進(jìn)入2024年，動(dòng)力電池技術(shù)迭代方向已經(jīng)愈發(fā)清晰。電池規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化、品質(zhì)高能量化正在成為主機(jī)廠、電池企業(yè)對(duì)電池新品研發(fā)的共識(shí)。
近日，正力新能對(duì)外發(fā)布了行業(yè)首款雙重半固態(tài)超長(zhǎng)續(xù)航大圓柱電池——正力·騏龍，該電池集超安全、超高能量密度、及整車(chē)100萬(wàn)公里超長(zhǎng)壽命和充電10分鐘續(xù)航500公里的超快充技術(shù)于一體，支持純電MPV車(chē)型，滿電續(xù)航1000公里以上。
這款電池在超安全、長(zhǎng)續(xù)航、極速快充以及超長(zhǎng)壽命上，都算行業(yè)翹楚。不過(guò)，最為值得關(guān)注的，其背后蘊(yùn)含的電池技術(shù)方向：大圓柱形態(tài)+半固態(tài)的產(chǎn)品迭代，這正是主機(jī)廠、電池企業(yè)在未來(lái)電池技術(shù)迭代新趨勢(shì)上的探索。
標(biāo)準(zhǔn)化“最優(yōu)解”，大圓柱電池已成高端車(chē)主流選擇
在新能源汽車(chē)發(fā)展初期，各家電池企業(yè)、主機(jī)廠均是摸著石頭過(guò)河，基于對(duì)性能和不同應(yīng)用場(chǎng)景的匹配，電池規(guī)格不一，尺寸繁多。據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)不完全統(tǒng)計(jì)，僅方形電池，目前市面上的規(guī)格就超過(guò)兩百余種，更別說(shuō)再加上軟包、圓柱等不同形態(tài)電池。
電池規(guī)格尺寸偏多，往往會(huì)造成電池設(shè)計(jì)、制造成本增加，且極易受車(chē)型銷(xiāo)量好壞影響，給電池企業(yè)帶來(lái)極大不確定性，對(duì)于電池企業(yè)而言，成本壓力巨大。同時(shí)，對(duì)于車(chē)企而言，因規(guī)格繁多，適用性不強(qiáng)，也增加了車(chē)企電動(dòng)車(chē)型開(kāi)發(fā)、匹配成本，且產(chǎn)品質(zhì)量可靠性管控風(fēng)險(xiǎn)較大。
而標(biāo)準(zhǔn)化的電芯，可大規(guī)模制造，且可適配不同車(chē)型，無(wú)疑對(duì)降低電池制造成本、減少整車(chē)開(kāi)發(fā)流程具有積極意義。這也是特斯拉、寶馬等國(guó)際主流主機(jī)廠近年來(lái)一直努力推動(dòng)電芯標(biāo)準(zhǔn)化的重要原因。
在標(biāo)準(zhǔn)電芯上，特斯拉敲定了4680大圓柱電池，該電池因采用無(wú)極耳工藝，能量密度、功率性能、充電性能和成組效率均相較傳統(tǒng)21700圓柱電芯有極大提升。無(wú)獨(dú)有偶，寶馬集團(tuán)也將標(biāo)準(zhǔn)電芯押注到大圓柱電池上，并且已經(jīng)與幾家頭部電池企業(yè)簽訂了其新一代純電車(chē)型的大圓柱電池訂單。
據(jù)知情人士介紹，寶馬押注大圓柱電池，主要是其技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證和測(cè)算，認(rèn)為大圓柱電池續(xù)航里程、充電速度、制造成本、兼容性和安全方面都有明顯優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)潛在主流動(dòng)力電池技術(shù)路線之一。
大圓柱電芯尺寸，直徑采用標(biāo)準(zhǔn)化的46mm，而高度覆蓋80mm-125mm，可以滿足不同車(chē)型對(duì)能量和電池包空間的需求，具有極強(qiáng)的適應(yīng)性和兼容性。
