更加高效集成的成組技術(shù)，使它以簡單設計的合成理念，真正實現(xiàn)了從原材料直接制備模組或電池包的最終目標。

“具有100多年歷史的鉛酸電池發(fā)展到今天，遇到了革命性的替代產(chǎn)品，那就是JTM。”徐興無指出，與傳統(tǒng)電池制造工藝相比，JTM技術(shù)具有電池材料大幅精簡、制造過程簡化、電池性能大幅提高、綜合成本顯著降低、電池包絡適應性新增等特點。其中，最大的優(yōu)勢體現(xiàn)在“變形金剛式的柔性模組”的高度適配性上。這意味著可以比較容易地設計制造成各種尺寸的模組，以適應千變?nèi)f化的電池包絡，即可實現(xiàn)在一條產(chǎn)線上生產(chǎn)廣泛適應的電池產(chǎn)品。

據(jù)介紹，國軒高科JTM首款電池為20Ah/12.8V，同樣電量尺寸只有鉛酸電池的一半，重量只有1.75kg，循環(huán)壽命3000周以上，而鉛酸電池的重量約7kg，循環(huán)壽命不到600周。更重要的是，它的成本已接近鉛酸電池的成本。

■鐵鋰回歸是“補課”現(xiàn)象

新能源汽車行業(yè)獨立研究員曹廣平對記者表示，目前磷酸鐵鋰離子電池的回歸是補貼退坡后新能源汽車行業(yè)的“補課”現(xiàn)象。相較三元電池，磷酸鐵鋰離子電池具有能量密度稍差，但成本低、更安全的特點。隨著新能源汽車補貼退坡，電動汽車產(chǎn)品的成本壓力會增大，固態(tài)類電池短時間還無法量產(chǎn)，磷酸鐵鋰離子電池的回歸有其必然性。另外，車企在電動汽車起火自燃事故中承受著巨大壓力，也賦予磷酸鐵鋰離子電池更大發(fā)展空間。

當前，國內(nèi)新能源汽車市場呈現(xiàn)兩極分化，一方面高端車型暢銷，另一方面部分產(chǎn)品下沉至三、四級市場。鄉(xiāng)鎮(zhèn)市場對車輛續(xù)駛里程的要求相對不高，同時對成本十分敏感，這也是五菱宏光MINIEV市場走熱的原因。國軒高科等動力鋰離子電池公司在磷酸鐵鋰領域發(fā)力，正是基于對行業(yè)發(fā)展走勢的判斷。

資料顯示，比亞迪、北汽、長城、奇瑞、上汽、長安、東風、江淮、特斯拉、小鵬、哪吒等國內(nèi)外車企都已推出配裝磷酸鐵鋰離子電池的乘用車。受特斯拉Model3、五菱宏光MINIEV、比亞迪漢EV等多款現(xiàn)象級車型銷量大幅上升帶動，磷酸鐵鋰離子電池2020年在乘用車領域的裝機量占比也得到了提升。

曹廣平認為：“大眾入股國軒高科后，將改變其用戶指向，原來基本是面向國內(nèi)車企，今后將擴展至配套合資車企，尤其以大眾車型為主。國軒高科成為大眾的供應商，將根據(jù)后者的產(chǎn)品策略和供貨要求發(fā)展。”

國軒高科工程研究總院院長蔡毅介紹稱，公司與大眾建立了聯(lián)合項目組團隊，大眾已經(jīng)在模組設計、制造工藝、質(zhì)量、測試等職能部門派駐專家進入，大眾國軒聯(lián)合項目組團隊總?cè)藬?shù)目前超過70人。雙方合作開發(fā)的MEB項目兼顧三元和鐵鋰兩種化學體系的標準MEB模組設計，目標是預計2023年實現(xiàn)量產(chǎn)供貨。

在伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理吳輝看來，大眾潛在的動力鋰離子電池供應商基本囊括了國際上幾大龍頭公司，可選擇的余地較大。雖然背后有大眾汽車，但國軒高科要想在未來的動力鋰離子電池市場中保有一席之地，還得靠自己做好研發(fā)和產(chǎn)品。