提高安全/降本增效 蜂巢能源电池日解读

储能世界网讯:提起“电池日”,大家首先想到的可能是特斯拉,其每年发布的前沿技术和产品,都会成为业内讨论的焦点话题。12月2日,脱胎于长城汽车、拥有整车制造基因的蜂巢能源举办了国内首个“电池日”活动,发布了关于电池安全、降本增效的一系列解决方案,并公布了无钴电池的量产时间等。

在解读技术之前,有必要向大家介绍下蜂巢能源的背景,这是一家从长城汽车拆分出来的动力电池公司,成立于2018年2月。虽然诞生时间并不长,不过其发展还是非常迅速,在今年9、10月份,蜂巢能源在国内的电池装机量已经进入了前十位,并且还投资20亿欧元在德国建设电池工厂,同时也收到了欧洲某汽车集团的订单。

了解完蜂巢能源的背景,让我们回到本次“电池日”的一个重要议题——安全性。对于电动车而言,除了里程焦虑外,影响消费者购买的另外一大“拦路虎”就是安全问题,网络上流传的各种自燃、碰撞起火视频触目惊心,甚至让部分消费者对电动车这个品类产生畏惧。

■ “冷蜂”热失控系统性解决方案

因此,如何打造更加安全的电动车,成为摆在电池制造商以及主机厂面前的共同议题。为此,蜂巢能源在“电池日”上发布了一套名为“冷蜂”的电池热失控系统性解决方案,其中包括了果冻电池、热阻隔电池包、蜂云平台三大技术,主要从材料、电芯、电池包、监控系统等方面解决电池安全问题。

1、果冻电池:

什么是“果冻电池”?这是一款基于无钴正极材料和电解液材料打造的凝胶电池,具有高电导、自愈合、阻燃等特点。通俗点讲,果冻电池的电解质不再是常规的液态,而是像“喜之郎”果冻一样,即使是用小刀划开,之后也能够慢慢愈合。这种特性的好处是能够使凝胶电池与电极表面更好的贴合,从而使得导电性能更好。此外,在现场还演示了用明火去烧电解质,不会冒烟也不会起火,所以阻燃性能非常优异。

蜂巢能源将其做成了软包以及90Ah的方形铝壳的电芯,并且通过了全部的基础安全测试。在现场还展示了钢针刺穿试验的视频,并没有起火和冒烟,同时也通过了150℃的热箱实验。据蜂巢官方介绍,这是一款既安全、又极易制造的电池产品。

不过,“果冻电池”也并非完美。据了解,该电池的内阻要比液态电解质的三元锂电池要大上5%,充放电倍率会根据钴的含量在±2%之间波动,循环寿命也会牺牲5%。不过,在牺牲小部分性能的前提下,换来更高的安全性,蜂巢能源认为“果冻电池”还是非常有价值的。

2、热阻隔电池包

如果说“果冻电池”是在材料上进行优化,那么“热阻隔电池包”则是在电池PACK上寻求突破。其主要是在“果冻电池”的电芯基础上,蜂巢能源通过泄压、喷发物控制、降温、报警、隔热等多种方式,来对PACK进行全方位的防护,从而降低起火的风险。

在发布会现场,蜂巢能源同样通过两段热失控测试视频来展示效果,从结果来看,相邻模组之间并没有发生热失控,在安全性方面还是拥有不错的表现。据了解,蜂巢能源目前能够做到PACK不会热失控,未来还将做到模组甚至是电芯不会热失控。

3、蜂云平台监控

在电池包系统检测方面,蜂巢能源推出了“蜂云平台”。据了解,这项技术是清华大学的研发成果,通过把已有的技术给蜂巢能源进行培训和应用,双方第一期主要实现了对电池内短路的监测。在具体原理层面,主要是通过收集电池内短路时的电压、SOC、温度、功率等数据,建立一套内短路预警算法,从而对电池进行实时的监测和预警。

在未来,蜂巢能源还将与清华大学就析锂监测、识别缺陷电池、电池残值评估等方面进行深度的二期合作,这些技术的原理与内短路监测大体相同,都是通过对数据进行大量采集与分析,建立一套完整的监测模型,从而对电池包系统安全进行实时的诊断和预警,届时整个大数据闭环的准确率将达到95%。

■第二代电池产品——降本增效

除了发布电池安全解决方案外,蜂巢能源还简单介绍了第二代电池产品,主要具备长薄化、无钴化、快充化、高功率化的四大特点,并且将全部在明年(2021年)进行量产。

1、长薄化:蜂巢能源将在2021年推出L3电芯、L4电芯和L6电芯(注:L6电芯既长度为600毫米),具有长电芯、无模组、集成式的设计,可以使电池包系统的零部件减少25%,成本降低11%,同时能力密度将提升10%。

2、无钴化:按照此前规划,蜂巢能源的无钴电池将涵盖E和H两大平台,可以适配微型到大型车,并且能够满足300-800km续航里程的车型。在发布会现场,蜂巢能源还宣布即日起无钴电池接受全球预订(主要针对车企),明年6月份将正式量产,并在同年7月左右,长城汽车将上市首款搭载无钴电池的纯电动车型,其续航里程将达到600公里。

3、超级快充:蜂巢能源希望在不损失能力密度的前提下,把快充技术做好。据了解,蜂巢能源目前正在研发的超级快充技术,在充电时间方面将缩短62%,0-80%充电只需15-20分钟,最快将在2022年年初推向市场。

4、高功率化:蜂巢能源将推出5.2Ah的软包电芯,主要用于HEV(混动)车型,电池循环寿命可达25000次,而且可以做到70C的放电倍率,其功率密度可达5600W/kg。据了解,之所以要做到70C的放电倍率,主要是为了兼顾轿车、SUV等更多范围的车型,同时为了把倍率做强,蜂巢能源也投入了一些新技术,不过暂时还处于保密期。

除此之外,在此次电池日上,蜂巢能源还介绍了其在电池工艺及制造环节的一系列创新,包括叠片3.0技术、干电极工艺应用、AI与制造的深度结合等,对于动力电池“降本增效”均有积极的作用。而对于消费者来说,电池成本的降低,带来的必然是整车零售价的下调,对电动车的普及将会有着深远的影响。

■ 未来技术展望:

可以看出,上述电池技术,蜂巢能源均已经取得不错的研发成果,甚至已经落地。“既要脚踏实地,又需仰望天空”,据了解,蜂巢能源在更为前沿的技术方面同样有所储备,诸如全固态电池、胶囊电池、自消气电池、混合正极材料等技术和产品,目前还处于前期开发阶段,虽然没有透露更多消息,但着实让人期待。

写到最后:可以看出,蜂巢能源在电池日上公布的“干货”还是非常多,无论是提升电池的安全性,还是针对性的降本增效,这都是与消费者息息相关的技术,只有关键性技术突破了,电动车的生产成本才能降下来,最终受益的终究是广大消费群体。不过,蜂巢能源此次电池日上公布的一系列解决方案能否顺利落地,还要让我们拭目以待。

 

原标题:提高安全/降本增效 蜂巢能源电池日解读

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