鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1610次 | 2019年12月16日
CATL/遠(yuǎn)景AESC/輝能/蜂巢電池創(chuàng)新技術(shù)追蹤
中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊:補(bǔ)貼退坡與市場競爭加劇雙重疊加效應(yīng)助推動(dòng)力電池技術(shù)革新。
2019年,國內(nèi)外動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了多個(gè)創(chuàng)新性的變化,助推動(dòng)力電池能量密度進(jìn)一步提升和成本降低,體現(xiàn)了動(dòng)力電池技術(shù)的發(fā)展趨勢。
總體來看,動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一是電芯尺寸、模組結(jié)構(gòu)和PACK設(shè)計(jì)優(yōu)化;二是電池材料體系優(yōu)化升級(jí);三是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升動(dòng)力電池安全性;四是固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化加速。
與傳統(tǒng)電池包相比,新型電池包技術(shù)的出現(xiàn)表明當(dāng)前動(dòng)力電池市場正在從此前的傳統(tǒng)走向創(chuàng)新,從混亂繁雜走向有序集中,從政策推動(dòng)向市場導(dǎo)向過渡。
與此同時(shí),新型電池技術(shù)也體現(xiàn)出電池企業(yè)之間的技術(shù)差距,或?qū)⒓铀傩袠I(yè)洗牌,進(jìn)一步提升市場集中度。
此外,主機(jī)廠也在不斷施加其在動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展方面的影響力,整車正向開發(fā)的需求愈發(fā)明顯,從而給電池技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生正面影響。
不過,新技術(shù)的出現(xiàn)也伴隨著一定的風(fēng)險(xiǎn)。隨著主機(jī)廠對(duì)電池性能和降成本的要求越來越高,電池企業(yè)在加快研發(fā)電池新技術(shù)和商業(yè)化方面必須更加謹(jǐn)慎,否則可能會(huì)因技術(shù)激進(jìn)缺乏足夠驗(yàn)證而“引火燒身”。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,隨著2020年補(bǔ)貼退去,日韓電池企業(yè)的技術(shù)方案將會(huì)逐漸滲入國內(nèi),主機(jī)廠也在研發(fā)新型電池技術(shù),未來動(dòng)力電池技術(shù)將會(huì)呈現(xiàn)多樣化競爭,而一些技術(shù)領(lǐng)先的電池企業(yè)將更具競爭優(yōu)勢。
為此,高工鋰電梳理了2019年動(dòng)力電池領(lǐng)域出現(xiàn)的一些新技術(shù),且看下文:
1、寧德時(shí)代:CTP技術(shù)全球首發(fā)
在2019年法蘭克福車展上,寧德時(shí)代推出了全新的CTP高集成動(dòng)力電池開發(fā)平臺(tái)(CellToPack),省去池模組環(huán)節(jié)將電芯直接集成到電池包,與傳統(tǒng)電池包形成明顯差別。
寧德時(shí)代稱,由于省去了電池模組組裝環(huán)節(jié),較傳統(tǒng)電池包,CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數(shù)量減少40%,生產(chǎn)效率提升了50%,將大幅降低動(dòng)力電池的制造成本。
同時(shí),得益于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的化繁為簡,CTP電池包能量密度較傳統(tǒng)電池包將提升了10%-15%,可達(dá)到200Wh/kg以上。
9月,寧德時(shí)代與北汽新能源攜手打造的全球首款CTP電池包在中國藍(lán)谷正式發(fā)布。全球首款CTP電池包將搭載在北汽新能源EU5車型上。
10月,寧德時(shí)代與大眾(拉美)卡客車公司(VWCO)簽訂長期戰(zhàn)略合作協(xié)議。寧德時(shí)代將為VWCO提供采用CTP技術(shù)的全新磷酸鐵鋰商用車標(biāo)準(zhǔn)電池包,系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg。
2、遠(yuǎn)景AESC:EnOS?操作系統(tǒng)賦能動(dòng)力電池智能化
4月1日,遠(yuǎn)景集團(tuán)正式宣布完成對(duì)AESC及其全球基地的電池業(yè)務(wù)的收購整合,成立動(dòng)力電池公司遠(yuǎn)景AESC。
當(dāng)前,遠(yuǎn)景集團(tuán)推出了全球領(lǐng)先智能物聯(lián)操作系統(tǒng)EnOS?,并將其在智慧樓宇、智慧城市、動(dòng)力電池業(yè)務(wù)等場景延伸。
10月22日,遠(yuǎn)景科技集團(tuán)在北京召開技術(shù)創(chuàng)新日活動(dòng),遠(yuǎn)景AESC闡述了如何利用以智能物聯(lián)突破動(dòng)力電池性能與應(yīng)用邊界,利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)同打造更多智能場景,并讓電動(dòng)汽車參與到碎片化的可再生能源系統(tǒng)。
遠(yuǎn)景AESC介紹,通過在動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)部搭載帶有感知功能的芯片,可以全方位提升BMS場景辨識(shí)能力,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能下的主動(dòng)安全。
同時(shí),具備強(qiáng)大邊緣計(jì)算能力的BMS系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測嵌入在模組中的各種傳感器信號(hào),如加速度、形變,及早檢測電池異常,做到對(duì)電池潛在安全隱患的主動(dòng)預(yù)警。
