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天勁股份:多維防護保障磷酸鐵鋰電池全生命周期安全

2016-03-17 · 來源: 高工電動車網 關注度:103415 次
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摘要:天勁股份加大動力電池產能投入。天勁專注于聚合物鋰電池的研發、生產,材料體系采用了磷酸鐵鋰和三元材料兩種路線。

  2015年,中國新能源汽車銷量突破30萬輛,市場逐漸由導入期進入到成長期。在此背景下,車用動力鋰電池需求大幅攀升。進一步提升動力電池安全、穩定性成為產業共識。
 
  “新能源汽車推廣應用正進入關鍵期。電池是電動汽車的‘心臟’,動力電池安全性應是電池企業關注的核心。”天勁股份董事長曾洪華向高工鋰電網表示,動力電池企業要通過材料選型、電芯生產、模組、PACK、電池管理系統(BMS)等多個維度對電池安全性進行設計、維護,確保交付產品的全生命周期安全可靠。
 
  2015年,天勁股份(831437)加大動力電池產能投入。天勁專注于聚合物鋰電池的研發、生產,材料體系采用了磷酸鐵鋰和三元材料兩種路線。

 

  曾洪華認為,磷酸鐵鋰電池最大的優勢在于材料穩定性和長循環性特點,適用于電動商用車領域。三元電池具備高比能量、輕量化等優勢,在電動乘用車及物流車領域將大有作為。
 
  動力電池安全性涉及材料安全、電芯安全、電池管理系統(BMS)安全、成組結構安全等多個層級。為了保障動力電池全生命周期的安全性,天勁股份從每個環節都進行了深度的控制管理及設計改進。
 
  >>>以磷酸鐵鋰電池為例,天勁股份從材料選型開始就設定了極為嚴苛的標準。
 
  “國內涉及磷酸鐵鋰材料生產制造的企業不少于50家,天勁在鐵鋰正極材料的選擇上,主要考慮的是材料供應商在本行業的技術沉淀、行業經驗及地位。”天勁股份動力電池研發總監佟健介紹。
 
  鐵鋰材料是在還原氣氛下進行燒結,其批次穩定性及一致性較其他量產的電池材料相對要難控制一些,這就需要供應商具備長期的技術沉淀和過硬的品質管控能力。
 
  >>>在電芯制造環節,天勁股份從隔膜選材、極片設計、工序管控等都進行了改良和創新。
 
  “我們在選材上使用厚的基膜+陶瓷隔膜,基于足夠的N/P比,足夠的大小片余量及隔膜余量設計,工序中進行粉塵和毛刺的管控,X-ray整齊度的測試,以及電芯分容后的高溫老化等技術手段確保電芯的內部安全性。”佟健告訴高工鋰電網。
 
  動力電池規模化制造的背景之下,數字化的質量控制體系及物料追溯系統顯得尤為重要。
 
  天勁股份聚合物分公司總經理楊萬光介紹,從原材料開發認證到電芯的生產過程,再到最后的出貨,天勁都執行了嚴格的質量控制流程。
 
  例如,物料的開發需要遵循物料認可流程,要通過實驗驗證、樣品驗證及試產驗證后才能進入小批量產。同時,在每個驗證階段都有節點的評審。而在電芯生產過程中,會按控制計劃中的要求進行相應的首檢,巡檢及關鍵工序的SPC管控。
 
  “天勁通過了TS16949的認證,嚴格按照此標準體系組織生產。”在楊萬光看來,標準化的質量控制流程是保障動力電池電芯安全的基石。
 
  事實上,材料和電芯的安全只是整個動力電池系統最為基礎的兩個層級,要想實現新能源汽車的穩定安全運行,還要在電池管理系統和動力電池成組結構上尋求突破。
 
  對此,天勁股份專門成立了動力電池研究院,加大在pack及BMS環節的技術研發力度,并通過與車企的深度合作來實現動力電池系統的不斷優化升級。
 
  一個可供參考的案例是,磷酸鐵鋰電池對溫度變化比較敏感,在氣候嚴寒溫度較低的季節中使用電池時,必須加熱才能夠保證電池的正常運行。
 
  針對該技術難題,天勁股份的研發團隊集中攻關,對BMS進行了一系列優化設計。通過模塊嵌入熱傳導裝置,使BMS與熱管理裝置相聯通,最終實現BMS系統可根據環境變化調節電池系統自動加熱與冷卻。
 
  在此基礎上,天勁股份還在BMS系統中內置EV云端遠程監控系統。通過該系統,可以實時監測整車電池狀態信息,并可實現實時報警顯示,定時生成電池報表,統計SOH信息。
 
  在動力電池的pack環節,天勁股份采用導熱灌封硅膠確保對電池的安全防護。通過該技術,電芯組合入鋁通,真空灌注,電芯每一個點面都有導熱膠均勻包覆,膠體的彈性,確保電芯得到保護與“呼吸”功能。硅膠灌封后的電池包,每一個電芯都與空氣隔絕,很大程度降低自燃可能。
 
  從材料、電芯,到BMS及pack成組,全方位立體化的安全防護讓天勁股份的動力電池產品得到了主流車企的認可。
 
  “天勁股份將以動力電池安全可靠為基礎,加快實現產品性能突破和技術升級。”曾洪華表示,天勁股份堅持構建全生命周期動力電池系統安全性,并且在為客戶提供定制化方案的同時,實現產品快速交付能力。預計到2017年底,天勁股份的產能將達到300萬AH/天。

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