如何保障高鎳化趨勢下的動力電池安全性？

5月22日至24日，“第十三屆中國國際電池技術(shù)交流會/展覽會(CIBF2018)”在深圳隆重舉辦，展覽規(guī)模達(dá)到11萬平米，吸引了全球超過1250家參展商同臺競技。

航美新材展臺，人流不斷

據(jù)悉，深圳航美新材料科技有限公司（以下簡稱“航美新材”）在此次展會上展出了其最新研發(fā)的電池?zé)峁芾?a target="_blank">產(chǎn)品。在高鎳化趨勢愈加明顯的當(dāng)下，如何更好地保障電池安全性成為業(yè)內(nèi)外人士共同關(guān)注的焦點。而航美新材的產(chǎn)品可有效防止電池?zé)崾Э?，提高電池?a target="_blank">新能源汽車的安全性，瞬間就抓住了眾多觀展人士的目光。

航美新材董事長***

在展會上，新材料在線?采訪了航美新材董事長***先生，聽他介紹公司電池?zé)峁芾懋a(chǎn)品——相變復(fù)合材料的具體應(yīng)用和布局，并就行業(yè)目前存在的問題發(fā)表了自己的看法。

高鎳化成趨勢安全問題凸顯

2017年，動力電池市場主要以三元111型、523型為主。但隨著鈷價的不斷上升，為了降低鈷金屬帶來的成本壓力，高鎳三元電池成為了電池企業(yè)“不得不”的一種選擇。

2018年2月13日，四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》，進(jìn)一步引導(dǎo)新能源汽車向高續(xù)航里程、高能量密度等方向發(fā)展。

在市場和政策的雙重影響下，高鎳三元電池正由523型過渡到622型，未來將過渡到811型。但高鎳化也存在著明顯的弊端，“這意味著電池將面臨更大的安全風(fēng)險?！?**表示。

業(yè)內(nèi)也普遍認(rèn)為，大幅提升電池能量密度、延長續(xù)航里程、降低成本是必須的，但需要建立在滿足安全性、保障循環(huán)壽命等性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上。

“熱失控”是大部分動力電池安全問題的癥結(jié)所在。深耕電池行業(yè)17年的***，對電池和新能源汽車市場十分看好。為了探索一個解決電池安全問題的方案，他在2015年就帶領(lǐng)團(tuán)隊開始研發(fā)相變復(fù)合材料。

相變材料是指隨溫度變化而改變物質(zhì)狀態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。轉(zhuǎn)變物理性質(zhì)的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。

轉(zhuǎn)眼三年過去，航美新材取得了不錯的成績。2016年，在國家大力推動軍民融合深度發(fā)展的戰(zhàn)略方針基礎(chǔ)上，航美新材與中國航天科工集團(tuán)建立了關(guān)于相變復(fù)合材料在動力電池和儲能電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域的應(yīng)用研發(fā)、工藝技術(shù)、生產(chǎn)配套等深層合作。

“除了與航天科工合作外，我們還與幾所高校展開技術(shù)合作，其中不乏國內(nèi)相變材料的頂級專家。近三年的研發(fā)投入及客戶項目配合，讓我們積累了豐富的經(jīng)驗和成果，也使得客戶對相變材料電池?zé)峁芾碓絹碓礁信d趣，越來越多廠商正與我們配合新項目開發(fā)。”***笑著說。

快速控溫相變材料形態(tài)多元化

航美新材的相變復(fù)合材料產(chǎn)品有兩大用途。

一是在電池正常工作時做熱管理，將大電流充/放電過程中產(chǎn)生的熱量和外部環(huán)境影響給電池造成的熱量作管控和控制；二是當(dāng)電池出現(xiàn)缺陷時，電池內(nèi)部達(dá)到了臨界點溫度，相變材料可以將這種熱量迅速吸收，轉(zhuǎn)移到電動汽車的其它部件中去，使得電池溫度快速下降，保障其安全性。一定程度上講，即便發(fā)生熱失控，相變材料也可以給司機(jī)和乘客爭取到一定的撤離時間。

“相變復(fù)合材料作為被動式熱管理材料，具備很多優(yōu)勢。針對不同體系的電池，航美新材可以提供不同的相變材料產(chǎn)品，從應(yīng)用形態(tài)上看是較多元化的?！闭f著，***就起身做具體的產(chǎn)品展示。

