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金年会-电池结构创新比拼 到底哪家技术更强?【钜大锂电】

时间:2024-02-25 作者:肥仔

首页>资讯中间>行业资讯 低温18650 3500 无磁低温18650 2200 过针刺低温18650 2200 低温磷酸3.2V 20Ah 21年专注锂电池定制 电池布局立异比拼 到底哪家手艺更强?

钜年夜LARGE|点击量:255次|2023年03月06日

比来,广汽团体发布的新型铁锂电池手艺引来行业的普遍存眷,该手艺被定名为冲破型复合电池手艺基在微晶手艺的新一代超能铁锂电池手艺。该手艺在晋升电池能量密度的同时,还耽误了电池续航寿命、低温机能和快充机能,优在通俗的磷酸铁锂电池。

就在上周,CATL推出的麒麟电池揭开神秘面纱,这款电池最年夜的焦点亮点是可实现整车1000千米的超长续航。这也就意味着,搭载这款电池的纯电动汽车续航可以媲美燃油车,用户几近可以实现完全没有里程焦炙了。

其实,除广汽、CATL外,整车公司如TSLA、比亚迪、上汽、长城等都具有本身的动力锂电池研发手艺,在电池新材料还没有冲破之际,各家主要是以优化电池布局来提高动力锂电池的高机能和平安性。那末,这些百花齐放的电池手艺事实怎样样,它们各自的优势又有甚么?

CATL麒麟电池

亮点:能量密度提高,续航可达1000千米

2019年,CATL在全球初创无模组电池包,也就是第一代CTP手艺,该手艺让电池包体积操纵率冲破50%。现在CTP手艺成长到第三代,也就是前不久发布的麒麟电池,体积操纵率到达72%,最直接的结果就是将三元锂电池的能量密度晋升至255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度晋升至160Wh/kg。

其实,CATL的麒麟电池也没有对电芯材料做改变,而是进一步改良了电池组集成工艺,素质上是CTP3.0手艺的利用之作。

传统的电池采取电芯-模组-电池包的装配模式,而CTP则跳过了模组步调,直接将电芯集成为电池包,是以也被称为无模组电池包。因为打消了包裹在电芯外的模组,电池包有了更多空间摆列电芯,系统能量密度得以新增,从而晋升车辆的续航里程。

同时,麒麟电池CTP3.0手艺保存了电池上盖板和托盘,将横纵梁、水冷板和隔热垫合三为一,集成为多功能弹性夹层,终究到达下降本钱、有用阻隔热掉控的结果。

经由过程全球初创的电芯年夜面冷却手艺,还能实现5分钟的快速热启动和10分钟快充功能,改良后的电池成组手艺,不但适配磷酸铁锂电池,还适配在三元锂电池。

也就是说,除能量密度更高之外,麒麟电池还实现了续航、快充、平安、寿命、效力、和低温机能的周全晋升。

从CATL发布的视频里,一组数据也直接反应了麒麟电池和TSLA4680电池机能的不同。CATL首席科学家吴凯暗示:在不异的化学系统、划一电池包尺寸下,麒麟电池包的电量,比拟4680系统可以晋升13%。

据领会,CATL的麒麟电池将在2023年量产装车,采取该电池的电动汽车续航里程将轻松冲破1000千米。截至今朝,包罗抱负汽车、路特斯汽车、哪吒汽车等多家车企接踵以各类体例流露将采取麒麟电池。

日前,CATL董事长曾毓群在重庆车展上流露,在手艺线路上,CATL在做全固态电池、半固态电池,还凝集态电池。他暗示,动力锂电池化学系统的立异、布局的立异、制造的立异,再加上贸易模式的立异,整合在一路,才能鞭策新能源汽车行业的成长。

