■来(lai)源：高工锂电(dian)
为缓解里程焦虑(lv)，电(dian)动(dong)汽(qi)车(che)装电(dian)量(liang)及(ji)续航里程呈现逐(zhu)年(nian)增(zeng)长趋势。在(zai)高(gao)装电(dian)量(liang)的(de)同时，为减少车(che)辆(liang)总重量(liang)，高(gao)比能（高(gao)体积能量(liang)密(mi)(mi)度及(ji)高(gao)重量(liang)能量(liang)密(mi)(mi)度）电(dian)芯成为主流(liu)主机厂(chang)开发高(gao)端车(che)型的(de)首选。
但高比能(neng)电(dian)芯“高镍(nie)加硅(gui)”的材料设计路径(jing)，在电(dian)池循环(huan)寿命、膨(peng)胀、安全三方面带来严峻挑战。
11月(yue)14-16日，2022高(gao)工(gong)锂电年会(hui)在深圳前(qian)海华(hua)侨城JW万(wan)豪酒店重磅启幕，此次年会(hui)主题为“千军(jun)万(wan)马新动力 中国引领全(quan)世(shi)界”。
动力电(dian)池专场一(yi)上(shang)，欣(xin)旺(wang)达电(dian)动汽车电(dian)池中央(yang)研(yan)究院梁世(shi)硕(shuo)博士发表了(le)“高比能动力电(dian)芯的(de)挑战(zhan)和开(kai)发策(ce)略(lve)”的(de)主题演讲。
高比能电芯的痛点与(yu)挑战(zhan)
梁世硕博士从高(gao)镍正极(ji)、硅(gui)基负(fu)极(ji)、硅(gui)体系(xi)电(dian)解液三方(fang)面分析(xi)了高(gao)比能电(dian)芯在(zai)材(cai)料体系(xi)上面临的痛点。
高镍(nie)环(huan)境(jing)中，电(dian)芯结(jie)构(gou)稳定性下降，更(geng)易发生不可逆(ni)相(xiang)转变，伴(ban)随(sui)晶格失氧，导(dao)致循环(huan)和(he)(he)安全(quan)性能恶(e)化。而且(qie)高镍(nie)失氧温度更(geng)低，失氧量更(geng)大，叠加(jia)高镍(nie)充(chong)放(fang)电(dian)过(guo)程中的颗(ke)粒破(po)碎，导(dao)致循环(huan)和(he)(he)产气(qi)恶(e)化进一步(bu)加(jia)剧。
硅(gui)基负极(ji)材料也存在着较为明显的挑战，主要有以下两方(fang)面：其一是(shi)硅(gui)颗粒(li)在脱(tuo)嵌锂时伴随着体积(ji)膨胀和收(shou)缩而导(dao)致颗粒(li)粉化、脱(tuo)落(luo)，造成结(jie)构坍塌(ta)，最终导(dao)致电(dian)极(ji)活性物质与集流体脱(tuo)离；其二是(shi)硅(gui)颗粒(li)表面固体电(dian)解(jie)(jie)质层(SEI)的持续生长对电(dian)解(jie)(jie)液(ye)以及来自正极(ji)的锂源的不可逆消(xiao)耗，加快(kuai)容量衰减。
目前硅基体系(xi)电(dian)解液(ye)大多采(cai)用高(gao)(gao)含量的FEC来稳定硅碳负极(ji)的SEI，但高(gao)(gao)含量的FEC容易被高(gao)(gao)镍正极(ji)或高(gao)(gao)电(dian)压正极(ji)所催(cui)化分解，从而(er)劣化电(dian)池的高(gao)(gao)温(wen)(wen)存(cun)储性(xing)(xing)能和高(gao)(gao)温(wen)(wen)循环性(xing)(xing)能，与高(gao)(gao)比(bi)能电(dian)芯原本希(xi)望实现的快充(chong)性(xing)(xing)能相斥(chi)。
欣(xin)旺达的高比(bi)能(neng)电芯(xin)开(kai)发策略(lve)
梁(liang)世硕博士分享到，欣旺(wang)达提出了针对性的(de)开发策略，逐一(yi)解决(jue)以上痛(tong)点。
对于高(gao)镍(nie)材(cai)(cai)料开发，欣旺达研(yan)发团队自(zi)主(zhu)开发了(le)机器学习力场势函数，实(shi)现材(cai)(cai)料准确(que)计算(suan)(suan)。针对高(gao)镍(nie)体(ti)系，计算(suan)(suan)了(le)29种掺杂(za)元素对三元材(cai)(cai)料本(ben)征性能(neng)(neng)影响，综合Li/Ni交换能(neng)(neng)、TM-O键能(neng)(neng)、氧(yang)平(ping)均(jun)净电荷、氧(yang)空位形成能(neng)(neng)、c参数变化率等(deng)5个维(wei)度计算(suan)(suan)结果，优(you)选(xuan)了(le)可(ke)以提升材(cai)(cai)料循环寿(shou)命和安全性能(neng)(neng)的最优(you)掺杂(za)元素。
