中國(guó)汽車電動(dòng)化在2023年開(kāi)始進(jìn)入了全新階段,更安全、高性能同時(shí)更具性價(jià)比的動(dòng)力電池正在成為新階段的市場(chǎng)剛需。
一方面,隨著降價(jià)潮和補(bǔ)貼的全面退坡,車企要搶占更大市場(chǎng)份額,更具性價(jià)比的車型產(chǎn)品就是必然路徑。在此背景下,降本就成為現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)鏈的重中之重。
另一方面,新能源汽車滲透率不斷躍升,2019年——2022年,中國(guó)新能源汽車單月滲透率從4.06%增加到31.85%,上漲近7倍。2022年全年中國(guó)新能源汽車滲透率達(dá)25%,2023年中國(guó)新能源汽車滲透率很有可能超過(guò)30%,銷量將達(dá)900萬(wàn)輛。
更高的市場(chǎng)滲透率,意味著車企對(duì)于安全事故的容錯(cuò)率將會(huì)更低。傳導(dǎo)到供應(yīng)鏈環(huán)節(jié),車企自然對(duì)于動(dòng)力電池提出更高的安全要求。
作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件的動(dòng)力電池,壓力首當(dāng)其沖。對(duì)于動(dòng)力電池企業(yè)而言,誰(shuí)能提供更高品質(zhì)、更高安全、更高性價(jià)比的電池,誰(shuí)就能取得未來(lái)市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)。動(dòng)力電池優(yōu)化正在向極致安全、極致性能、極致成本的目標(biāo)邁進(jìn)。
市場(chǎng)環(huán)境的驟變下,蜂巢能源圍繞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、材料等方面一路創(chuàng)新。距離“龍鱗甲電池”問(wèn)世發(fā)布僅4個(gè)月時(shí)間,4月18日-27日,蜂巢能源“龍鱗甲電池”真包首次亮相上海車展。
龍鱗甲電池是蜂巢能源全新一代高安全動(dòng)力電池系統(tǒng)化解決方案,應(yīng)用熱電分離、空間功能集成設(shè)計(jì)等全新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了單體安全和系統(tǒng)安全的全面提升,在電池性能、制造效率、成本上,龍鱗甲電池也體現(xiàn)出了更高的綜合優(yōu)勢(shì)。
自問(wèn)世以來(lái),龍鱗甲電池已獲得多個(gè)客戶定點(diǎn)。
毫無(wú)疑問(wèn),動(dòng)力電池產(chǎn)品力的競(jìng)爭(zhēng)本質(zhì),核心還是體現(xiàn)在安全、性能、成本的競(jìng)爭(zhēng)上。
在特斯拉效應(yīng)下,46系大圓柱被認(rèn)為在安全、性能、制造效率、降本方面具備全方位優(yōu)勢(shì),進(jìn)而引發(fā)全球整車和電池廠高度關(guān)注與跟進(jìn)。
但無(wú)論是從“龍鱗甲電池”獲得市場(chǎng)青睞還是從產(chǎn)品力本身來(lái)看,相比于46系大圓柱電池,其在安全、性能、成本等方面都可與之分庭抗禮甚至更勝一籌。
極致安全
展會(huì)現(xiàn)場(chǎng),蜂巢能源展示了龍鱗甲最新通過(guò)的熱失控實(shí)驗(yàn)。在熱失控測(cè)試中,可以明顯看到,加熱觸發(fā)整包中間位置電芯熱失控,龍鱗甲整包未見(jiàn)明火,單電芯失控不擴(kuò)散至相鄰電芯,真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的極致安全。
這背后主要得益于龍鱗甲采用了先進(jìn)的“熱電分離”設(shè)計(jì)。
熱電分離被視為通往下一代的防護(hù)技術(shù)必經(jīng)之路。綜合考慮“熱”、“電”的因素,通過(guò)獨(dú)立區(qū)分熱失控泄壓區(qū)與電源傳送區(qū),大幅降低熱失控時(shí)內(nèi)部高壓拉弧、打火的失效概率,達(dá)到真正的“無(wú)熱失控蔓延”。
目前,熱電分離技術(shù)行業(yè)先行者主要包括特斯拉與蜂巢能源。
根據(jù)公開(kāi)信息,特斯拉公布的Model Y 4680 CTC方案,電芯的防爆閥布置在電芯底部,和正極端相反,在集成時(shí)做好底部泄放空間的引導(dǎo)和固定,在電芯正極端完成電連接,熱、電空間分別在底部和頂部,再Z向分離。
龍鱗甲同樣采取“熱電分離”設(shè)計(jì)?;诘诙痰峨娦緞?chuàng)新,龍鱗甲電池將防爆閥布置在底部,一旦發(fā)生某個(gè)電芯熱失控可快速實(shí)現(xiàn)定向泄壓,噴發(fā)物可按指定方向、通過(guò)很短的通道迅速排出,不蔓延至周邊電芯。同時(shí),龍鱗甲電池將電芯連接端布置在側(cè)面,實(shí)現(xiàn)了Y向與Z向的“熱電分離”。