麒麟电池的降生,有望为CATL带来更多的机缘。从市场来看,麒麟电池给行业带来很年夜的改变,有望增进新能源汽车对传统燃油车的加快替换。

TSLA4680电池

亮点:机能和本钱统筹

TSLA的4680电池呈圆柱形,单体电芯直径为46mm、高度为80mm,所以直接定名为4680电池。该电池材料上采取三元正极,电池组布局采取的是CTC方式,直接将圆柱电芯摆列,构成电池舱。

和曩昔的1865和此刻的2170电池比拟,仿佛4680电池体积变年夜了,但不只是这么简单,4680电芯在布局上也有良多立异和改良。

由于电芯体积增年夜,电池的阻抗也同步增年夜,在是TSLA采取了无极耳手艺,选择了在集流体结尾留白未涂覆正/负极材料,这类设计年夜幅下降了电池的阻抗,解决了圆柱电池的发烧问题,且平安性和快充机能都有所晋升。

别的,TSLA的4680电池利用干电池电极工艺,不利用溶剂,而是将少许(约5%-8%)细粉状PTFE粘合剂和正/负极粉末夹杂,经由过程挤压机构成薄的电极材料带,再将电极材料带层压到金属箔集电体上构成制品电极。这项工艺将会提高电池的能量密度,而且使出产量耗下降10倍。

除以上几个特点外,TSLA的4680电池还在阳极材料、阴极出产进程方面进行优化,将电池的续航能力新增20%,本钱还会下降。

颠末改良,TSLA将新增54%的电池续航,下降56%的每千瓦时本钱,削减69%的投资出产本钱,能量密度晋升之余,出产本钱年夜年夜下降。也就是说,TSLA的4680电池可以做到机能和低本钱兼得。

比来,海外版TSLAModelY搭载了4680型电池,电池容量仅50KWh,续航里程只有450千米,价钱更低,合适年夜部门用户。而那些对机能有要求的,可以选择ModelY机能版或长续航版。

其实,TSLA的4680电池也有短板,在空间占用尚不具有优势,而且多量出产其实不轻易,主要难点在在极耳激光焊接的难度极高带来的低良品率,别的就是产量有限,否则TSLA也不会年夜量采购CATL的方形电池了。

比亚迪美金片电池

亮点:能量密度进级,平安性提高

比亚迪的美金片电池可谓是响铛铛的存在,该电池素质上是磷酸铁锂电池,比亚迪经由过程对电芯外形、结构摆列从头进行设计,还出产工艺上的改良,让电池看起来更薄,有美金片的既视感,而电池容量却获得年夜幅晋升。

比亚迪的美金片电池经由过程国内最严苛的针刺测试和重卡碾压测试,官方更是喊出美金片电池永不起火自燃的标语,平安性绝对属在国内一流的水准。

从布局上来看,比亚迪的美金片电池经由过程阵列体例排布在一路,就像美金片不异插入到电池包里面,电芯由立放变成侧放,在成组时跳过模组,削减冗余零部件,构成近似蜂窝铝板布局,终究到达一样空间装入更多电芯的设计方针,而且电芯之间互不干扰,平安性也获得加强。

美金片电池利用的是磷酸铁锂电池,能量密度年夜约为140Wh/kg,斟酌到电池治理系统和其他组件,在空间操纵率方面高达60%,远高在传统电池空间操纵率,如许不但晋升了能量密度,还延续了磷酸铁锂电池的平安优势。

在最新量产的海豹上,比亚迪经由过程CTC手艺将电池和车身融会,进一步增强电池的平安性,打造出撞不竭的电动汽车。

从业界口碑和汽车销量来看,比亚迪美金片电池有着亮眼表示,就连苹果都自动追求和比亚迪的合作,今朝已有很多车企成为比亚迪美金片电池的客户,包罗一汽红旗、长安汽车、丰田、福特、戴姆勒等。

在平安性和利用寿命方面,比亚迪美金片电池确切有着凸起优势,而续航和快充,多是其今朝的最年夜短板了。今朝纯电车续航冲破1000km已成为车企宣扬的最年夜卖点,而美金片电池在能量密度方面较低,所以比亚迪急需带来机能更强的美金片电池2.0版本。