在他的介紹下，新材料在線?對航美新材此次展出的相變復(fù)合材料進(jìn)行了了解。

蜂窩狀相變材料模組

適用于18650/21700/26650/32650等全尺寸圓柱形鋰電池組

片狀或薄膜狀復(fù)合相變材料

適用于全尺寸聚合物軟包和方形鋁殼鋰電池組

硅油或雙組分灌封膠體系相變材料

屬于浸漬式熱管理方案，適用于密封性比較好的鋰電池模塊

***表示，相變復(fù)合材料具備高焓值、高導(dǎo)熱、低密度、高強度、絕緣阻燃的優(yōu)勢，可以快速吸熱導(dǎo)熱，降低電池組整體溫度；消除由于大倍率充放電帶來的熱量峰值；均衡電池溫度及壓差，提升電池效能及循環(huán)壽命；防止熱失控。

“從市場情況看，特斯拉的液冷系統(tǒng)非常復(fù)雜，成本和后期的維護(hù)成本都很高，國內(nèi)目前還做不到。我們希望通過在簡單的系統(tǒng)上加入使用相變復(fù)合材料，就可以達(dá)到特斯拉液冷系統(tǒng)的效果。這將大大降低了液冷系統(tǒng)的設(shè)計難度，也降低了生產(chǎn)成本和后期維護(hù)成本?！?**分析道。

據(jù)悉，航美新材產(chǎn)品的相變溫度可以覆蓋20-90℃，滿足客戶的實際運用環(huán)境需求，成本下降空間也較大。目前，航美新材已與國內(nèi)外幾十家電池企業(yè)展開了關(guān)于相變復(fù)合材料電池?zé)峁芾眄椖康暮献鳌?/p>

另外，相變復(fù)合材料密度低，基本不占空間和重量，除了動力電池和新能源汽車，還可廣泛應(yīng)用于軌道交通、通訊基站、激光設(shè)備、無人機(jī)及智能終端設(shè)備等多個領(lǐng)域。

專注研發(fā)獲東方富海青睞

2018年，航美新材成立深圳市相變復(fù)合材料工程技術(shù)研發(fā)中心，與國內(nèi)多所知名高校及科研機(jī)構(gòu)建立新材料方面的產(chǎn)學(xué)研合作，搭建了材料體系研發(fā)、工藝體系研發(fā)、綜合應(yīng)用測試等工程研發(fā)平臺。

航美新材團(tuán)隊

而作為相變復(fù)合材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域，電池行業(yè)的發(fā)展是***日常關(guān)注的一大焦點。

在他看來，洗牌對于每一個行業(yè)來講都是正常的必經(jīng)階段。中國已成為全球規(guī)模最大的新能源汽車生產(chǎn)國，從事電池等相關(guān)領(lǐng)域業(yè)務(wù)的企業(yè)非常多，但質(zhì)量參差不齊，行業(yè)進(jìn)一步洗牌整合在所難免。

“新能源汽車是未來發(fā)展趨勢，國家十分支持，但補貼政策是一把雙刃劍，用得好就事半功倍，用得不好、被企業(yè)看作唯一的生存空間，就只能被淘汰。我們可以多學(xué)習(xí)歐美，讓更多優(yōu)質(zhì)廠商發(fā)揮更大的創(chuàng)新優(yōu)勢，在基礎(chǔ)材料研發(fā)方面多投入，扎實推進(jìn)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，打破核心材料及零部件由海外企業(yè)壟斷的僵局?！?**語重心長地表示。

而相變復(fù)合材料在電池領(lǐng)域的應(yīng)用，也算得上是一種創(chuàng)新。

目前，航美新材在有機(jī)相變材料熱管理應(yīng)用上已掌握了多項專利技術(shù)。但***謙虛地表示，“材料領(lǐng)域的科研成果都是階段性的，需要不斷地進(jìn)行拓展?！?/p>

酒香不怕巷子深，謙虛低調(diào)、默默專注于研發(fā)的航美新材在前不久被東方富?！鞍l(fā)現(xiàn)”，并獲得了投資。

實際上，這是***第二次創(chuàng)業(yè)了?！皬能娪玫矫裼檬袌龅霓D(zhuǎn)變，沒有想象中那么簡單。相變材料應(yīng)用在動力電池上，成本有限制，性能要求更嚴(yán)格，要求也更多樣化?！?/p>

但***更想迎難而上，“希望未來三年內(nèi)，航美新材可以占據(jù)相變材料細(xì)分領(lǐng)域的領(lǐng)先位置?！?/p>