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2020年，特斯拉正式提出4680大圓柱電池技術(shù)，通過(guò)無(wú)極耳(也稱(chēng)全極耳)技術(shù)，創(chuàng)新地解決了圓柱電池體積增大后內(nèi)阻和發(fā)熱量問(wèn)題，滿(mǎn)足高能量密度、高功率等性能要求，使得大圓柱正式進(jìn)入行業(yè)視野。
大圓柱電池采用鋼殼設(shè)計(jì)，對(duì)極致化學(xué)體系兼容性好，且制造成本低、易于標(biāo)準(zhǔn)化，越來(lái)越受到中高端乘用車(chē)市場(chǎng)的青睞，大部分車(chē)企都將大圓柱電池作為主要路線(xiàn)之一。
值得注意的是，無(wú)極耳電池技術(shù)雖然解決了圓柱電池電流路徑的問(wèn)題，但正負(fù)極異側(cè)設(shè)計(jì)所帶來(lái)的電子傳輸路徑仍然過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致內(nèi)阻偏大，且受限于傳統(tǒng)材料和工藝設(shè)計(jì)，無(wú)法滿(mǎn)足高端乘用車(chē)應(yīng)用市場(chǎng)的極致需求。
近日，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)在大圓柱技術(shù)創(chuàng)新上已先行一步，基于結(jié)構(gòu)和材料層面變革性的創(chuàng)新，引領(lǐng)大圓柱技術(shù)新趨勢(shì)。4月19日，正力新能發(fā)布全球首款雙重半固態(tài)大圓柱電池——“正力·騏龍”大圓柱電池系統(tǒng)，該電池采用正力新能獨(dú)創(chuàng)的“極能環(huán)、極能蓋、極能態(tài)”三大核心技術(shù)，集超安全、超高能量密度、及整車(chē)100萬(wàn)公里超長(zhǎng)壽命和充電10分鐘續(xù)航500公里的超快充技術(shù)于一體，支持純電MPV車(chē)型，滿(mǎn)電續(xù)航1000公里以上，且電池包容量高達(dá)170kWh，是目前國(guó)內(nèi)乘用車(chē)電池中帶電量最大的電池系統(tǒng)。
破解行業(yè)痛點(diǎn)，正力新能獨(dú)創(chuàng)三大極能電芯技術(shù)
數(shù)據(jù)顯示，今年一季度中國(guó)市場(chǎng)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到209萬(wàn)輛，新車(chē)滲透率超過(guò)30%，隨著新能源汽車(chē)的普及，高端乘用車(chē)需求越來(lái)越大，主流車(chē)企陸續(xù)推出高端車(chē)型來(lái)吸引消費(fèi)者;同時(shí)，寶馬、大眾、奔馳等海外車(chē)企也在加碼高端乘用車(chē)布局。
現(xiàn)階段，受限于電池材料、設(shè)計(jì)和工藝難題，主流電池仍無(wú)法滿(mǎn)足高端乘用車(chē)對(duì)續(xù)航、充電速度、安全和使用壽命的極致需求。正力新能基于LISA3-2-1 研發(fā)戰(zhàn)略，針對(duì)高端乘用車(chē)市場(chǎng)需求痛點(diǎn)，依托正力極能技術(shù)電芯體系，推出46系列大圓柱電池，電芯單體容量達(dá)到49.5Ah。
據(jù)正力新能介紹，該大圓柱電芯是公司基于材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和工藝裝備等維度創(chuàng)新，并通過(guò)“極能環(huán)、極能蓋和極能態(tài)”三大創(chuàng)新形態(tài)產(chǎn)出的成果。
極能環(huán)技術(shù)：
傳統(tǒng)4680圓柱電芯正負(fù)極采用異側(cè)設(shè)計(jì)，電子傳輸路徑過(guò)長(zhǎng)，內(nèi)阻偏大。正力新能獨(dú)創(chuàng)同側(cè)出極耳技術(shù)，大幅縮短電子傳輸路徑，降低歐姆電阻。據(jù)悉，為了實(shí)現(xiàn)同側(cè)出極耳結(jié)構(gòu)，正力新能開(kāi)發(fā)了激光模切卷繞一體化的閉環(huán)圓柱制造設(shè)備，解決了同側(cè)出極耳的工藝難題，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的全面升級(jí)。相較于無(wú)極耳技術(shù)，極能環(huán)技術(shù)大圓柱電芯電子路徑縮短80%、歐姆阻抗下降 30%，體積利用率提升3%。