广汽微晶超能铁锂电池

亮点:晋升机能,耽误电池寿命

广汽团体在科技日发布了一款微晶超能铁锂电池,经由过程在磷酸铁锂电池中引入第二相正极微晶,和三项立异手艺,改良了磷酸铁锂电池的能量密度、低温、快充、轮回等机能。

在电池手艺道理方面,广汽微晶超能铁锂电池在传统磷酸铁锂电池的根本上,引入了更高容量的第二相正极微晶活性材料,在晋升能量密度的同时,经由过程离子多通路分流手艺、阴极电势能缓冲手艺、OCV三维空间响应面重构手艺周全晋升了磷酸铁锂电池的机能。

经由过程这些调剂,这款电池比拟市道上的量产磷酸铁锂电池,单体质量能量密度由185Wh/kg晋升到了210Wh/kg,电芯质量能量密度晋升13.5%;微晶超能铁锂电池的体积能量密度由400Wh/L晋升到了480Wh/L,体积能量密度晋升20%。

同时,这一电池还改良了磷酸铁锂电池低温机能比力差的问题,将零下20度的容量连结率晋升了10%,充电时候也有了25%的晋升。

另外,微晶超能铁锂电池的续航寿命也更优异,在轮回4000次以后容量连结率还可以保持在80%以上,电池寿命可以到达150万千米。这一数据乃至跨越了比亚迪美金片电池可充放电3000次以上,电池寿命为120万千米的成就。

可以说,广汽的微晶超能铁锂电池将磷酸铁锂电池的各项机能都晋升了一年夜截,乃至要超出比亚迪的美金片电池。据领会,该电池手艺将率先搭载到埃安旗下最新车型上,估计最早来岁上车。

其实,近几年广汽在电池研发方面一向都比力超前,客岁年末推出的海绵硅负极片电池手艺,焦点道理让电池内部的硅负极片变得像海绵不异柔嫩有弹性,使硅在充放电进程中的膨胀缩短被限制缓和冲,不会碎裂,充实阐扬年夜容量的优势,贮存更多的能量。

而搭载海绵硅负极片电池手艺的广汽埃安AIONLXPlus作为首款续航超1000km的纯电车型,也已在年头上市。

还弹匣电池也将电池的平安品级晋升了一个新的高度,和广汽还具有3DG石墨烯制备手艺,和将石墨烯材料利用到快充锂电池、超等电容、锂硫电池和轻量化车身段料等范畴的能力。

非论是基在微晶手艺的新一代超能铁锂电池,仍是石墨烯手艺,都是广汽在电池手艺方面的前进,不外具体表示若何还要等该手艺搭载在量产车上才能验证。

上汽魔方电池

亮点:电芯超薄纯平,撑持换电

上汽的魔方电池,采取了LBS躺式电芯和进步前辈CTP手艺,电池整包厚度低至110mm,如许便可以极年夜地新增整车的空间操纵率,晋升车箱内的空间并新增乘坐的舒适性,在电池布局上有了必然立异。

在能量密度方面,魔方电池的能量密度高达180Wh/kg,效能年夜幅度晋升。能量密度越高,意味着不异的电量电池重量更轻,而减重夙来是晋升电动汽车续航里程的捷径,可以或许有用下降电动汽车的百千米电耗,进一步新增电动汽车的环保性。

纯真从数据上来看,比亚迪美金片电池的能量密度140Wh/kg,广汽埃安的弹匣电池的能量密度在160Wh/kg。所以在能量密度方面,上汽的魔方电池仍是有必然优势的。

从布局上来看,今朝市道上几近所有电池组件,内部采取立式电芯结构,可是错误谬误是空间局限性较高,采取躺式电芯让电池包空间操纵率年夜幅提高。也就是说,将本来竖放的电芯,此刻平躺放置,不单厚度更小,且重量更低,占用的空间和接触面很小,带来空间效力的晋升和零热掉控的平安性。

