孚能科技如何為軟包電池正名

孚能科技如何為軟包電池正名
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高速增長。孚能科技董事長王瑀博士表示,中國新能源汽車產業起步較早,且市場滲透率日益提高,市場需求倒逼電池企業不斷加強技術創新,拿出更好的動力電池產品。

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

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