高電壓是近來比較熱門的電池技術(shù)。今年上海車展上，幾何汽車全新改款車型幾何A Pro正式上市，首次搭載了鎳55新型NCM523電池，擁有183Wh/kg高能量密度。此前，吉利已經(jīng)基于高電壓鎳55電池技術(shù)推出了幾何C。除此之外，吉利今年重點(diǎn)推出的極氪001，也是采用NCM523高電壓技術(shù)。

今年3月，動力電池新勢力領(lǐng)湃新能源也發(fā)布了一款高電壓中鎳VDA355電池產(chǎn)品，能量密度達(dá)240Wh/kg以上。模組結(jié)構(gòu)件采用輕量化設(shè)計、采集線集成化設(shè)計等技術(shù)，使其能量密度超過222Wh/kg，可滿足目前主流的500-600公里長續(xù)航車型要求。據(jù)悉，目前該產(chǎn)品已經(jīng)完成了階段性試制和驗證，并將于今年量產(chǎn)。

此外，去年欣旺達(dá)對外發(fā)布“不起火”電池包，其電芯也是5系的高電壓三元材料鎳5X。同時，瑞浦能源也推出了高電壓4.35V Ni55+石墨體系產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品電芯能量密度已做到245Wh/kg，且開始批量裝車應(yīng)用。

近期，中航鋰電在其微信公號也披露了其高電壓相關(guān)技術(shù)。中航鋰電稱，2018年底公司的5系高電壓產(chǎn)品成功實現(xiàn)市場端應(yīng)用推廣。到2020年，其能量密度已高達(dá)260wh/kg，并實現(xiàn)高安全不起火、長壽命不衰減、全氣候適應(yīng)性，且兼具成本優(yōu)勢。此外，公司目前已經(jīng)完成了下一代6系高電壓技術(shù)的開發(fā)，產(chǎn)品能量密度達(dá)到280Wh/kg。

中航鋰電提到，高電壓技術(shù)在產(chǎn)品端的真正應(yīng)用面臨兩大核心技術(shù)問題：（1）由于要耐受更高的電壓，三元材料自身體相結(jié)構(gòu)和界面保護(hù)需要做到精細(xì)化設(shè)計以對抗高電壓下的結(jié)構(gòu)劣化和界面副反應(yīng)；（2）材料在低溫和低SOC條件下的動力輸出能力較差，影響整車的客戶體驗。


中航鋰電稱，針對上述兩大核心問題，公司團(tuán)隊深入機(jī)理分析，通過精準(zhǔn)根因定位，聯(lián)合項目攻關(guān)，實現(xiàn)了一系列核心技術(shù)突破：

（1）體相原子層級均勻摻雜技術(shù)構(gòu)筑內(nèi)部高速、穩(wěn)定Li+擴(kuò)散通道：對于高電壓三元正極，Li離子在體相的嵌入-脫出需要克服一定的能量勢壘實現(xiàn)更長的傳輸距離，低溫或者低SOC下，該勢壘增加顯著。同時，在后續(xù)反復(fù)的充放電使用過程中，正極體相由于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定局部相變會進(jìn)一步加劇Li+傳輸阻力。針對該問題，通過層間原子層級的元素?fù)诫s，一方面拓寬Li+傳輸通道，有效提升Li+擴(kuò)散速率，另一方面，增強(qiáng)氧鍵合能力，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，顯著抑制過程中結(jié)構(gòu)相變的發(fā)生，進(jìn)而在對于高電壓三元正極內(nèi)部實現(xiàn)了高速、穩(wěn)定Li+擴(kuò)散通道的構(gòu)筑。

（2）界面靶向多元素協(xié)同包覆技術(shù)，實現(xiàn)高導(dǎo)鋰、“低”氧化活性雙重功效：高電壓條件下，正極界面長期處于高氧化狀態(tài)，催化氧化電解液溶劑分解進(jìn)而引發(fā)電解質(zhì)分解、HF酸產(chǎn)生、新鮮界面暴露、加劇分解等一系列鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，加劇性能的劣化。特別是高溫條件下，正極界面與電解液的交互反應(yīng)更加劇烈。如何在實現(xiàn)“低”氧化活性同時保證界面高導(dǎo)鋰特性是解決問題的核心也是行業(yè)難點(diǎn)。通過不斷的技術(shù)攻關(guān)，在界面均質(zhì)形成快離子導(dǎo)體同時針對高電子反應(yīng)活性的位點(diǎn)進(jìn)行誘導(dǎo)靶向包覆鈍化元素實現(xiàn)了“低”氧化活性和高導(dǎo)鋰兩大功能的完美兼顧。該技術(shù)的開發(fā)在顯著提升高電壓化學(xué)體系高溫壽命的同時實現(xiàn)了動力輸出能力的大幅提升；

（3）高效鈍化電解液添加劑設(shè)計技術(shù)，原位構(gòu)建正極界面納米防護(hù)層，協(xié)同界面包覆技術(shù)，使得界面氧化活性由“低”降“零”，徹底突破了高電壓化學(xué)體系高溫壽命的行業(yè)瓶頸：如上所述，高電壓和高溫條件下，正極界面和電解液的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是高電壓化學(xué)體系高溫壽命失效的原因。通過高效鈍化正極成膜添加劑的設(shè)計，在正極材料界面原位可控催化形成納米CEI膜，不影響動力輸出同時徹底解決高電壓正極界面活性問題。


中航鋰電聲稱，通過精準(zhǔn)定位，公司從根本上解決了高電壓三元化學(xué)體系的行業(yè)難題，實現(xiàn)了高能量、高安全、強(qiáng)動力和長壽命的兼顧，并成功的將上述核心技術(shù)推向產(chǎn)品。

看完相關(guān)介紹，讓人只是不明覺厲，因過于專業(yè)，未敢妄加評論，不知各位業(yè)內(nèi)人士如何看待？對高電壓技術(shù)未來的發(fā)展走向如何判斷？