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天劲股份:多维防护保障磷酸铁锂电池全生命周期安全

2016-03-17 · 来源: 高工电动车网 关注度:40545 次
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摘要:天劲股份加大动力电池产能投入。天劲专注于聚合物锂电池的研发、生产,材料体系采用了磷酸铁锂和三元材料两种路线。

【高工电动车专稿】   2015年,中国新能源汽车销量突破30万辆,市场逐渐由导入期进入到成长期。在此背景下,车用动力锂电池需求大幅攀升。进一步提升动力电池安全、稳定性成为产业共识。
 
  “新能源汽车推广应用正进入关键期。电池是电动汽车的‘心脏’,动力电池安全性应是电池企业关注的核心。”天劲股份董事长曾洪华向高工锂电网表示,动力电池企业要通过材料选型、电芯生产、模组、PACK、电池管理系统(BMS)等多个维度对电池安全性进行设计、维护,确保交付产品的全生命周期安全可靠。
 
  2015年,天劲股份(831437)加大动力电池产能投入。天劲专注于聚合物锂电池的研发、生产,材料体系采用了磷酸铁锂和三元材料两种路线。

 

  曾洪华认为,磷酸铁锂电池最大的优势在于材料稳定性和长循环性特点,适用于电动商用车领域。三元电池具备高比能量、轻量化等优势,在电动乘用车及物流车领域将大有作为。
 
  动力电池安全性涉及材料安全、电芯安全、电池管理系统(BMS)安全、成组结构安全等多个层级。为了保障动力电池全生命周期的安全性,天劲股份从每个环节都进行了深度的控制管理及设计改进。
 
  >>>以磷酸铁锂电池为例,天劲股份从材料选型开始就设定了极为严苛的标准。
 
  “国内涉及磷酸铁锂材料生产制造的企业不少于50家,天劲在铁锂正极材料的选择上,主要考虑的是材料供应商在本行业的技术沉淀、行业经验及地位。”天劲股份动力电池研发总监佟健介绍。
 
  铁锂材料是在还原气氛下进行烧结,其批次稳定性及一致性较其他量产的电池材料相对要难控制一些,这就需要供应商具备长期的技术沉淀和过硬的品质管控能力。
 
  >>>在电芯制造环节,天劲股份从隔膜选材、极片设计、工序管控等都进行了改良和创新。
 
  “我们在选材上使用厚的基膜+陶瓷隔膜,基于足够的N/P比,足够的大小片余量及隔膜余量设计,工序中进行粉尘和毛刺的管控,X-ray整齐度的测试,以及电芯分容后的高温老化等技术手段确保电芯的内部安全性。”佟健告诉高工锂电网。
 
  动力电池规模化制造的背景之下,数字化的质量控制体系及物料追溯系统显得尤为重要。
 
  天劲股份聚合物分公司总经理杨万光介绍,从原材料开发认证到电芯的生产过程,再到最后的出货,天劲都执行了严格的质量控制流程。
 
  例如,物料的开发需要遵循物料认可流程,要通过实验验证、样品验证及试产验证后才能进入小批量产。同时,在每个验证阶段都有节点的评审。而在电芯生产过程中,会按控制计划中的要求进行相应的首检,巡检及关键工序的SPC管控。
 
  “天劲通过了TS16949的认证,严格按照此标准体系组织生产。”在杨万光看来,标准化的质量控制流程是保障动力电池电芯安全的基石。
 
  事实上,材料和电芯的安全只是整个动力电池系统最为基础的两个层级,要想实现新能源汽车的稳定安全运行,还要在电池管理系统和动力电池成组结构上寻求突破。
 
  对此,天劲股份专门成立了动力电池研究院,加大在pack及BMS环节的技术研发力度,并通过与车企的深度合作来实现动力电池系统的不断优化升级。
 
  一个可供参考的案例是,磷酸铁锂电池对温度变化比较敏感,在气候严寒温度较低的季节中使用电池时,必须加热才能够保证电池的正常运行。
 
  针对该技术难题,天劲股份的研发团队集中攻关,对BMS进行了一系列优化设计。通过模块嵌入热传导装置,使BMS与热管理装置相联通,最终实现BMS系统可根据环境变化调节电池系统自动加热与冷却。
 
  在此基础上,天劲股份还在BMS系统中内置EV云端远程监控系统。通过该系统,可以实时监测整车电池状态信息,并可实现实时报警显示,定时生成电池报表,统计SOH信息。
 
  在动力电池的pack环节,天劲股份采用导热灌封硅胶确保对电池的安全防护。通过该技术,电芯组合入铝通,真空灌注,电芯每一个点面都有导热胶均匀包覆,胶体的弹性,确保电芯得到保护与“呼吸”功能。硅胶灌封后的电池包,每一个电芯都与空气隔绝,很大程度降低自燃可能。
 
  从材料、电芯,到BMS及pack成组,全方位立体化的安全防护让天劲股份的动力电池产品得到了主流车企的认可。
 
  “天劲股份将以动力电池安全可靠为基础,加快实现产品性能突破和技术升级。”曾洪华表示,天劲股份坚持构建全生命周期动力电池系统安全性,并且在为客户提供定制化方案的同时,实现产品快速交付能力。预计到2017年底,天劲股份的产能将达到300万AH/天。

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