同时(shi)，欣(xin)旺达还通过体(ti)相均(jun)匀(yun)掺杂工艺和晶(jing)面取向调控，有效(xiao)缓解了颗粒破碎，改善循环和产(chan)气。
氧化硅材料开发上，欣旺达通过仿真计算(suan)，调(diao)控(kong)氧含量，使材料体(ti)积膨胀降低(di)一(yi)半；并(bing)通过调(diao)控(kong)硅酸盐(yan)相(xiang)、均质掺杂技术(shu)，大(da)大(da)提(ti)升快充(chong)性能(neng)。
电(dian)解(jie)液开发策略上，欣旺达使(shi)用硅负极成(cheng)膜(mo)添(tian)加剂(ji)、除酸添(tian)加剂(ji)、耐(nai)氧化(hua)溶剂(ji)、新型成(cheng)膜(mo)添(tian)加剂(ji)等，成(cheng)功解(jie)决SEI膜(mo)、HF腐蚀、改善产气(qi)、耐(nai)压性、相容性等问(wen)题。
以(yi)上述开发(fa)策略为基(ji)石，欣旺达推(tui)出的(de)300Wh/kg电芯产品，具备长寿命、低(di)循环膨(peng)胀率、高安全可靠性、模组无热扩散等(deng)优势。
以(yi)三亚市的实(shi)际运行(xing)工(gong)况(kuang)为(wei)例，该高(gao)比(bi)能(neng)电芯服(fu)务寿(shou)命8年(nian)且(qie)16万公里(li)质(zhi)保寿(shou)命SOH_均(jun)值(zhi)(zhi)为(wei)：82.33%，满足80%的需求(qiu)；满电膨胀(zhang)率(lv)及满电膨胀(zhang)力值(zhi)(zhi)均(jun)显著低(di)于整机厂客户(hu)要(yao)求(qiu)，实(shi)现低(di)循环膨胀(zhang)率(lv)；在60 ℃ 环境下安全(quan)通过(guo)外(wai)短路和(he)过(guo)充测试。
全球化步(bu)伐进一步(bu)加(jia)速
面对用(yong)(yong)户焦虑(lv)和产品(pin)(pin)痛(tong)点，欣旺达(da)针(zhen)对电动(dong)(dong)汽车(che)的细分(fen)使用(yong)(yong)场景需求，完成超级快充，长续航，长寿命和经(jing)济型动(dong)(dong)力电池的产品(pin)(pin)布局，全面覆盖乘用(yong)(yong)车(che)使用(yong)(yong)场景。
截至目(mu)前，欣旺达已进(jin)入包括雷诺(nuo)、日产、易捷特、吉利、东风(feng)、广汽(qi)(qi)、上汽(qi)(qi)通用五菱、上汽(qi)(qi)集团(tuan)、小鹏汽(qi)(qi)车、大众汽(qi)(qi)车等主机厂的供(gong)应体系。其产品成(cheng)熟度和稳定性进(jin)一步得到市(shi)场(chang)批量应用验证。
据GGII数据，欣旺达位列2022年前(qian)三季度全球(qiu)动力电(dian)池装机量前(qian)十，且增速亮眼(yan)。
全(quan)(quan)球(qiu)化布局方面，梁(liang)世硕博(bo)士表示，欣旺达被评(ping)为全(quan)(quan)球(qiu)动力(li)电池(chi)TIER 1生产商［有资格(ge)供应超过(guo)1家跨国OEM/EV生厂商（海外市场），且(qie)年累积产能＞5GWh］，是全(quan)(quan)球(qiu)获此认证的9家企业之一。
11月6日，欣旺达宣布拿到德国大众HEV项目电池包系统定点。欣旺达将作为德国大众的量产供应商，为德国大众HEV项目供应动力电池包系统。
11月14日，欣(xin)旺(wang)达GDR正(zheng)式(shi)在瑞(rui)士(shi)证券交(jiao)易所(suo)上市交(jiao)易，成为(wei)登陆(lu)瑞(rui)士(shi)交(jiao)易所(suo)的(de)第七家中国(guo)企业(ye)(ye)，及第五(wu)家锂(li)电行业(ye)(ye)企业(ye)(ye)。发行GDR将帮助(zhu)欣(xin)旺(wang)达进一步拓宽海(hai)外融资渠道，为(wei)开(kai)拓国(guo)际客户提供有(you)力支撑(cheng)，大(da)(da)大(da)(da)加快(kuai)其国(guo)际化战略步伐。
