日期：
2023-03-01 00:28:01
来源：先进电池材料收集 编辑：Sinobattery
2022CHPB-5 现场照片十张（左右滑动查看更多精彩）
2022年11月23日-25日，由中国化学与物理电源行业协会、中国电子科技集团公司第十八研究所共同主办，先进电池材料/北京中联毅晖国际会展有限公司承办的《第五届先进高功率电池国际研讨会The 5th International Conference on Advanced High Power Battery》（2022 CHPB-5）在苏州顺利召开。本届大会得到了中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的特别支持，并由无锡先导智能装备股份有限公司冠名 赞助及蓝科途、安普瑞斯（南京）、山东精工电子、长虹三杰新能源 等赞助单位的大力支持。参加本届大会的嘉宾来自国内外汽车产业、无人机、3C电子、电动工具、铅酸电池、超级电容、镍氢电池、锂离子电池及系统Pack、锂电池四大主材等配套相关设备等领域；共有200家企业单位，400余位嘉宾出席了此次国际研讨会。
在2022CHPB-5，Session3 “无人飞行器动力电源技术发展 ”分论坛主题上，来自深圳市格瑞普电池有限公司研究院，殷振国院长 做了“高电压三元高倍率无人机电池应用研究 ”主题演讲。 深圳市格瑞普电池有限公司研究院，殷振国院长
殷振国：大家好！我是深圳市格瑞普电池有限公司的殷振国，非常感谢主办方提供这个机会，有关无人机电池方面做一些分享交流。 今天我分享的内容是《高电压三元高倍率无人机电池应用研究》，主要是针对高倍率电池在植保无人机以及物流无人机两个领域做的研发工作。
深圳市格瑞普电池有限公司成立于1998年，是一家研发、生产、销售锂离子电池镍氢电池的国家高新技术企业，总部位于深圳市龙华区，目前在深圳龙华、深圳光明、湖南郴州设有生产基地，现有员工2500多人。公司的锂电部分主要是软包叠片高倍率锂离子电池，主要是应用于航模、车模、无人机、电动工具、应急起动电源和特种电源等等，异形电池主要是应用于各类穿戴电子产品，如弧形电池和圆形电池就是用在智能耳机、智能手表、还有智能戒指。
我们公司的自主品牌，包括格氏ACE、Gens ACE和Tattu，格氏主要是用在国内的航模飞机和模型车，Gens ACE主要是针对海外的市场，Tattu国内外都会有。
针对无人机智能电池，从19Ah-25Ah，目前到30Ah都可以做。应急启动的电池，主要是针对车辆救援做的，目前可以支持到12V 8L以下汽油车，6L以下柴油车，还有一些气泵，给车胎补气的功能，还有照明USB的电源。
这个展示了部分高倍率电池的特性，第一个是FPV竞速无人机电池倍率放电特性，放电性能最高可以支持到40C。这个电池做3C的持续充电、4C持续放电循环的话，可以做到300周95以上。我们也做一些低温液用电池，做到-50℃的放电，还有应急启动的，最高可以做到150C脉充放电。 无人机市场发展经过十多年的发展，我国民用无人机市场发展日趋成熟，在行业应用场景需求快速增长驱动下和国家政策予以支持，产业规模持续扩大，无人机在农业植保、电力巡检、地理测绘、安防、物流应用发展快速。2017年12月出台的《促进民用无人机驾驶航空发展的指导意见》规划到2025年我国民用无人机产值达1800亿元，年均增速25%以上，产业规模、技术水平、企业势力持续保持国际领先势头。 2022年1月民航局发布《“十四五”民用航空发展规划》重点提出要大力引导无人机创新发展，积极拓展服务领域，完善法规标准体系，创新无人机产业生态等。 我国民用无人机市场规模，据《中国无人机行业发展白皮书（2021年）统计数据显示，2015年我国无人机在各领域开始规模化应用，民用市场规模达到156亿元，2021年我国民用无人机市场规模达869亿元，2022年预计我国民用无人机市场的规模达千亿以上。 农业植保、快递物流、空中交通等重点领域增长快速，2021年中国民用无人机农业植保领域市场规模131.22亿元，较2020年增加了63.32亿元，同比增长93.25%，预计农业植保无人机将持续保持较大市场份额。 2021年中国民用无人机快递物流领域市场规模达18.45亿元，按照民航局“先载货后载客、先隔离后融合”的民用无人驾驶航空发展路径，无人机物流快递应用的商业化应用将更快走向现实。 