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动力电池“颠覆式革新”范本,为何是龙鳞甲?

作者:
文 AO记者 张静
2023/04/21
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此次上海车展,蜂巢能源首次针对不同应用场景,对外展示其全新一代电池系统解决方案。其中,龙鳞甲电池真包更是首次公开亮相,瞬间吸引大批客户和媒体围观。那么,与传统设计相比,龙鳞甲电池率先于业内进行了哪些大胆且颠覆式的技术革新?暗藏了哪些技术新趋势?下一轮动力电池迭代方向又是什么?

更高新能源汽车市场渗透率,意味着车企对于安全事故的容错率更低,在此背景下,谁能提供更高品质、更高安全和更高性价比的动力电池,谁就能取得未来市场的主导权。尤其是当越来越多自燃事故表明磷酸铁锂电池并非绝对安全情况下,龙鳞甲电池将如何给出电池安全更优解?

4月19日,《汽车观察》记者来到上海车展1.2馆蜂巢能源展台一探究竟。据了解,龙鳞甲电池拥有4大创新技术设计,即短刀电芯底出防爆阀设计、热电分离设计、双面冷却设计以及“高强钢+弹性支架”设计,并以短刀结构创新和飞叠制造工艺实现极致安全、极致兼容、极致成本、极致续航与极致性能。

 

迭代方向:底部防爆阀+热电分离

 

龙鳞甲电池一大特点就是对电芯防爆阀设计进行“颠覆式革新”,将防爆阀置于短刀电芯底部。目前,大多数电池企业普遍将电芯防爆阀设计在顶部,但却存在安全隐患。针对这一问题,很多企业也都在尝试改变,比如上汽集团的魔方电池,就采用了不同于传统电池包立式电芯的结构设计,将电芯“躺着放”。

而龙鳞甲电池设计更为大胆,将电芯防爆阀设计在底部。无独有偶,作为电动车和动力电池风向标的特斯拉也与蜂巢能源不谋而合,其公布的Model Y CTC方案就是将4680电芯防爆阀设置在底部。

此外,蜂巢能源还认为,要想做到电池包真正不起火甚至不冒烟,热电分离才是未来发展新趋势,于是率先于业内大胆采用热电分离设计思路。实际上,从宁德时代的永不起火电池系统,到岚图的琥珀和云母电池系统,再到广汽埃安的弹匣电池等,各大企业的热管理和预警监控技术已经趋于成熟,完全可以满足国标“5分钟不起火”的技术要求。

但如果要想进一步达到“无热失控蔓延”状态,就必须对现有技术架构进行再提升,龙鳞甲电池的热电分离设计就很好地解决了这个问题。在热失控测试中,龙鳞甲电池整包未见明火,单电芯失控不扩散至相邻电芯,真正实现了动力电池的极致安全,而这背后主要得益于其先进的热电分离设计,该设计也被视为通往下一代防护技术的必经之路。

 

目前,热电分离技术的“先行者”主要有特斯拉与蜂巢能。且在特斯拉效应下,46系大圆柱被认为在安全、性能、制造效率和降本方面具备全方位优势,进而引发全球整车和电池厂高度关注与跟进。

而这些,龙鳞甲电池都可与之分庭抗礼甚至更胜一筹。相比46系大圆柱电池,龙鳞甲电池包可减重10-20kg,成组率达到76%,处于行业最高水平,制造成本优势明显,契合锂电大规模制造时代需求。

不仅如此,龙鳞甲电池还可应用不同型号的短刀电芯,适配全域充电规模以及全域化学体系。例如,同为2C快充方案,龙鳞甲电池整包电量高出5%;同为4C快充方案,龙鳞甲电池整包电量高出32%;且换热能力较一般水平提升70%,既可提升非充电场景下电池包的安全,也可显著提升电动车快充场景的安全性。

另从兼容性看,龙鳞甲电池能够兼容各种化学体系,如兼容铁锂、三元和无钴等;还可搭载A00-D级系列车型,续航里程最高可达1000+KM,并可覆盖1.6C-6C快充体系;也可覆盖全部300 -600 mm全部尺寸电芯,CTC、CTB和CTV等都可与其结合,不仅为车企缩短新车研发周期,还进一步降低车企采购成本。

