中青报客户端

推荐
 中青在线版权与免责声明

中国青年报手机版

中国青年报手机版二维码

中国青年报官方微信

中国青年报官方微信

2022年09月22日 星期四
中青在线

孚能科技如何为软包电池正名

中青报·中青网记者 许亚杰  来源:中国青年报  ( 2022年09月22日   11 版)

    今年上半年,在碳达峰、碳中和目标引领和下游旺盛需求带动下,我国锂离子电池产业实现高速增长。孚能科技董事长王瑀博士表示,中国新能源汽车产业起步较早,且市场渗透率日益提高,市场需求倒逼电池企业不断加强技术创新,拿出更好的动力电池产品。

    又到了“金九银十”汽车销售旺季,在整个汽车产业链条上,各家企业都开始摩拳擦掌。在国内新能源汽车持续热销,甚至远销欧洲等海外市场的背景下,从上游供应商到车企再到经销商,无不打起十二分精神,希望借助新能源的火热发展势头,推广和应用自己新的技术产品。

    对于近年来备受各方关注的电池企业来说,这个需求更加迫切。来自工业和信息化部电子信息司的数据显示,今年上半年,在碳达峰、碳中和目标引领和下游旺盛需求带动下,我国锂离子电池产业实现了高速增长。

    今年上半年,全国锂离子电池产量超过280GWh,同比增长150%,全行业收入突破4800亿元。其中,新能源汽车动力电池装车量约110GWh,锂离子电池产品出口同比增长75%。

    “从给过去的消费电子产品做‘小电池’,到为新能源汽车做使用寿命15年的动力电池,锂离子电池产业在技术革新、制造工艺和质量管理上都面临着巨大挑战。”孚能科技董事长王瑀博士表示,锂离子电池产业正在飞速发展,但产业链上下游面临的挑战仍然不容忽视,电池企业需要拿出持续革新、不断学习的态度。

    在不久前举办的2022孚能科技战略及新品发布会上,孚能科技推出了全新动力电池解决方案——SPS(Super Pouch Solution)。王瑀表示,这是一整套涵盖“从电芯到系统、从制造到回收”的创新解决方案,在续航里程、充电效率、降本增效、适配车型等方面均实现了大幅提升的全新产品。

    近年来,无论是车企还是消费者,对动力电池的要求都在迅速提高。因此,要想解决新能源汽车续航不足、充电时间过长等痛点,还需要相关企业尤其是动力电池企业大胆革新,持续推动电池技术进步。

    瞄准冬季用车痛点,SPS有哪些撒手锏

    目前,按照电池的封装方式和形状,动力电池一般被分为方形、圆柱、软包等形式。其中,软包电池具有能量密度高、安全性强、布局灵活、轻量化好、循环寿命长等优点,但制作工艺复杂,通常需要结合较高的电池热管理系统,才能将整体综合性能发挥至最大化。

    王瑀坦言,电芯性能的优劣决定着电池系统性能的边界,作为孚能科技软包电池的最新研究成果,SPS不是要与方形电池竞争,而是着眼于满足整车企业和消费者的更高要求。

    “作为动力电池的全新解决方案,孚能科技SPS不只是系统结构设计创新,而是集大软包电芯、大软包电池系统、大软包电池制造和直接回收四大创新技术于一体。”孚能科技相关技术负责人介绍说,在零下20摄氏度的环境中,SPS系统容量始终保持在90%以上,且充电时间缩短一半,可极大缓解电动车用户在冬天的里程焦虑问题。

    据介绍,得益于大软包电芯卧式布置设计,孚能科技SPS使电池系统部件减少50%,材料成本降低33%,提升体积利用率到75%。与搭载4680圆柱电池的车型相比,孚能科技SPS的体积利用率高出12%,拥有3倍循环寿命,导热效率提升60%。

    此外,同步升级的制造工艺,使SPS具备可观的投资产出比。尤其是该方案让软包电池的直接回收技术更加成熟,不仅减少了能耗,还能进一步提升材料利用率,帮助企业和用户降低成本。

