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提高安全/降本增效 蜂巢能源電池日解讀

2020-12-03 09:10:48 汽車之家   作者: 侯明浩  

提起“電池日”,大家首先想到的可能是特斯拉,其每年發布的前沿技術和產品,都會成為業內討論的焦點話題。12月2日,脫胎于長城汽車、擁有整車制造基因的蜂巢能源舉辦了國內首個“電池日”活動,發布了關于電池安全、降本增效的一系列解決方案,并公布了無鈷電池的量產時間等。

在解讀技術之前,有必要向大家介紹下蜂巢能源的背景,這是一家從長城汽車拆分出來的動力電池公司,成立于2018年2月。雖然誕生時間并不長,不過其發展還是非常迅速,在今年9、10月份,蜂巢能源在國內的電池裝機量已經進入了前十位,并且還投資20億歐元在德國建設電池工廠,同時也收到了歐洲某汽車集團的訂單。

了解完蜂巢能源的背景,讓我們回到本次“電池日”的一個重要議題——安全性。對于電動車而言,除了里程焦慮外,影響消費者購買的另外一大“攔路虎”就是安全問題,網絡上流傳的各種自燃、碰撞起火視頻觸目驚心,甚至讓部分消費者對電動車這個品類產生畏懼。

■ “冷蜂”熱失控系統性解決方案

因此,如何打造更加安全的電動車,成為擺在電池制造商以及主機廠面前的共同議題。為此,蜂巢能源在“電池日”上發布了一套名為“冷蜂”的電池熱失控系統性解決方案,其中包括了果凍電池、熱阻隔電池包、蜂云平臺三大技術,主要從材料、電芯、電池包、監控系統等方面解決電池安全問題。

1、果凍電池:

什么是“果凍電池”?這是一款基于無鈷正極材料和電解液材料打造的凝膠電池,具有高電導、自愈合、阻燃等特點。通俗點講,果凍電池的電解質不再是常規的液態,而是像“喜之郎”果凍一樣,即使是用小刀劃開,之后也能夠慢慢愈合。這種特性的好處是能夠使凝膠電池與電極表面更好的貼合,從而使得導電性能更好。此外,在現場還演示了用明火去燒電解質,不會冒煙也不會起火,所以阻燃性能非常優異。

蜂巢能源將其做成了軟包以及90Ah的方形鋁殼的電芯,并且通過了全部的基礎安全測試。在現場還展示了鋼針刺穿試驗的視頻,并沒有起火和冒煙,同時也通過了150℃的熱箱實驗。據蜂巢官方介紹,這是一款既安全、又極易制造的電池產品。

不過,“果凍電池”也并非完美。據了解,該電池的內阻要比液態電解質的三元鋰電池要大上5%,充放電倍率會根據鈷的含量在±2%之間波動,循環壽命也會犧牲5%。不過,在犧牲小部分性能的前提下,換來更高的安全性,蜂巢能源認為“果凍電池”還是非常有價值的。

2、熱阻隔電池包

如果說“果凍電池”是在材料上進行優化,那么“熱阻隔電池包”則是在電池PACK上尋求突破。其主要是在“果凍電池”的電芯基礎上,蜂巢能源通過泄壓、噴發物控制、降溫、報警、隔熱等多種方式,來對PACK進行全方位的防護,從而降低起火的風險。

在發布會現場,蜂巢能源同樣通過兩段熱失控測試視頻來展示效果,從結果來看,相鄰模組之間并沒有發生熱失控,在安全性方面還是擁有不錯的表現。據了解,蜂巢能源目前能夠做到PACK不會熱失控,未來還將做到模組甚至是電芯不會熱失控。

3、蜂云平臺監控

在電池包系統檢測方面,蜂巢能源推出了“蜂云平臺”。據了解,這項技術是清華大學的研發成果,通過把已有的技術給蜂巢能源進行培訓和應用,雙方第一期主要實現了對電池內短路的監測。在具體原理層面,主要是通過收集電池內短路時的電壓、SOC、溫度、功率等數據,建立一套內短路預警算法,從而對電池進行實時的監測和預警。

在未來,蜂巢能源還將與清華大學就析鋰監測、識別缺陷電池、電池殘值評估等方面進行深度的二期合作,這些技術的原理與內短路監測大體相同,都是通過對數據進行大量采集與分析,建立一套完整的監測模型,從而對電池包系統安全進行實時的診斷和預警,屆時整個大數據閉環的準確率將達到95%。

■第二代電池產品——降本增效

除了發布電池安全解決方案外,蜂巢能源還簡單介紹了第二代電池產品,主要具備長薄化、無鈷化、快充化、高功率化的四大特點,并且將全部在明年(2021年)進行量產。

1、長薄化:蜂巢能源將在2021年推出L3電芯、L4電芯和L6電芯(注:L6電芯既長度為600毫米),具有長電芯、無模組、集成式的設計,可以使電池包系統的零部件減少25%,成本降低11%,同時能力密度將提升10%。

2、無鈷化:按照此前規劃,蜂巢能源的無鈷電池將涵蓋E和H兩大平臺,可以適配微型到大型車,并且能夠滿足300-800km續航里程的車型。在發布會現場,蜂巢能源還宣布即日起無鈷電池接受全球預訂(主要針對車企),明年6月份將正式量產,并在同年7月左右,長城汽車將上市首款搭載無鈷電池的純電動車型,其續航里程將達到600公里。

3、超級快充:蜂巢能源希望在不損失能力密度的前提下,把快充技術做好。據了解,蜂巢能源目前正在研發的超級快充技術,在充電時間方面將縮短62%,0-80%充電只需15-20分鐘,最快將在2022年年初推向市場。

4、高功率化:蜂巢能源將推出5.2Ah的軟包電芯,主要用于HEV(混動)車型,電池循環壽命可達25000次,而且可以做到70C的放電倍率,其功率密度可達5600W/kg。據了解,之所以要做到70C的放電倍率,主要是為了兼顧轎車、SUV等更多范圍的車型,同時為了把倍率做強,蜂巢能源也投入了一些新技術,不過暫時還處于保密期。

除此之外,在此次電池日上,蜂巢能源還介紹了其在電池工藝及制造環節的一系列創新,包括疊片3.0技術、干電極工藝應用、AI與制造的深度結合等,對于動力電池“降本增效”均有積極的作用。而對于消費者來說,電池成本的降低,帶來的必然是整車零售價的下調,對電動車的普及將會有著深遠的影響。

■ 未來技術展望:

可以看出,上述電池技術,蜂巢能源均已經取得不錯的研發成果,甚至已經落地。“既要腳踏實地,又需仰望天空”,據了解,蜂巢能源在更為前沿的技術方面同樣有所儲備,諸如全固態電池、膠囊電池、自消氣電池、混合正極材料等技術和產品,目前還處于前期開發階段,雖然沒有透露更多消息,但著實讓人期待。

寫到最后:可以看出,蜂巢能源在電池日上公布的“干貨”還是非常多,無論是提升電池的安全性,還是針對性的降本增效,這都是與消費者息息相關的技術,只有關鍵性技術突破了,電動車的生產成本才能降下來,最終受益的終究是廣大消費群體。不過,蜂巢能源此次電池日上公布的一系列解決方案能否順利落地,還要讓我們拭目以待。




責任編輯: 李穎

標簽:無鈷電池,動力電池,蜂巢能源