事實(shí)上，大圓柱電池具有極致性能、極致安全、極限制造，且能極致降本，已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)。在性能上，大圓柱電池對(duì)高鎳、超高鎳、硅負(fù)極等極致化學(xué)體系兼容性更強(qiáng)，使得電池性能更好。以正力新能新發(fā)布的46系列大圓柱電芯為例，其采用了超高鎳正極+高硅負(fù)極的材料體系，電芯能量密度更高。
正力新能也指出，大圓柱電池由于其單體能量相對(duì)較小安全性高、對(duì)極致化學(xué)體系兼容性好，越來(lái)越受到中高端乘用車(chē)市場(chǎng)的青睞。
高性能電池技術(shù)方向，半固態(tài)、全固態(tài)電池
動(dòng)力電池規(guī)格尺寸標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造、進(jìn)而達(dá)到降本增效的有效途徑，是主機(jī)廠、電池企業(yè)在降本路徑上的雙向奔赴。
在電池性能提升上，材料層面的創(chuàng)新則向半固態(tài)、全固態(tài)電池等維度迭代。
相較于當(dāng)前主流的液態(tài)電池，固態(tài)電池在能量密度、安全性上都有質(zhì)的提升。從市場(chǎng)關(guān)注度來(lái)看，今年以來(lái)，無(wú)論是資本市場(chǎng)，還是主機(jī)廠、電池企業(yè)，都在將固態(tài)電池作為重要關(guān)注的技術(shù)路線進(jìn)行攻關(guān)或投資。
產(chǎn)業(yè)界之前普遍認(rèn)為半固態(tài)電池尚無(wú)法與現(xiàn)有液態(tài)三元電池在能量密度上拉開(kāi)差距，且成本高昂，不具備優(yōu)勢(shì)。然而，今年以來(lái)，電池企業(yè)推出半固態(tài)量產(chǎn)產(chǎn)品、車(chē)企宣布固態(tài)電池裝車(chē)，且成本僅是“略高”，這些都顛覆了業(yè)界的固有印象。
在大圓柱電芯上，正力新能的46尺寸大圓柱電池已經(jīng)應(yīng)用了雙重半固態(tài)電池技術(shù)，更是顛覆了業(yè)界對(duì)半固態(tài)研發(fā)的預(yù)期。據(jù)介紹，正力新能大圓柱電池第一重半固態(tài)為超高鎳正極材料的固態(tài)電解質(zhì)表面修飾技術(shù)；第二重半固態(tài)為固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合隔膜技術(shù)。
得益于雙重半固態(tài)技術(shù)的加持，正力新能46尺寸大圓柱電芯的熱穩(wěn)定性得到明顯改善，失效起始溫度提高10度，失效后最高溫度降低150°C。此外，在安全性得到提升的同時(shí)，電芯的功率性能也得到了改善，零下20°C低溫功率提升了20%。
基于大圓柱極致安全的封裝形態(tài)，綜合超高鎳正極、硅碳負(fù)極材料應(yīng)用，以及超高鎳正極材料的固態(tài)電解質(zhì)表面修飾技術(shù)、固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合隔膜技術(shù)（正力新能“極能態(tài)”，下同）的雙重半固態(tài)電池技術(shù)加持，正力新能大圓柱電池單體能量密度達(dá)到306Wh/kg，單顆電芯容量高達(dá)49.5Ah，處于目前行業(yè)領(lǐng)先水平。
46系列大圓柱+雙重半固態(tài)，正力新能推出170kWh超長(zhǎng)續(xù)航產(chǎn)品
車(chē)企、電池廠商從降本和平臺(tái)開(kāi)發(fā)角度，正尋求電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)化；從提升電池性能上，正尋求向半固態(tài)、全固態(tài)迭代。正力新能基于基于LISA3-2-1 研發(fā)戰(zhàn)略，不斷實(shí)踐電化學(xué)材料差異化探索，針對(duì)高端乘用車(chē)市場(chǎng)需求痛點(diǎn)，依托正力極能技術(shù)電芯體系，將大圓柱和半固態(tài)完美融合，推出46系列大圓柱電池，電芯單體容量高達(dá)49.5Ah。