極能蓋技術(shù)：
正力新能將傳統(tǒng)的氟橡膠密封圈設(shè)計(jì)升級(jí)為刻蝕納米注塑技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的頂蓋集成技術(shù)，該技術(shù)可降低10%成本;PPS與頂蓋、極柱表面形成納米級(jí)的錨栓結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵結(jié)合，氦檢氣密性提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)，是傳統(tǒng)密封圈水平的100倍，從而提高了電芯單體空間利用率及全生命周期可靠性。
極能態(tài)技術(shù)：
即雙重半固態(tài)電芯技術(shù)：超高鎳正極材料的固態(tài)電解質(zhì)表面修飾技術(shù)、固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合隔膜。得益于雙重半固態(tài)技術(shù)的加持，大圓柱電芯的熱穩(wěn)定性得到明顯改善，失效起始溫度提高10度，失效后最高溫度降低150°C。此外，在安全性得到提升的同時(shí)，電芯的功率性能也得到了改善，零下20°C 低溫功率提升了20%。
可以看到，基于大圓柱對(duì)極致化學(xué)體系的良好兼容性，以及公司對(duì)電池材料技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，正力新能在材料創(chuàng)新上，正極使用超高鎳，負(fù)極使用硅碳，同時(shí)率先在行業(yè)應(yīng)用固態(tài)電解質(zhì)表面修飾技術(shù)、固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合隔膜技術(shù)，使得公司的46圓柱電芯，能量密度達(dá)到306Wh/kg，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。
在結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新上，正力新能獨(dú)創(chuàng)了同側(cè)出極耳電芯技術(shù)，解決了現(xiàn)有4680圓柱電芯內(nèi)阻偏大的問(wèn)題，同時(shí)首創(chuàng)了納米注塑技術(shù)不僅提高了電芯單體空間利用率及全生命周期可靠性，還降低了電芯成本。
基于材料、結(jié)構(gòu)方面的開(kāi)創(chuàng)性創(chuàng)新能力，正力新能也同步進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)布局。截至目前，正力極能電芯技術(shù)已經(jīng)布局291 項(xiàng)專(zhuān)利，其中納米注塑25項(xiàng)、高鎳+硅碳 64 項(xiàng)、半固態(tài)技術(shù) 16 項(xiàng)、圓柱電芯技術(shù) 125 項(xiàng)、圓柱電池包技術(shù) 61 項(xiàng)。
170kWh引領(lǐng)超長(zhǎng)續(xù)航 正力·騏龍全新定義“三超一快”
與目前業(yè)界在大圓柱電池技術(shù)上多采用跟隨狀態(tài)不同，正力新能率先開(kāi)創(chuàng)同側(cè)出極耳、納米注塑、雙重半固態(tài)技術(shù)，破解了當(dāng)前大圓柱電芯的行業(yè)痛點(diǎn)，進(jìn)一步探索了大圓柱電池的性能、安全、成本極限，以能量密度306Wh/kg，單顆電芯容量49.5Ah，4C超快充性能等多個(gè)優(yōu)異性能，滿(mǎn)足高端乘用車(chē)的極致需求。
依托三大獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，基于正力新能46系列圓柱電芯，正力新能推出的“正力·騏龍”大圓柱電池產(chǎn)品，帶電量達(dá)到170kWh，創(chuàng)下目前國(guó)內(nèi)新能源乘用車(chē)電池包容量之最。不過(guò)，電池容量只是正力新能在系統(tǒng)層面創(chuàng)新的一個(gè)縮影，“正力·騏龍”在安全、壽命、快充、CTC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的創(chuàng)新也可圈可點(diǎn)。
安全層面，
現(xiàn)階段如何保障超高電量產(chǎn)品的安全性是大容量產(chǎn)品的“珠穆朗瑪”。除了采用極致安全的46大尺寸圓柱電芯，正力新能在系統(tǒng)層面還進(jìn)行了多重安全設(shè)計(jì)：
