摘要
蜂巢能源繼龍鱗甲電池方案之后,以短刀電芯+飛疊技術為核心,全面支撐電池快充性能的創新與升級。
動力電池行業正在加速邁入快充時代,2024年也被行業預判為快充“元年”。
截至11月,國內新能源汽車銷量達830.4萬輛,預計全年產銷量有望逼近1000萬輛,到2025年有望達到50%。
這也將意味著,新能源汽車的發展將轉向全面電動化的新階段。隨著純電動車續航突破500公里、PHEV車型涌現、電池熱失控管理技術不斷成熟,續航和安全的基本挑戰已經解決。新能源汽車的痛點逐步轉變為“補能焦慮”。
行業一致認為,要想打開汽車全面電動化,普及新能源汽車的快充性能將成為關鍵。
供給側看,快充技術已經成為新周期下動力電池企業競爭的焦點。消息面上包括寧德時代、蜂巢能源、中創新航、欣旺達、孚能科技、巨灣技研等主流電池企業紛紛推出快充電池解決方案。
行業預測,2026年底,支持高壓快充車型的市場保有量將達到1300萬輛以上,接下來高倍率快充電池將成為新能源汽車裝載的標配。面向疾風般到來快充普及時代,動力電池先行者將能夠在市場上占得先機。
近期,在蜂巢能源第四屆電池日發布會上,蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新率先宣布,蜂巢能源將正式邁入“全域短刀,全面進化”的新階段,成為全球首個基于短刀規格做出2.2-5C快充的電池公司,短刀快充電芯將覆蓋市場上主流乘用車及商用車車型。
這也是蜂巢能源繼龍鱗甲電池方案之后,以短刀電芯+飛疊技術為核心,全面支撐電池快充性能的創新與升級。
短刀電芯結構
天然契合快充路線
從目前行業發布的快充電池信息來看,寧德時代快充電池走方形技術路線,中創新航快充產品以方形、46圓柱為主,億緯鋰能快充產品同樣主打46大圓柱,巨灣、孚能快充產品則走的軟包路線。蜂巢能源是全球首家在短刀電芯上實現快充的電池企業。
為什么說短刀電芯天然適合快充路線?楊紅新在第四屆電池日現場給出了答案。
核心邏輯分析,800V趨勢必然帶來電芯容量降低的需求,預計800V電芯容量在100-150Ah之間。在此區間內,L300-400尺寸的極組體積利用率最高。同時,L300-400尺寸電芯厚度比VDA薄25%以上,膨脹力約束及界面貼合適中,循環壽命最好。此外,L300-400電芯效率高、殼體分攤小,成本最低。
對比VDA尺寸電芯,短刀電芯還兼具溫度均勻性更好、PACK體積利用率更高、兼容性更佳、更適合CTC設計等多重優勢。
溫度均勻性更好。相較于VDA電芯從單面水冷到三面水冷再到大面水冷,設計不延續,由于非對稱散熱,電芯頂部中間溫度高,最大溫差達10℃。而短刀電芯只需要上下水冷,雙面對稱散熱,冷卻更均勻,且迭代延續性高。
PACK體積利用率更高。VDA電芯的PACK體積利用率普遍在45%-50%,L400短刀電芯的PACK體積利用率可達到58%-62%;L600則可以進一步提升至60%-65%。
兼容性更佳,更適合CTC設計。相比VDA電芯,短刀電芯可滿足承載。由于上蓋與電芯直接粘接,頂部無懸空支撐,無需排氣和絕緣防護空間。同時,短刀龍鱗甲電芯,將熱失控排氣通道置于底部,實現熱電分離。熱失控火焰、煙氣不會直接沖擊上蓋及地板,乘員艙更安全。
根據楊紅新的判斷,目前磷酸鐵鋰電池續航已滿足主要出行場景,補能焦慮已經成為EV用戶核心痛點,800V高壓快充成為突破關鍵。
根據行業預測,2024年有望成為800V元年,預計2025年800V車型在BEV的占比將接近25%,到2028年占比將達到37%。同時,400V和800V會并存于市場,800V會率先在B級以上車型應用,然后逐步向下普及至A級車,滲透率向40%沖擊。
這也成為蜂巢能源BEV快充產品部署邏輯。本次發布會上,蜂巢能源全球首發蜂速超快充磷酸鐵鋰短刀電池,覆蓋L400-L600短刀尺寸,充電范圍3C-4C,電壓范圍覆蓋400V-900V,適用于A0-C級車型。
按照規劃,蜂巢能源L600蜂速快充鐵鋰短刀,將在400V平臺下,推出滿足A0/A級親民車型入門級里程。采用133Ah容量設計,3C快充效率,滿足600+公里續航,預計2024年Q3量產。
L400蜂速快充鐵鋰短刀,準800V支持A級主流續航,純800V支持B+級主流續航。采用105Ah容量設計,4C快充效率,滿足600+公里續航,預計2024年Q4量產。
楊紅新表示,蜂巢能源明年推出的所有產品,將全面普及2.2C,將同時量產3C、4C,預研5C產品。
