257
我觉得对于近期的磷酸铁锂电池回潮，和后面磷酸锰铁锂的升级方案，还是需要有一个清醒的认识——在高镍在前端工艺调整和不断进步以后，围绕安全和能量密度的平衡可能会有一个转折。
从安全角度来看，复合集流体是近年来安全技术的一个重要突破，宁德时代的布局可以说是国内的一个风向标。
相对而言，国外的电池标的，也会在各种屏障下有一定的发展。
按照目前的格局来看，欧美电池和中国的最大差异在成本方面，渗透率提升又完全依靠成本，所以相对来说，国外很难出来一个宁德时代，一堆小的创新性电池企业是否能持续发展，后面还看欧美本地的电池产业链成熟速度。
今天的文章，主要来介绍Soteria BIG（Soteria Battery Innovation Group），这个公司之前一位友人给我介绍过，最近一位远在加拿大的大哥找我咨询，我想花点时间来梳理下！
▲ 图1.Soteria在NASA电池Workshop里面介绍的材料
Part 1 Soteria是什么样的公司？
这个先扯远一点说起，从2017年开始部署三元电池以来，我们得到了很多的反馈，大部分的起火事故其实是个概率问题，哪怕是五系的三元电池。一方面是在制造过程中的问题，还有在运行过程中频繁快充，都会造成潜在的热失控，这个概率虽然小，但是对于LG Chem这样的大鳄来说也要付出非常巨大的代价。
我们别笑话别人，实事求是讲，做高镍电池必须要解决这个问题。
▲ 图2.高镍电池的问题
Soteria公司其实是一家很有意思的公司，主要围绕的还是安全电池的设计，这个和我们大多数汽车企业讲的电池系统安全不一样，我们是在模组和Pack层级去解决问题，而Soteria的安全解决方案主要包括：
▲ 图3.Soteria的解决方案
▲ 图4.Soteria在NASA的会议上，展示了一个被针刺的电芯保持了93%的容量
Part 2 Soteria的秘密在哪里？
从电芯的拆解核算也可以来做一个分解，以特斯拉用的LG的产品为例，大概材料可以分解下，51.75kWh，根据拆解来看，电芯的重量为201.68kg，对应的正极材料的重量为80kg，对应的镍的重量为65.57kg，钴的重量为4.8kg。
1）Dreamweaver separator 高温隔膜：
Dreamweaver可能是无纺布隔膜，按照Soteria的说法在300℃的温度下非常稳定，没有明显的收缩。采用芳纶纤维增强以后，温度可以进一步在550°C保持稳定。
▲ 图5.Soteria Dreamweaver的隔膜
2）聚合物基的金属镀层集流体
Soteria的集流体是它安全设计的核心技术，Polymer使用的材料对比。
▲ 图6.Soteria用到的是Poly，金属层厚度可调
如前面所说的，Soteria在阐述样品时，使用了811/石墨5Ah软包叠片电池，然后进行了最严苛的针刺测试，针刺后的电池还可以用，从容量保持率来看能保持93%。
▲ 图7.针刺后还能用的电池
Soteria这种安全设计电池组，要从隔膜和复合集流体两方面综合作用来达到效果，耐高温隔膜不会发生热收缩导致大面积短路的情况，聚合物基集流体升温后会熔断起到类似电芯里面保险丝的作用。
▲ 图8.复合集流体的安全机制
小结：
我个人认为，我们对于电池能量密度的迭代应该充满信心，不单是CTP和CTC技术可以让电池系统变得更强大，电芯层面设计可能让持续进步的空间越来越大。在某个拐点，随着碳酸锂的价格持续上升，高镍材料和复合集流体的成本下降，技术路线会逆转！
