孚能科技如何為軟包電池正名
又到了“金九銀十”汽車銷售旺季，在整個汽車產業鏈條上，各家企業都開始摩拳擦掌。在國內新能源汽車持續熱銷，甚至遠銷歐洲等海外市場的背景下，從上游供應商到車企再到經銷商，無不打起十二分精神，希望藉助新能源的火熱發展勢頭，推廣和應用自己新的技術產品。
對於近年來備受各方關注的電池企業來説，這個需求更加迫切。來自工業和信息化部電子信息司的數據顯示，今年上半年，在碳達峯、碳中和目標引領和下游旺盛需求帶動下，我國鋰離子電池產業實現了高速增長。
今年上半年，全國鋰離子電池產量超過280GWh，同比增長150%，全行業收入突破4800億元。其中，新能源汽車動力電池裝車量約110GWh，鋰離子電池產品出口同比增長75%。
“從給過去的消費電子產品做‘小電池’，到為新能源汽車做使用壽命15年的動力電池，鋰離子電池產業在技術革新、製造工藝和質量管理上都面臨着巨大挑戰。”孚能科技董事長王瑀博士表示，鋰離子電池產業正在飛速發展，但產業鏈上下游面臨的挑戰仍然不容忽視，電池企業需要拿出持續革新、不斷學習的態度。
在不久前舉辦的2022孚能科技戰略及新品發佈會上，孚能科技推出了全新動力電池解決方案——SPS（Super Pouch Solution）。王瑀表示，這是一整套涵蓋“從電芯到系統、從製造到回收”的創新解決方案，在續航里程、充電效率、降本增效、適配車型等方面均實現了大幅提升的全新產品。
近年來，無論是車企還是消費者，對動力電池的要求都在迅速提高。因此，要想解決新能源汽車續航不足、充電時間過長等痛點，還需要相關企業尤其是動力電池企業大膽革新，持續推動電池技術進步。
瞄準冬季用車痛點，SPS有哪些撒手鐧
目前，按照電池的封裝方式和形狀，動力電池一般被分為方形、圓柱、軟包等形式。其中，軟包電池具有能量密度高、安全性強、佈局靈活、輕量化好、循環壽命長等優點，但製作工藝複雜，通常需要結合較高的電池熱管理系統，才能將整體綜合性能發揮至最大化。
王瑀坦言，電芯性能的優劣決定着電池系統性能的邊界，作為孚能科技軟包電池的最新研究成果，SPS不是要與方形電池競爭，而是着眼於滿足整車企業和消費者的更高要求。
“作為動力電池的全新解決方案，孚能科技SPS不只是系統結構設計創新，而是集大軟包電芯、大軟包電池系統、大軟包電池製造和直接回收四大創新技術於一體。”孚能科技相關技術負責人介紹説，在零下20攝氏度的環境中，SPS系統容量始終保持在90%以上，且充電時間縮短一半，可極大緩解電動車用户在冬天的里程焦慮問題。
據介紹，得益於大軟包電芯卧式佈置設計，孚能科技SPS使電池系統部件減少50%，材料成本降低33%，提升體積利用率到75%。與搭載4680圓柱電池的車型相比，孚能科技SPS的體積利用率高出12%，擁有3倍循環壽命，導熱效率提升60%。
此外，同步升級的製造工藝，使SPS具備可觀的投資產出比。尤其是該方案讓軟包電池的直接回收技術更加成熟，不僅減少了能耗，還能進一步提升材料利用率，幫助企業和用户降低成本。
王瑀解釋稱，中國新能源汽車產業起步較早，且市場滲透率日益提高，因此不論是車企還是消費者，都希望使用技術先進的產品，同時價格也要具有競爭力。
“對我們電池企業來説，必須提供一個性價比足夠好的產品，才能快速佔領市場。”他分析説，隨着汽車設計越來越好，電耗越來越低，對動力電池的需求大致會穩定在70千瓦-150千瓦之間。同時，隨着材料能量密度不斷增大，電池企業可以做出更薄、更小的動力電池。
據瞭解，孚能科技推出的全極耳、多極耳大軟包動力電芯，改變了上一代動力電池系統多電芯串聯的設計，進而簡化電池系統結構，提升了電芯的安全性能，可實現對材料體系的高度兼容。
此外，基於對未來快充充電樁300-350kW的功率判斷，SPS以不同充電倍率大軟包電芯，實現了“充電10分鐘，續航400公里”的統一配置，可滿足各類用户的出行和補能需求。
在此次發佈會上，孚能科技展示了2.4C、3C和4C三種倍率快充電芯，對應帶電量150kWh、100kWh和75kWh，對應續航里程1000km、800km和600km，充電10分鐘分別能實現400km、400km和560km的續航里程。
值得一提的是，在保持電池系統底盤尺寸不變的情況下，孚能科技SPS可以通過調節卧式佈置的大軟包電芯厚度，靈活調節電池系統的底盤高度。這意味着，搭載不同能量密度的大軟包電芯，讓電池系統擁有從80kWh到150kWh的不同帶容量，滿足從性能轎跑到城市皮卡的電動化需求，為整車企業客户縮短新車型的研發週期，並降低採購成本，保障穩定供應。
市場呼聲倒逼電池企業勇攀技術新高峯
除三元材料之外，孚能科技在發佈會上還首次系統性展示了其他材料體系的研發路線。
2023年，孚能科技將推出鈉離子、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等電池的第一代產品。目標是到2030年，將鈉離子電池能量密度從160Wh/kg提升到220Wh/kg，讓磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰電池的能量密度形成從200Wh/kg到240Wh/kg的產品覆蓋。在低鎳方面，孚能科技計劃在2024年推出250Wh/kg的低鎳富錳體系產品，預計在2030年進一步提高至290Wh/kg。
王瑀告訴記者，預計未來10年，動力電池能量密度可能會增加到400Wh/kg左右，在此背景下，軟包電池採用SPS的結構是最合理的。
記者瞭解到，按照“投產一代、儲備一代、研發一代”的行業發展規律，固態電池等技術路線被認為是下一代動力電池研發的重要方向。
通過使用固體電解質替代液態鋰電池的電解質和隔膜，固態電池具有不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題等安全優勢。但目前全固態電池製備工藝複雜，相關技術不成熟，有不少企業選擇了固液混合電池的技術路線，即半固態電池。
“孚能科技將在今年9月量產半固態電池，這是我們的第一代半固態電池，可以使車輛安全性能大幅提升。”王瑀向記者表示，通過半固態逐漸減少電解液，最後可能只剩15%，這樣一來動力電池的安全性將大幅提升，降低車輛自燃的風險。
據瞭解，除孚能科技外，國軒高科、贛鋒鋰業、輝能科技、清陶能源等公司也在佈局半固態或者固態電池。
“中國動力電池技術進步之所以能快到令人吃驚，是因為強大的市場需求。”王瑀直言，無論是用户對電動汽車使用方面的吐槽，還是車企既要技術硬、又要價格低的訴求，都倒逼着電池企業使出渾身解數，想盡一切辦法突破技術，開發出能夠讓大家滿意的產品。“未來固態電池技術完全成熟了，我們可以馬上推向市場。”
中青報·中青網記者 許亞傑 來源：中國青年報
來源：中國青年報·出行週刊