事實(shí)上，正力新能在46系列大圓柱電池的創(chuàng)新并不僅限于此。
依托正力技能電池技術(shù)體系，正力新能46系列大圓柱電芯，還采用了獨(dú)創(chuàng)的極能環(huán)技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的4680圓柱電芯正負(fù)極采用異側(cè)設(shè)計(jì)，采用同側(cè)出極耳技術(shù)，大幅縮短電子傳輸路徑，降低歐姆電阻，使得電芯電子路徑縮短80%、歐姆阻抗下降 30%，充放電倍率更強(qiáng)、體積利用率更高，滿足高端乘用車(chē)極致動(dòng)力需求。
同時(shí)，正力新能將傳統(tǒng)的氟橡膠密封圈設(shè)計(jì)升級(jí)為刻蝕納米注塑技術(shù)（極能蓋技術(shù)），相較于傳統(tǒng)的頂蓋集成技術(shù)，成本可降低10%；PPS與頂蓋、極柱表面形成納米級(jí)的錨栓結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵結(jié)合，氦檢氣密性是傳統(tǒng)密封圈水平的100倍，從而提高了電芯單體空間利用率及全生命周期可靠性。
憑借極致的產(chǎn)品性能和安全，正力新能基于46系列圓柱電芯而研發(fā)的電池系統(tǒng)——即“正力·騏龍”，將極致安全、超長(zhǎng)續(xù)航和超級(jí)快充的不可能三角實(shí)現(xiàn)了完美融合：
除了46系列圓柱電芯本征極致安全，在系統(tǒng)層面，正力新能還應(yīng)用了熱電分離、多重側(cè)面熱防護(hù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電池包永不熱擴(kuò)散（NTP），做到了極致安全。
而憑借超高單體能量密度圓柱電芯，附加CTC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，“正力·騏龍”系統(tǒng)能量密度超245Wh/kg，整包電量高達(dá) 170kWh，創(chuàng)下目前國(guó)內(nèi)新能源乘用車(chē)電池包容量之最。
“正力·騏龍”采用系統(tǒng)高效均衡熱管理，并通過(guò)單路U形循環(huán)水路、多支路并聯(lián)、熱阻均衡逆向設(shè)計(jì)等保證電池工作環(huán)境的一致性，從而保障整車(chē)全生命周期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)公里的超長(zhǎng)續(xù)航。
采用800V高壓快充平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)和系統(tǒng)超強(qiáng)熱管理，“正力·騏龍”可以支持4C快速充電，充電10分鐘續(xù)航500公里。
標(biāo)準(zhǔn)化、靈活性的大圓柱電芯，疊加雙重半固態(tài)電池等技術(shù)，“正力·騏龍”兼具了170kWh超大電量、NTP超安全保障、100萬(wàn)公里超長(zhǎng)壽命和4C超快充技術(shù)等極致性能，助力即便是大型的純電MPV車(chē)型，滿電也可以輕松實(shí)現(xiàn)1000公里以上續(xù)航，真正做到，千里奔赴，一充即達(dá)。
正是因?yàn)檎π履芤恢币詠?lái)有著極致探索的研發(fā)理念支撐，以及多路徑的發(fā)展戰(zhàn)略，才能夠敏銳抓住電池技術(shù)迭代方向，推出引領(lǐng)性產(chǎn)品。既可以率先滿足高端乘用車(chē)電池產(chǎn)品需求，也抓住并引領(lǐng)了電池在尺寸、技術(shù)方面融合迭代的發(fā)展趨勢(shì)。
