中國儲能網(wǎng)訊:中國動力電池技術的創(chuàng)新,正在引領電動乘用車發(fā)展進入新階段。
2022中國電動汽車百人會論壇上,中國科學院院士歐陽明高指出,2021年以來,在新一輪動力電池技術變革中,中國動力電池企業(yè)突破傳統(tǒng)技術局限,創(chuàng)新技術日益多元化,這其中,One-Stop是電池結構創(chuàng)新最為典型的代表。
歐陽明高提到的One-Stop是中創(chuàng)新航率先在行業(yè)提出的創(chuàng)新技術,該技術基于“高度集成與極簡化”的產品設計與制造,實現(xiàn)產品“高比能、高安全、高可靠、低成本”。
正如歐陽明高所言,通過電池結構創(chuàng)新大幅提升成組效率,是中國電池行業(yè)技術躍進過程中一個巨大的變化,同時也是中國電池行業(yè)引領全球電池技術發(fā)展的一個重要標志。
以全球電池技術競爭為觀察視角,不難得出的結論是,在新一輪技術創(chuàng)新中,以中創(chuàng)新航為代表的新一批動力電池企業(yè)開始展示出越來越強的底層創(chuàng)新能力。無論是電芯、系統(tǒng)結構創(chuàng)新,還是在全生命周期管理體系上,都開始領跑全球。
結構創(chuàng)新新思路
在動力單體電芯結構演化中,電芯大容量發(fā)展趨勢已經(jīng)成為全球主流共識。在此基礎上如何實現(xiàn)進一步的提升成為中國動力電池企業(yè)重要推進的方向。
在新一輪的電芯結構技術引領中,中創(chuàng)新航One-Stop技術電芯尤為值得關注。
中創(chuàng)新航One-Stop技術電芯計劃于今年量產,采用0.22mm超薄殼體技術、多維殼體成型技術、“無蓋板”技術、多功能復合封裝技術、模塊化極柱、“一體橋接”電連接技術、高剪切外絕緣技術、柔性泄壓技術。實現(xiàn)產品空間利用率提升5%,結構重量降低40%,零部件減少25%,結構綜合成本降低15%。
在系統(tǒng)層級,中創(chuàng)新航One-Stop電池包含無模組技術、極簡串聯(lián)拓撲點連接技術、復合嵌入式箱體技術、高效熱管理技術、集成液冷技術、積木拼接成組技術、熱失控抑制技術(PPT)。產品空間利用提升5%;能量密度提升10%;零部件減少20%;換熱效率提升50%;成本降低10%。
從制造的角度來看,動力電池大規(guī)模制造的大背景下,現(xiàn)有的動力電池單產線2-3GWh已經(jīng)不能滿足需求,單條目標產線將向10GWh以上邁進。
在此背景下,中創(chuàng)新航One-Stop設計理念,通過突破現(xiàn)有串聯(lián)工序和結構組成的物理瓶頸,大幅提高集成與制造效率,滿足單線產能大規(guī)模提升要求。
“不起火”電池成為標配
得益于技術領先動力電池企業(yè)、車企的主動作為,構建多級安全防護技術,電池系統(tǒng)“不起火”已經(jīng)得以實現(xiàn)。
在該領域,中創(chuàng)新航是國內最早一批具備“不起火”電池量產實力的企業(yè)。
2020年,中創(chuàng)新航全球首創(chuàng)高能量密度電池系統(tǒng)不起火技術及產品,實現(xiàn)三元整包針刺不起火,鐵鋰電池包通過槍擊極限測試。
2021年3月,基于中創(chuàng)新航的MIR平臺產品,廣汽彈匣電池系統(tǒng)安全技術可實現(xiàn)三元鋰電池整包針刺不起火。該平臺也是行業(yè)首個做到三元針刺整包不起火的系統(tǒng)平臺。
中創(chuàng)新航的MIR平臺產品采用軟硬件結合的智能安全技術,具有極高的抗熱能力。應用了正極材料的納米涂層和摻雜技術,可有效提高熱穩(wěn)定性并防止熱失控,以及超級隔熱的電池安全隔間,這意味著即使電池起火,安全隔間也能控制局部熱失控。電池包上殼可承受攝氏1400度以上的高溫,從而有效保護整個電池包。
截至目前,中創(chuàng)新航的MIR平臺產品已經(jīng)在包括廣汽、長安、吉利等車企的主力車型得以配套,保證了超30萬輛以上電動汽車的安全運營。
基于技術的迭代與市場需求演進,動力電池企業(yè)正在向更性能的電池方案上拓展無熱擴散技術。
高工鋰電獲悉,中創(chuàng)新航的第二代平臺技術CIR將進入量產進程。CIR平臺兼具高比能、長壽命、超快充、極簡化、全氣候全方位領先,10年80萬km壽命,整包循環(huán)3000+,該平臺同時具備4C+快充能力。
全生命周期管理體系護航
電池包如何實現(xiàn)主動安全和被動安全,并將安全隱患進行提前預警,做到主動推送并主動處理,電池包健康狀態(tài)處置,成了行業(yè)當前的重要課題。
目前,包括中創(chuàng)新航、孚能科技、蜂巢能源等電池企業(yè)紛紛開發(fā)數(shù)據(jù)平臺來監(jiān)測電池包的運行狀況。
以中創(chuàng)新航為例,其全生命周期管理平臺的核心思路是:
1、通過有效安全設計與評價、精細制造管理、智能運行管理,保障產品全生命周期安全;
2、從產品老化機理出發(fā),基于制造大數(shù)據(jù)的一致性研究,結合用戶工況的環(huán)境應用研究以及基于運行大數(shù)據(jù)的工況,研究開展了可靠性建模與預測工作,同時將可靠性模型與市場端的維護工作進行關聯(lián);
3、基于產品信息和運行情況的評價模型,為電池包健康度高效診斷。
面向TWh時代,動力電池企業(yè)間的技術競爭已經(jīng)不再是單一的產品或者技術比拼,而是在技術和產品組合式、系統(tǒng)性、持續(xù)性的創(chuàng)新及產業(yè)化落地能力的較量。只有具備這種能力的電池企業(yè)才能有機會在快速向上的市場中立于不敗之地。
站在全球電池技術競爭的大視野下,以中創(chuàng)新航為代表的新一批中國動力電池企業(yè)正在通過原創(chuàng)性的底層技術創(chuàng)新,加入到全球市場競爭當中,而隨著這些企業(yè)的加入,讓中國成為全球電池技術創(chuàng)新的策源地,為全球交通電動化和能源體系變革提供技術賦能。