魔方电池供给三种分歧的电池模组厚度,110mm、137mm、125mm。在不改变长宽度的条件下,电池厚度越年夜,可容纳的电芯数目越多,续航就会越长。将来魔方电池可以推出135kWh甚至150kWh的年夜容量电池,实现1000千米续航里程其实不是一件可望而不成和的工作。

别的,上汽魔方电池的凸起特点是超长的利用寿命,据介绍,最长的为64kWh的电池包,寿命可以到达12年,100万千米。

另外,上汽魔方电池采取尺度化的ONEPACK电池架构,使汽车能兼容50度电到100度电以上的电池。经由过程ONEPACK平台化设计同一尺寸,零丁的专利换电布局,MGMULAN已可实此刻统一装配上所有电池包的快换。

在产物落处所面,上汽乘用车推出的MGMULAN将搭载上汽魔方电池,供给51kWh、64kWh和77kWh的电池版本,电化学系统则包罗磷酸铁锂和三元锂两种,电池包厚度均为110mm。并且既撑持充电,又撑持换电。

长城年夜禹电池

亮点:晋升811高镍电池平安性

长城的年夜禹电池的设计理念就是变堵为疏,采取三元811年夜容量高镍电芯,经由过程热源隔绝距离、双向换金年会流、热流分派、定向排爆、高温绝缘、主动灭火、正压阻氧、智能冷却手艺实现电芯内部热量被敏捷导流,在电池包内肆意位置、单个或多个电芯触发烧掉控的环境下均能实现不起火、不爆炸。

从手艺层面来看,年夜禹电池从电芯、模组、电池系统、整车四层进行匹配,从电芯测试、系统数据、平安设计、虚拟仿真、测实验证五个维度设计理念,实现电池热掉控平安防护。

年夜禹电池手艺一个最底子的优势是解决了将来主流NCM811高镍电芯的平安性问题。别的还能解决分歧化学系统电芯问题,此中就包罗能量密度冲破190Wh/kg的NCM811三元锂电池,也包罗将来跟着镍含量提高电池能量密度更高的三元锂电池,还包罗三元锂电池系统的NCA(镍钴铝)电芯和无钴电芯等,固然也能笼盖磷酸铁锂电池。

同时,年夜禹电池手艺还可百搭分歧PACK的利用手艺,知足将来CTC(CelltoChassis)电池PACK和融会体例,进一步晋升整体刚性。

据悉,年夜禹电池手艺首乘车型为沙龙品牌第一款车型,我们也等候该手艺尽快落地,为电动汽车供给更平安的驾驶情况。

总结

电动汽车保存之战,从动力锂电池争锋最先。电池手艺比赛是一场攻坚战,晋升机能和下降本钱是电池的永远命题,在电池材料短时候内难有底子性冲破期间,电池布局立异成为车企的主要抓手之一。在有限的底盘空间,最年夜限度晋升电池体积操纵率,体积操纵率晋升也能晋升电动汽车的能量密度,关系着电动汽车续航能力、快充速度和机能表示。

在电池布局立异竞技中,整车公司和电池厂难分胜败。但可以必定的是,固态电池有望成为下一个手艺高点,软包作为和之最匹配的封装手艺,是电池工艺的将来,等候动力锂电池行业能有新的冲破。

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4高

高能量密度

质量能量密度300瓦时/千克 体积能量密度700瓦时/升

高倍率

100C延续放电,温升节制在40℃之内

高温

80℃高温延续轮回200周,85℃贮存48小时

高平安

经由过程针刺、重物冲击等平安性测试

2低

低温充电

-40℃低温0.2C充电 且充放电轮回300周以上

低温放电

-50℃低温放电,75%以上容量连结率

1防爆

防爆

190~200Wh/kg的高能量密度 知足Ex ia\ib IIA\IIB T1~T4防爆尺度 和针刺、重物冲击等平安性测试


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