高工鋰電獲悉,作為全球首家在短刀電芯上實現快充的電池企業,蜂巢能源2021年4月于上海車展就發布了“蜂速”快充技術;2022年12月,其L300-NCM-4C快充電芯(149Ah)開發完成,并搭載800V高壓平臺完成冬夏標驗證;2023年10月,其L600-LFP-2.2C電芯(147Ah)量產供貨,LFP-4C體系完成驗證凍結。
楊紅新透露,蜂巢能源全球首款快充型2.2C短刀磷酸鐵鋰電池已正式裝車量產,目前累計裝車數量達到5280臺。
至此也可以很好印證,蜂巢能源短刀快充電芯已經得到市場越來越多的青睞與認可。隨著2.2C短刀快充電芯產品的全面普及,以及3C、4C量產產品的加持,蜂巢能源有望在需求迫切的快充電池市場迅速開辟出一方陣地。
“短刀+飛疊+快充”
劍指快充LFP最優路徑
當前,磷酸鐵鋰電池路線已經牢牢占據市場主流。1-11月裝機數據顯示,磷酸鐵鋰電池累計裝機量229.8GWh,占總裝車量67.6%,累計同比增長44.4%。
因此,率先量產磷酸鐵鋰快充電池成為搶占市場的突破口。一直以來,磷酸鐵鋰材料由于導電性較差,快充容易發熱,進而影響電池循環壽命。如何在提升充電速度的同時又兼顧其它性能不打折扣,是行業長期探索的難題。
目前,行業內也僅寧德時代與蜂巢能源公開發布了3C-4C及以上磷酸鐵鋰快充電池。
第四屆電池日上,蜂巢能源對于磷酸鐵鋰快充電池的技術突破,也露出了冰山一角。
在材料層級,蜂巢能源磷酸鐵鋰快充短刀電芯,正極材料通過超細納米顆粒填充,提升壓實密度,增加接觸面積,降低內阻;采用先進的摻雜包覆技術,提高電導率,改善電池快充和功率性能。使得傳輸路徑縮短40%,面電阻率下降10%。
負極材料通過創新材料表面修飾技術,將一次二次顆粒搭配使用,提升鋰離子擴散速度,吸液添加劑。實現RCT下降15%,吸液速度提升30%。
電解液采用超快鋰離子傳輸設計,全方位提升本體和界面的鋰離子傳輸速率,運用高穩定性、自修復SEI技術,大幅提升電芯循環壽命。實現粘度下降20%,電導率提升27%,循環壽命提高26%。
在電芯層級,蜂巢能源通過體系設計、電極設計、結構設計三維一體的創新突破,打破了LFP材料快充性能天花板。
在體系設計上,蜂巢能源采用高孔隙層、低孔隙層、箔材三維導電網絡設計,打造梯度電極;在電極設計上,快充短刀運用類全極耳設計,過流面積更大,電流密度更均勻;在結構設計上,快充短刀采用直焊工藝,實現一體化過流設計。從而實現快充短刀電芯阻抗降低10%-15%,功率提升18%。
“短刀+飛疊的獨特設計,也將促成快充電池鐵鋰化的最佳解決方案之一。”楊紅新表示,采用“飛疊+短刀”專屬設計平臺,能量密度、體積利用率、功率都將得到進一步的提升,同時實現成本下降。
根據楊紅新介紹,目前蜂巢能源的飛疊技術規模化制造效應已經逐步顯現。導入產能45GWh,良品率≥98%,產品缺陷檢測率100%。已實現單GWh設備投資成本節約1000+萬,單GWh設備節約運營費用800+萬,且質量事故為0。
除了BEV電池之外,蜂巢能源還將“短刀+飛疊+快充”設計同步延用至PHEV電芯上,實現加速不加價;以及儲能電芯上,滿足終端高安全、高容量、長壽命、低成本需求。
從第一屆電池日到如今的第四屆,從疊片電池、無鈷電池、短刀電池等創新技術產品的發布,到戰略上全域短刀戰略的發布、全面落地,再到領蜂2024戰略上“短刀+飛疊+快充”組合的全面進化,能夠顯著感受到蜂巢能源對技術創新的熱忱以及自身的高速進化,從創新落地到創新引領,從獨行者到引領者,蜂巢能源致力于全面發力技術產品迭代。
正如楊紅新在第四屆電池日現場所說,蜂巢能源將持續不斷的在創新這條路上繼續堅守,走窄門,走差異化,走技術領先。雖然面臨著很多的挑戰,因為做沒人做過的東西,付出的成本、代價,踩過的坑都會比別人多,但是蜂巢認為這是一條正確的路,必須且堅定不移的走下去,直到走到全球領先位置。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:短刀電池全域快充 蜂巢能源“出擊”全面電動化
文章出處:【微信號:weixin-gg-lb,微信公眾號:高工鋰電】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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