首先是應(yīng)用熱電分離技術(shù)：電芯失效時(shí)防爆閥向下噴發(fā)排氣，保證乘員艙的安全，且與電氣連接區(qū)域上下隔離，防止拉弧二次短路，且仍能保證監(jiān)控系統(tǒng)正常工作;
其次，應(yīng)用多重側(cè)面熱防護(hù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電池包級(jí)別的永不熱擴(kuò)散(NTP)。
系統(tǒng)能量層面，
以306Wh/kg超高能量密度的圓柱電芯為基礎(chǔ)，正力新能在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上利用電池包上蓋與整車(chē)底盤(pán)集成的CTC設(shè)計(jì)，整包電量高達(dá) 170kWh，是目前國(guó)內(nèi)乘用車(chē)最大電量電池系統(tǒng)。
為延長(zhǎng)電池系統(tǒng)循環(huán)壽命，正力·騏龍采用系統(tǒng)高效均衡熱管理，保證電池工作環(huán)境的一致性;多支路并聯(lián)設(shè)計(jì)，各支路流量偏差<3%;熱阻均衡逆向設(shè)計(jì)，快充工況下整包電芯溫差小于 5℃，從而保障整車(chē)全生命周期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)公里的超長(zhǎng)續(xù)航。
在快充方面，
正力·騏龍采用800V高壓快充平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)和系統(tǒng)超強(qiáng)熱管理。其中，800V平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足高壓大電流快充;高效熱管理，快充最大溫升小于 30°C;同時(shí)集成BDU液冷，保證電氣件的工作穩(wěn)定性;正力騏龍可以支持4C快速充電，充電10分鐘續(xù)航500公里。實(shí)現(xiàn)純電MPV車(chē)型滿(mǎn)電續(xù)航1000公里以上，真正做到，千里奔赴，一充即達(dá);
憑借170kWh的超大容量、NTP 的超安全保障、245Wh/kg的超高系統(tǒng)能量密度、100 萬(wàn)公里的超長(zhǎng)壽命，以及4C的超快充性能，正力新能正重新定義“三超一快”，以極致性能引領(lǐng)高端乘用車(chē)電池技術(shù)新趨勢(shì)。
“正力·騏龍”電池系統(tǒng)也已于2023年完成裝機(jī)測(cè)試，并且已由整車(chē)廠送檢第三方權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)，電芯及電池包獲得了多項(xiàng)檢測(cè)認(rèn)證證書(shū)。未來(lái)，隨著“正力·騏龍”電池以極致性能和體驗(yàn)，陸續(xù)配套更多高端車(chē)型，必將不斷提升正力新能在全球電池市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
據(jù)悉，2023年，正力新能正式對(duì)外發(fā)布了「LISA-321」的長(zhǎng)期研發(fā)技術(shù)戰(zhàn)略，并布局覆蓋「陸海空」全生態(tài)全應(yīng)用場(chǎng)景的產(chǎn)品研發(fā)體系。在此基礎(chǔ)上，正力新能不斷實(shí)踐電化學(xué)材料差異化的探索，提供標(biāo)準(zhǔn)化電芯的解決方案，助力車(chē)企實(shí)現(xiàn)電池包平臺(tái)化，踐行多路徑均衡發(fā)展的長(zhǎng)期戰(zhàn)略。
目前，正力新能已構(gòu)建涵蓋BEV、PHEV、EREV和HEV等汽車(chē)，儲(chǔ)能、電動(dòng)載人飛行器、電動(dòng)船舶等全場(chǎng)景、多路徑的技術(shù)路線(xiàn)和產(chǎn)品矩陣，并在海陸空各領(lǐng)域都已經(jīng)與全球客戶(hù)進(jìn)行深度全面合作。 該文觀點(diǎn)僅代表作者本人，如有文章來(lái)源系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載，本網(wǎng)系信息發(fā)布平臺(tái)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本網(wǎng)及時(shí)刪除。
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