高功率长寿命三元锂离子动力电池关键技术及应用

科技成果来源：上海科技成果库;
地区：上海
成果名称：高功率长寿命三元锂离子动力电池关键技术及应用
成果类型：应用技术
技术领域：电池制造
成果完成单位：上海比亚迪有限公司;深圳市比亚迪锂电池有限公司;比亚迪股份有限公司;
成果完成人：周贵树;刘彦初;张焕;姚斌;张红涛;赵磊;马爱丽;
成果简介： 随着中国扶持政策的稳步调整和新能源汽车市场的迅速发展，动力电池将驱动中国锂离子电池规模持续快速增长，全球大力发展新能源汽车的趋势已经形成，未来中国动力电池领域在全球的市场占有率会不断提升。三元材料(NCM)由于能量密度高，价格相对便宜等优点，已成为国内的主流动力电池，市场份额已赶超磷酸铁锂(LFP)，未来国内三元电池的市场份额也将进一步提升。 NCM由于在充放电过程中材料结构不稳定，易发生相转变，循环性能比LFP差；同时材料热稳定性较差，安全隐患高于LFP，三元电池的商业化发展亟需技术突破。 该项目基于NCM自身特性，从电池材料→电芯→模组→电池系统逐层技术创新，开发出了高功率长寿命三元锂离子动力电池：功率密度可达2000W/kg，质量能量密度达167Wh/kg，应用于新能源汽车中，百公里加速仅4.3s。 1、构建新型电池材料体系提升动力电池循环性能及容量开发了以磷酸三酯为主要成分的新型组合添加剂，利用添加剂成分之间的诱导作用降低电解液表面张力和粘度，提升电池循环与功率性能；开发了“粗CNT+细CNT+SP”新型复合导电剂体系，实现点-线-点长程有序，短程无序的导电特性，提升电池高温循环及安全性能；在正极材料与集流体之间创新应用涂层铝箔，并通过导电涂层的优化，有效减少电池正极接触阻抗。 采用新型电池材料体系的三元动力电池产品性能提升：60℃高温循环500次容量保持率由原有体系的79.4％提高到92.5％，厚度膨胀率由15％降低到小于4％，DCIR降低15％，同时容量提升6.6％。 2、开发了陶瓷密封技术通过电池盖板组件密封结构的多重创新设计，如引出端子的凸缘设计及独特的填充焊料的焊接凹槽设计，解决了陶瓷盖板易出现的虚焊与焊接不牢等问题，进而提升动力电池结构的整体强度。 3、开发了自身能够强制断开的电流中断技术通过电流切断保护装置的创新设计，在过流、过充情况下实现自身强制切断电流，有效解决电池管理系统存在的电池电压电流采样失效，或者软件失效会引起电池鼓涨甚至爆炸起火问题，提高动力电池系统的安全可靠性。 4、开发了智能温控电池包热管理系统通过电池系统热管理装置、导风装置及风动装置的创新设计，在原有液冷系统基础上，增加低温环境可实现电池包加热的系统，同时采用智能化控制，持续感知并调节电池系统内部温度，提升电池系统使用寿命。 该项目已获发明专利6项，实用新型专利4项。 项目成果在比亚迪秦、唐、宋等多款新能源混动车型中进行了推广应用，汽车的动力性能、安全性能及电池使用寿命得到大幅提升，较上一代产品具有明显的性能优势和价格优势。已累计销售1350万PCS，产值达22.31亿元，实现利润2.04亿元，实现税收5128万元，节约资金4.57亿元。未来项目产品将作为比亚迪主流新能源混动汽车动力电池系统标配，同时匹配其他汽车厂商的车型，带动新能源汽车产业的发展，市场前景广阔。
成果登记/公布年份：2020年
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