    王瑀解释称,中国新能源汽车产业起步较早,且市场渗透率日益提高,因此不论是车企还是消费者,都希望使用技术先进的产品,同时价格也要具有竞争力。

    “对我们电池企业来说,必须提供一个性价比足够好的产品,才能快速占领市场。”他分析说,随着汽车设计越来越好,电耗越来越低,对动力电池的需求大致会稳定在70千瓦-150千瓦之间。同时,随着材料能量密度不断增大,电池企业可以做出更薄、更小的动力电池。

    据了解,孚能科技推出的全极耳、多极耳大软包动力电芯,改变了上一代动力电池系统多电芯串联的设计,进而简化电池系统结构,提升了电芯的安全性能,可实现对材料体系的高度兼容。

    此外,基于对未来快充充电桩300-350kW的功率判断,SPS以不同充电倍率大软包电芯,实现了“充电10分钟,续航400公里”的统一配置,可满足各类用户的出行和补能需求。

    在此次发布会上,孚能科技展示了2.4C、3C和4C三种倍率快充电芯,对应带电量150kWh、100kWh和75kWh,对应续航里程1000km、800km和600km,充电10分钟分别能实现400km、400km和560km的续航里程。

    值得一提的是,在保持电池系统底盘尺寸不变的情况下,孚能科技SPS可以通过调节卧式布置的大软包电芯厚度,灵活调节电池系统的底盘高度。这意味着,搭载不同能量密度的大软包电芯,让电池系统拥有从80kWh到150kWh的不同带容量,满足从性能轿跑到城市皮卡的电动化需求,为整车企业客户缩短新车型的研发周期,并降低采购成本,保障稳定供应。

    市场呼声倒逼电池企业勇攀技术新高峰

    除三元材料之外,孚能科技在发布会上还首次系统性展示了其他材料体系的研发路线。

    2023年,孚能科技将推出钠离子、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等电池的第一代产品。目标是到2030年,将钠离子电池能量密度从160Wh/kg提升到220Wh/kg,让磷酸铁锂和磷酸锰铁锂电池的能量密度形成从200Wh/kg到240Wh/kg的产品覆盖。在低镍方面,孚能科技计划在2024年推出250Wh/kg的低镍富锰体系产品,预计在2030年进一步提高至290Wh/kg。

    王瑀告诉记者,预计未来10年,动力电池能量密度可能会增加到400Wh/kg左右,在此背景下,软包电池采用SPS的结构是最合理的。

    记者了解到,按照“投产一代、储备一代、研发一代”的行业发展规律,固态电池等技术路线被认为是下一代动力电池研发的重要方向。

    通过使用固体电解质替代液态锂电池的电解质和隔膜,固态电池具有不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题等安全优势。但目前全固态电池制备工艺复杂,相关技术不成熟,有不少企业选择了固液混合电池的技术路线,即半固态电池。

    “孚能科技将在今年9月量产半固态电池,这是我们的第一代半固态电池,可以使车辆安全性能大幅提升。”王瑀向记者表示,通过半固态逐渐减少电解液,最后可能只剩15%,这样一来动力电池的安全性将大幅提升,降低车辆自燃的风险。

    据了解,除孚能科技外,国轩高科、赣锋锂业、辉能科技、清陶能源等公司也在布局半固态或者固态电池。

    “中国动力电池技术进步之所以能快到令人吃惊,是因为强大的市场需求。”王瑀直言,无论是用户对电动汽车使用方面的吐槽,还是车企既要技术硬、又要价格低的诉求,都倒逼着电池企业使出浑身解数,想尽一切办法突破技术,开发出能够让大家满意的产品。“未来固态电池技术完全成熟了,我们可以马上推向市场。”

中青报·中青网记者 许亚杰 来源:中国青年报

2022年09月22日 11 版

新能源车与电池爆发式增长 产业双碳转型势在必行
孚能科技如何为软包电池正名
成都最深地铁车站顺利“见底”
推进动力电池“无钴化” 蜂巢能源这么做