现阶段,安全、续航、充电、成本和残值仍然是消费者购买电动汽车的主要顾虑,针对这些问题,动力电池技术研发错综复杂,仍需行业继续探索。据悉,龙鳞甲电池将于2023年量产上市,现已获得多个客户定点,希望伴随龙鳞甲电池的应用,能让电动车的使用安全进入全新阶段。

 

最速TOP10:从后起之秀到头部玩家

 

中国新能源汽车产销量连续8年位居全球第1,背后最大“功臣”是谁?业内深知,想要在新能源汽车赛道实现“弯道超车”,就必须拿下动力电池这一关键领域,因其不仅决定电动车的性能、安全和续航里程,更为关键的是可确保产业链的自主、可靠及话语权。也正是因为有着强大的电池产业作支撑,中国新能源汽车才能在世界舞台上“无对手”。

其实,早在2010年以前,我国动力电池产业一直落后于日韩,没少吃“受制于人”的苦头,尤其在全球锂电池市场中,中国占比不过17%。“绝不能让动力电池卡住中国新能源汽车产业的脖子”,面对不利开局,中国动力电池厂商奋起直追,开始了长达10年的逆袭翻盘之路。

终于在2020年,中国动力电池成功反超日韩拿下全球第1,不仅占据全球70%的市场份额,还在排名前10厂商中占据6席。相当于全球每10辆新能源汽车中,就有7辆是由中国动力电池企业配套的。

时至今日,全球动力电池争霸赛已呈现“日本一枝独秀(松下电池)+韩国三足鼎立(LG新能源、SK On和三星SDI)+中国一超多强”的竞争格局,而此时的美国和欧洲则沦为了这场争霸赛的看客。毫不夸张地说,动力电池之战简直就是一部“中国制造”力压日韩的赶超史。

 

而在中国10家头部动力电池企业中,除了一骑绝尘的宁德时代连续5年摘得世界第1外,更有一匹黑马被业内指出是极具成长性和竞争力的企业,那就是用时最短实现中国TOP10 和全球TOP10 的蜂巢能源。

最初,蜂巢能源的前身还只是长城汽车内部的一个动力电池项目组;2018年起,才正式从长城汽车剥离,开始独立运行。虽然成立只有短短5年时间,但却一路“开挂”,实现了从“国内后起之秀”到“全球头部玩家”的转变。

据全球锂电池市场研究机构SNE Research统计数据显示,蜂巢能源曾于2021年和2002年上半年上榜全球动力电池企业TOP10,用时只有4年,成为增速最快的黑马;另据中国汽车动力电池产业创新联盟统计数据显示,蜂巢能源2022年动力电池装机量位居国内第7。

 

增速背后,反映出来的是蜂巢能源强大的产品竞争实力和研发能力,其自主研发的无钴正极材料技术、超高速叠片工艺技术和“蜂云平台”监控系统等,均处于世界领先水平;此外,短刀电池、龙鳞甲电池系统和高锰铁镍电池等产品也备受市场关注,为行业发展方向打开“边界”。

不仅如此,蜂巢能源还在积极开展钠电池技术开发、高比能锂金属电池和全固态锂电池等新型技术的储备性研发工作,现已取得阶段性成果,足见其超前研发实力;同时,得益于在储能电芯、系统、能源管理系统和大数据平台上的较强研发能力,蜂巢能源已牵头多项国家储能标准的起草工作。

写在最后

实际上,错过补贴黄金时代的蜂巢能源,“一出生”就面临强大外资势力和新兴本土势力的双重夹击,但却能在短时间内迅速实现核心技术上的领先,比如无钴电池、龙鳞甲电池和飞叠技术等,围绕动力电池形态、结构和材料等方面一路创新。

加之去年国内排名前10 的动力电池企业已占总装机量的95%,这说明,无论是新能源汽车还是动力电池产业,集中度都将越来越高,尤其是在产业整合和优胜劣汰冲击下,弱者愈弱,强者愈强。届时,以研发和创新构建护城河的蜂巢能源,定能为国家新能源汽车产业发展做出更多积极贡献。

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