基于EnOS?操作系統(tǒng)的電池大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),BMS還將會(huì)主動(dòng)與公共數(shù)據(jù)(例如氣象、交通、電力設(shè)施等)、駕駛行為數(shù)據(jù)、充放電數(shù)據(jù),SOC/SOH等多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器社交和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,不斷優(yōu)化控制策略。在提升電池健康度以及壽命的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車財(cái)產(chǎn)以及車主生命安全的保護(hù)。
基于EnOS?操作系統(tǒng),讓新機(jī)器時(shí)代的電動(dòng)汽車成為移動(dòng)的個(gè)人儲(chǔ)能裝備,吸納更多清潔能源。通過與戶用儲(chǔ)能相互協(xié)同,參與家庭能源管理,讓電動(dòng)汽車成為家庭備用電源。
在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),基于機(jī)器網(wǎng)絡(luò)的智能協(xié)同,可以提升電池生產(chǎn)效率,減少次品生產(chǎn)。
借助EnOS?強(qiáng)大的機(jī)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)的全方位監(jiān)測與分析,確保每一塊電池的數(shù)據(jù)完整性,精準(zhǔn)辯識(shí)電池生命狀態(tài),最大程度簡化電池檢測篩選工序,以最優(yōu)成本完成電池在全生命周期末端的原材料循環(huán)利用。
3、輝能科技:固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化加速
2019年,中國臺(tái)灣固態(tài)電池企業(yè)輝能科技的“朋友圈”不斷擴(kuò)大,加速推進(jìn)其固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。
輝能科技于2013年已實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn),先后發(fā)布了FLCB、PLCB、BLCB三款產(chǎn)品,早先主要應(yīng)用在消費(fèi)電子領(lǐng)域(FLCB就是用在該領(lǐng)域)。近兩年來,輝能加速在新能源車領(lǐng)域做重點(diǎn)布局(目前其PLCB和BLCB固態(tài)電池均為第一代氧化物類固態(tài)電池產(chǎn)品)。
當(dāng)前,輝能科技應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域的產(chǎn)品為MAB固態(tài)電池包與模塊技術(shù)。MAB是指Multi-AxisBiPolar+,是輝能基于其固態(tài)電池而自主研發(fā)的多軸向雙極技術(shù)。
據(jù)了解,輝能科技通過內(nèi)部串并聯(lián),電芯可以組成一個(gè)大的復(fù)合式電池芯。它節(jié)省掉外部串聯(lián)所需的打線、金屬柄或金屬棒等,既降低阻值,減少發(fā)熱問題的產(chǎn)生。
3月21日,輝能科技與南都電源簽署協(xié)議,合作初期將面向儲(chǔ)能應(yīng)用的固態(tài)鋰電池,輝能科技提供生產(chǎn)許可(類高通模式):授權(quán)能量密度約240Wh/kg的固態(tài)電池電芯生產(chǎn)技術(shù)與南都電源,并提供生產(chǎn)所需之核心設(shè)備與材料,并協(xié)助建廠規(guī)劃與指導(dǎo),使南都成為輝能在儲(chǔ)能市場獨(dú)家授權(quán)伙伴。
4月,輝能科技與天際汽車簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方對(duì)于固態(tài)電池生產(chǎn)技術(shù)的授權(quán)計(jì)劃達(dá)成共識(shí)。
8月22日,輝能科技和蔚來汽車簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方以打造采用輝能MAB固態(tài)電池包的樣車為短期目標(biāo)達(dá)成共識(shí)。
9月20日,輝能科技與愛馳汽車在上海簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,現(xiàn)階段雙方將著重在輝能MAB固態(tài)電池包與模塊技術(shù)的聯(lián)合研制與優(yōu)化,及針對(duì)MAB電池包開發(fā)的先進(jìn)智能電池全生命周期管理系統(tǒng)。
4、蜂巢能源:方形疊片工藝+四元及無鈷材料電池
7月9日,蜂巢能源在保定召開主題為“領(lǐng)創(chuàng)疊時(shí)代守護(hù)芯安全”的品牌戰(zhàn)略規(guī)劃及產(chǎn)品發(fā)布會(huì)。在發(fā)布會(huì)上,蜂巢能源發(fā)布了無鈷材料和四元材料兩種材料體系的新型電池。
其中,無鈷電池主要聚焦降成本,蜂巢能源宣稱其無鈷材料性能可以達(dá)到NCM811同等水平,材料成本降低5——15%,相應(yīng)帶來的電芯BOM成本可以降低約5%。
實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路徑有兩個(gè),一是摻雜無未成對(duì)的電子自旋的特定元素,減弱電子超交換的現(xiàn)象,降低Li/Ni混排,提高電性能;二是摻雜M-O鍵能大的元素,減緩晶體在充放電過程的體積變化,穩(wěn)定結(jié)構(gòu),提高循環(huán)壽命和安全性。
同時(shí),蜂巢能源開發(fā)出四元正極材料,并基于該材料發(fā)布了全球首款四元材料電芯。
據(jù)了解,蜂巢能源開發(fā)的四元材料,主要是在NCM體系的基礎(chǔ)上摻雜Mx,Mx摻雜會(huì)使一次顆粒之間的邊界強(qiáng)度增強(qiáng),因此會(huì)減少在有害的相轉(zhuǎn)變過程中微隙的形成。使其循環(huán)性能優(yōu)于NCM811材料,同時(shí)能實(shí)現(xiàn)耐熱更好、產(chǎn)氣少、安全性更高的特點(diǎn)。
此外,在技術(shù)方面,蜂巢能源還展示了其以方形電池高速疊片工藝量產(chǎn)的NCM811電芯。蜂巢能源介紹,傳統(tǒng)疊片工藝為每片1秒,而蜂巢一期產(chǎn)線已提升至0.6秒/單工位,二期可實(shí)現(xiàn)0.45秒/單工位高速疊片,并且正在開發(fā)0.25秒/單工位的超高速疊片工藝。