提高安全/降本增效 蜂巢能源电池日解读

2021-12-23 12:22:44 作者:问答叫兽
电池安全解决方案

提到“电池日”,大家首先想到的可能就是特斯拉,其每年发布的前沿技术和产品将成为业界讨论的焦点。12月2日,脱胎于长城汽车、具有整车制造基因的蜂巢能源举办了国内首个“电池日”活动,发布了电池安全、降本增效等一系列解决方案,并宣布了无钴电池量产时间等.....让我们言归正传。

在阅读技术之前,有必要介绍一下2021年2月成立的从长城汽车分离出来的动力电池公司蜂巢能源的背景。虽然它的诞生时间不长,但它的发展仍然非常迅速。今年9月和10月,蜂巢能源在中国的电池装机量已经进入前十,并且还投资20亿欧元在德国建设电池工厂,还接到了一家欧洲汽车集团的订单。

了解完蜂巢能源的背景,我们再回到本次“电池日”的一个重要话题——安全。对于电动车来说,除了里程焦虑,影响消费者购买的另一大“拦路虎”就是安全。网上流传的各种自燃和碰撞起火的视频令人震惊,甚至有消费者对这类电动车产生了恐惧心理。

■系统解决“冷蜂”热失控

因此,如何打造更安全的电动汽车成为电池制造商和原始设备制造商的共同话题。为此,蜂巢能源在“电池日”发布了名为“冷蜂”的电池热失控系统解决方案,包括果冻电池、热障电池包、蜂云平台,主要从材料、电池、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?这种凝胶电池基于无钴正极材料和电解质材料,具有高导电性、自愈性和阻燃性的特点。一般来说,果冻电池的电解液不再是常规的液态,而是像“喜之郎”果冻一样,即使用刀切开,事后也能慢慢愈合。这一特性的优点是可以使凝胶电池更好地贴合电极表面,从而使导电性能更好。此外,在现场演示了用明火燃烧电解液不会冒烟或着火,因此阻燃性能非常优异。

蜂巢能源将其制成软包和90Ah方形铝壳电池,并通过了所有基本的安全测试。现场还展示了钢针穿刺试验的视频,现场没有火灾和烟雾,同时通过了150℃的热箱试验。据蜂巢官方介绍,这是一款安全易制造的电池产品。

然而,果冻电池并不完美。据了解,这种电池的内阻比采用液态电解质的三元锂电池大5%,充放电速率会根据钴含量在2%之间波动,循环寿命会牺牲5%。不过,在牺牲一小部分性能换取更高安全性的前提下,蜂巢能源认为果冻电池还是很有价值的。

2.热障电池组

如果说“果冻电池”在材料上进行了优化,那么“热障电池包”就是电池包的一个突破。蜂巢能量以果冻电池为核心,通过泄压、喷发控制、降温、报警、隔热等全方位保护PACK,降低火灾风险。

发布会现场,蜂巢能源还通过两个热失控测试视频演示了效果。从结果来看,相邻模块之间没有热失控,在安全性方面仍然有很好的表现。据了解,蜂巢能源目前能够保证PACK不会失去对热量的控制,未来模块甚至电池也不会失去对热量的控制。

3.蜜蜂云平台监控

在电池组系统检测方面,蜂巢能源推出了“蜜蜂云平台”。据了解,这项技术是清华大学的一项研发成果。通过对蜂巢能源现有技术的培训和应用,双方第一阶段主要实现了电池内部短路的监测。在具体原理层面,通过采集电压、SOC、温度、功率等数据,建立了一套内部短路预警算法。当电池短路时,对电池进行实时监控和报警。

未来,蜂巢能源将在第二期与清华大学在锂分析监测、缺陷电池鉴定、电池残值评估等方面进一步合作。这些技术的原理与内部短路监测基本相同,通过采集和分析大量数据,建立完整的监测模型,对电池组系统的安全性进行实时诊断和预警。届时,整个大数据闭环的准确率将达到95%。

降本增效解决方案

■第二代电池产品-降低成本和提高效率

除了发布电池安全解决方案,蜂巢能源还简要介绍了第二代电池产品,主要有四大特点:长而薄、无钴、充电快、功率大,明年全部量产。

1.长度和厚度:蜂巢能源将在2021年推出L3电池、L4电池和L6电池。采用长电芯、无模块、集成化的设计,可使电池组系统元器件减少25%,成本降低11%,能量密度提高10%。

2.无钴:按照之前的计划,蜂巢能源的无钴电池将覆盖E、H平台,可适配小型到大型汽车,可满足300-800公里续航里程。发布会上,蜂巢能源还宣布,无钴电池将从即日起接受全球预约,并将于明年6月正式量产。同年7月左右,长城汽车将推出首款搭载无钴电池的纯电动汽车,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容量密度的情况下,做好快充技术。据了解,蜂巢能源目前正在研发的超快充电技术将充电时间缩短62%,0-80%充电仅需15-20分钟,最早将于2022年初推向市场。

4.大功率:蜂巢能源将推出5.2Ah柔性电芯,主要用于HEV汽车。电池循环寿命可达25000次,放电倍率可达70C,功率密度可达5600 W/kg。据了解,70C的排放率主要是为了兼顾范围更广的轿车、SUV等车辆。同时,为了让费率更强,蜂巢能源也投入了一些新技术,但暂时还处于保密期。

此外,在这个电池日,蜂巢能源还在电池技术和制造方面引入了一系列创新,包括叠片3.0技术、干电极技术的应用、AI与制造的深度结合等。,这对动力电池的“降本增效”有积极作用。对于消费者来说,电池成本的降低必然会拉低整车零售价格,对电动汽车的普及将产生深远的影响。

■未来技术展望:

可见,上述电池技术和蜂巢能源都取得了不错的研发成果,甚至落地。“脚踏实地,仰望天空空”,据了解,蜂巢能源在更前沿的技术上也有一定储备,如全固态电池、胶囊电池、自吸气电池、混合正极材料等技术和产品,目前仍处于发展初期。虽然没有透露更多的信息,但这确实是意料之中的。

最后:可以看到,电池日蜂巢能源公布的“干货”还是很多的。无论是提高电池的安全性,还是降低成本、提高效率,这些都是与消费者息息相关的技术。只有关键技术突破,才能降低电动汽车的生产成本,最终让消费者受益。不过,蜂巢能源在这个电池日宣布的一系列解决方案能否顺利落地,还有待观察。

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