此外,龍鱗甲電池采用高度集成的下箱體設(shè)計(jì),底部增加水冷板,并在短刀電池防爆閥開(kāi)口處避讓;將排氣空間與底盤(pán)防護(hù)空間高度集成。這意味著,下箱體可同時(shí)起到“結(jié)構(gòu)承載+結(jié)構(gòu)防護(hù)+集成冷板+泄爆疏導(dǎo)”四重作用。
針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景需求,龍鱗甲電池可提供頂部單面冷卻以及上下雙面冷卻方案,上下雙面冷卻方案可讓電芯大面積和冷卻板接觸,換熱能力較一般水平提升70%,全面提升快充應(yīng)用場(chǎng)景以及非充電場(chǎng)景下電池包的安全。
極致性能
相比于46系大圓柱電池,龍鱗甲電池可應(yīng)用不同型號(hào)的短刀電芯,適配全域充電規(guī)模以及全域化學(xué)體系??梢钥闯?,蜂巢能源試圖將龍鱗甲電池在細(xì)分場(chǎng)景的應(yīng)用性能發(fā)揮到極致。
蜂巢能源L系列短刀電池涵蓋L300、L400、L500到L600四大系列產(chǎn)品,覆蓋1.6-4C全域充電規(guī)模,覆蓋乘用車、商用車、儲(chǔ)能、工程機(jī)械、非高速電車等全域使用場(chǎng)景,以及從無(wú)鈷、三元到全域化學(xué)體系。
以龍鱗甲電池(鐵鋰L6疊片)為例,其與傳統(tǒng)鐵鋰CTP(L2卷繞,CTP 2.0結(jié)構(gòu))相比,整包電量提升10.9%,熱失控都可做到NP,但龍鱗甲電池?zé)犭姺蛛x,安全性更高。
相較于46系大圓柱電池,同為2C快充方案,龍鱗甲電池(L3高電壓中鎳)與46圓柱(高鎳)相比,龍鱗甲整包電量高5%。
在4C快充方案上,龍鱗甲電池(L3高電壓中鎳)與46圓柱(高鎳)相比,龍鱗甲電池上下雙面冷卻,不影響電芯布置空間,46圓柱需要用側(cè)面和頂部冷卻,增加底部冷卻影響電芯高度5mm,龍鱗甲電池做4C方案優(yōu)勢(shì)更大,整包電量比46圓柱高32%。
從兼容性來(lái)看,短刀電芯基于長(zhǎng)薄化設(shè)計(jì),疊片工藝使得電池性能更加優(yōu)異,串并聯(lián)方案靈活變化,支持切換590標(biāo)準(zhǔn)模組,與CTC技術(shù)有更好的匹配性,最大化降低電池包的設(shè)計(jì)難度,實(shí)現(xiàn)A00-D級(jí)車型的全覆蓋。
極致成本
46系列大圓柱電池制造效率較現(xiàn)有電池產(chǎn)線可以提升30%,制造成本優(yōu)勢(shì)明顯,契合鋰電大規(guī)模制造時(shí)代需求。
此前,由于疊片設(shè)備效率較低,方形疊片電池的高成本一直是業(yè)界一大難題。
今年,蜂巢能源正式將疊片技術(shù)3.0——“飛疊”技術(shù)導(dǎo)入產(chǎn)線,以更高效的制造工藝,解決行業(yè)面臨的棘手難題。并從多個(gè)環(huán)節(jié)入手,降低龍鱗甲電池成本。
在制造端,飛疊技術(shù)融合了極片熱復(fù)合與多片疊融合技術(shù),疊片效率達(dá)到0.125秒/片,減少設(shè)備占地面積,在單片效率方面對(duì)比傳統(tǒng)疊片路線提升200%以上,每GWh投資節(jié)省53%,設(shè)備單位占地節(jié)省45%以上,4臺(tái)飛疊設(shè)備一個(gè)月可生產(chǎn)30-40萬(wàn)支短刀電芯,并可根據(jù)客戶需求柔性調(diào)整。
提升生產(chǎn)良率也是動(dòng)力電池降低成本的有效手段之一。飛疊技術(shù)通過(guò)隔膜與極片的提前熱復(fù)合,徹底消除隔膜褶皺以及極片掉粉的隱患,通過(guò)疊片與熱壓集成的方式保證電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全穩(wěn)定,每一張極片100%AI視覺(jué)檢測(cè)保證產(chǎn)品內(nèi)部零缺陷,解決了行業(yè)隔膜褶皺、對(duì)齊度不良等缺陷控制與監(jiān)測(cè)痛點(diǎn)問(wèn)題,生產(chǎn)良品率可達(dá)95%以上。
在電池端,通過(guò)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新,龍鱗甲電池高度集成設(shè)計(jì)降低了體積與重量,使得成組率達(dá)到76%,有效降低了電池成本。
材料層面,蜂巢能源自主研發(fā)的層狀無(wú)鈷材料已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),研發(fā)的“高錳鐵鎳”電池,能量密度比磷酸鐵鋰更高,使得成本進(jìn)一步可控。
同時(shí),由于龍鱗甲電池具有極強(qiáng)的兼容性,兼容各種化學(xué)體系,可搭載在A00-D級(jí)系列車型。極致的兼容性也為整車企業(yè)縮短了新車型的研發(fā)周期,電池包的通用性也為整車企業(yè)進(jìn)一步降低了采購(gòu)成本。
值得一提的是,在本次車展上,蜂巢能源還推出了坦克聯(lián)名款便攜式電源,基于底層的創(chuàng)新能力,從動(dòng)力到儲(chǔ)能,蜂巢能源也將實(shí)現(xiàn)從技術(shù)到產(chǎn)品的無(wú)縫銜接。
原標(biāo)題:“龍鱗甲電池”真包亮相 蜂巢能源提交“極致”答卷