2022年沃尔玛宣布将联合DroneUp扩展无人机配送服务网络，预计年底其无人机年配送包裹量达到百万级，在国内截至6月，美团无人机在深圳已经落地4个商圈，面向真实用户的订单数超过5.8万单。 城市空中交通（UAM）、电动垂直起降（e-VTOL）、飞行汽车等概念成为航空领域中最热门的创新领域和投资领域之一。 民用无人机电池需求，预计2020年对锂电池出货量达2.9GWh预计到2025年将达16.1GWh无人机将成为高倍率锂电池主要应用领域之一。 目前无人机用电池为叠片或多极而卷绕软包高倍率锂电池，相比圆柱、方形铝壳锂电池，其具有高能量密度高、内阻小，循环寿命长，尺寸可定制等优势。无人机技术的持续进步，需要持续提升电池能量密度、循环寿命、可靠性等指标，随着电池原材料价格的上涨，需要进一步降低电池成本。 我们回顾了一下无人机电池能量密度发展历程及趋势，2012年是4.2V钴酸锂/石墨是220Wh/kg，到后面4.35V 钴酸锂、4.4V 钴酸锂，三元材料逐步导入，高电压523的三元，可以达到250Wh/kg以上。这一两年来看，NCM811三元已有应用，还有更高电压4.45V钴酸锂，以及中镍，高镍加硅碳体系，能量密度都可以到270Wh/kg左右，所以未来中、高镍的三元在无人机电池中的应用会进一步增长。
这张图主要展示一下碳酸锂原材料方面，钴酸锂、NCM523材料价格走势，从2020年开始，原材料快速上涨，到11月10日国内电池级碳酸锂价格达到了56万元/吨，和2020年同期4.2万元/吨相比，涨了12.5倍以上，近两年钴酸锂、三元材料价格呈持续上涨趋势，原材料价格的上涨，对无人机电池的成本要求也越来越高。 我们比较了钴酸锂和三元电池电池的信息，以20Ah-5C电池评估，可以看到正极相对来讲是中高镍会高一些，能量密度也会相对有所提升。倍率性能来说，钴酸锂的倍率性能是最优的，中高镍就相比较相对差一些，整个成本钴酸锂是最高的，中高镍的就低一些，三元材料的循环寿命也有一定的提升，所以总结一下就是钴酸锂体系倍率放电平台高，材料成本高。三元体系具有适中的倍率性能，但是倍率放电平台较低，能量密度较高，材料成本低。NCM811成本倍率性能差，倍率放电平台低，能量密度高材料成本低。
这是不同体系5C放电曲线的比较，很明显钴酸锂放电平台高，中镍523和613是在中间，NCM811会低一些。 NCM523/石墨体系，是采用多晶的4.35V NCM523/石墨体系制作的20Ah植保无人机单体电池，小粒径比较适用于高倍率电池，电池的能量面度是215Wh/kg，持续15C放电，工作电压是3.0~4.35V电压。 常温下不同倍率的放电曲线，9C持续放电效率是97.6%，相比0.5C的容量，中值电压是3.519V，电池表面最高温度是50.5℃。
根据植保无人的工况，我们在0℃、25℃、55℃做了放电，考虑到无人机BMS有一个电压管控，所以拐点也是我们特别关注的，在0℃的时候9C放电拐点电压是3.495V放电效率是91.2%。 循环循环寿命的测试在5C持续充电，9C放电的曲线，常温下，600周容量保持率是94.3%，25℃循环1000周容量保持率86.7%，45℃循环600周容量保持率86.2%。 电池高温储存的特性，因为植保电池对高温性能的要求越来越高，所以我们现在重点在高温方面，电解液方面做了一些持续的优化，目前60度储存30天厚度增加4.5%，容量恢复大于95%。 NCM523/石墨体系就是9C倍率放电效率是97.6%，中值电压3.519V电池表面最高温度50.5℃。满足常温5C充电，9C放电循环大于1000周，高温45℃600周以上，满电60℃储存30天不胀气，0℃ 9C放电拐点电压3.495V放电效率91.2%。 NCM613/石墨体系无人机电池，主要是针对现在一些物流无人机单体电池做的研究，23.5Ah的单体，能量密度相对高一些，到240Wh/kg，充电倍率到2C，持续放电倍率10C。单晶的循环寿命相对来讲更好一些。
NCM613/石墨体系无人机天池10C倍率放电效率是93.9%，中值电压3.48V，电池表面最高温度52.8℃。满足常温2C充电、4C放电循环大于1000周，高温45℃600周以上，满电60℃储存30天不胀气，0℃ 3C放电拐点电压3.756V，放电效率84.4%，-10℃ 3C放电拐点电压3.552V。