孚能科技SPS技術(shù)使電池能量密度、補(bǔ)能速率實(shí)現(xiàn)大幅的提升,可滿足車企客戶的期望;SPS技術(shù)表現(xiàn)出來(lái)的高適配性、高安全性、可大程度降低生產(chǎn)成本;為固態(tài)電池時(shí)代的到來(lái)打好前站。

圖片來(lái)源:孚能科技

圖片來(lái)源:孚能科技

自推廣新能源汽車以來(lái),續(xù)航焦慮一直存在。在電動(dòng)汽車長(zhǎng)續(xù)航壓力之下,如何提高電量成為眾多車企和電池廠重點(diǎn)研究方向之一。

車企方面,以蔚來(lái)、小鵬、特斯拉等為例,主要通過(guò)增加充電樁和換電站,減少補(bǔ)能焦慮,及接入高壓快充平臺(tái)改善補(bǔ)能方式,緩解用戶里程焦慮。

電池廠方面,以寧德時(shí)代、孚能科技等為例,主要通過(guò)改變電池“質(zhì)”與“量”來(lái)增加續(xù)航能力,“質(zhì)”方面即從電池研發(fā)入手,進(jìn)行材料創(chuàng)新,提高能量密度,推出新體系電池,“量”方面則是進(jìn)行結(jié)構(gòu)與工藝創(chuàng)新,提高體積利用率,體積利用率增大,底盤(pán)裝載電量增加,續(xù)航增加。

可以看到的是,在動(dòng)力電池端,目前還是以三元及磷酸鐵鋰電池為主流技術(shù)路線,其他錳基及固態(tài)電池等技術(shù)仍在初試階段。因此,在材料體系尚未出現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新的情況下,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和工藝創(chuàng)新,提高有限底盤(pán)空間體積利用率,成為主流電池企業(yè)技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)。彼時(shí),Cell to PACK 即直接把電芯集成到電池包的概念被提出,通過(guò)省去模組結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)同體積下的電池包能夠裝下更多的電芯,從而增加電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航。

其實(shí),Cell to PACK 更適合被直觀地稱作為“無(wú)模組設(shè)計(jì)”。目前,動(dòng)力電池三種技術(shù)路線中,軟包電池在能量密度、安全性和模組設(shè)計(jì)靈活性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì),且大眾、戴姆勒、通用、日產(chǎn)等汽車巨頭都在布局軟包技術(shù)。對(duì)此,軟包電池作為“第一代動(dòng)力電池”能否打破歷史集成方式,利用無(wú)模組結(jié)構(gòu)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)能量密度提升和電池成本下降,成為行業(yè)尤其關(guān)注的一環(huán)。

實(shí)際上,軟包龍頭孚能科技已經(jīng)給出答案:2022年9月9日,孚能科技在戰(zhàn)略及新品發(fā)布會(huì)上推出全新動(dòng)力電池解決方案——SPS(Super Pouch Solution),可適用于CTP無(wú)模組集成,也可滿足CTC一體化底盤(pán)結(jié)構(gòu)。

全新動(dòng)力電池解決方案——SPS

能量密度可到330Wh/kg!10分鐘補(bǔ)能400km以上

據(jù)悉,孚能科技SPS包含一整套從電芯到系統(tǒng),從制造到回收的創(chuàng)新解決方案,不局限于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新,而是集大軟包電芯、大軟包電池系統(tǒng)、大軟包電池制造和直接回收四大創(chuàng)新技術(shù)于一體。

具體來(lái)看,孚能科技SPS技術(shù)方案是軟包體系內(nèi)首個(gè)無(wú)模組集成技術(shù)方案,電芯可以直接與汽車底盤(pán)集成,實(shí)現(xiàn)其高度的系統(tǒng)集成度和適配靈活性;其次,該技術(shù)是行業(yè)首次推出的大尺寸電芯,可兼容最新的半固態(tài)電池技術(shù);同時(shí)采用無(wú)模組技術(shù),極大地改善了制造工藝和成本。

不僅如此,在電芯設(shè)計(jì)方法上,SPS是通過(guò)大電芯配合層疊布置,可使電池系統(tǒng)部件減少50%,材料成本降低33%,提升體積利用率到75%。而對(duì)比寧德時(shí)代第三代CTP技術(shù)麒麟電池,體積利用率為72%。

全新動(dòng)力電池解決方案——SPS

性能方面,SPS大軟包電芯質(zhì)量能量密度可達(dá)330Wh/kg,電池系統(tǒng)循環(huán)壽命超過(guò)3000次。而市場(chǎng)消息顯示,蜂巢能源在2022年量產(chǎn)的第二代短刀片電池能量密度僅為185Wh/kg,且特斯拉4680電池能量密度表現(xiàn)也稍有遜色,為300Wh/kg。

SPS大軟包使用全極耳、多極耳電芯設(shè)計(jì),在簡(jiǎn)化電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時(shí),通過(guò)孚能科技800VTC超充超壓技術(shù)平臺(tái),使電芯具備從2.4C到5C甚至更高的充放電倍率,充電10分鐘可補(bǔ)能400km以上。

據(jù)悉,孚能科技推出的800VTC超充超壓技術(shù)是交通出行產(chǎn)業(yè)高度關(guān)注的未來(lái)先進(jìn)技術(shù)之一,如2022年3月路特斯在倫敦發(fā)布的首款純電超跑SUV Eletre搭載了孚能科技800VTC超充超壓技術(shù)平臺(tái)。800VTC超充超壓技術(shù)作為國(guó)內(nèi)首批可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的400V和800V中高電壓自由切換+快充的技術(shù)平臺(tái),這一技術(shù)已吸引了全球多家豪華汽車、高性能跑車品牌的青睞,未來(lái)將惠及更多的市場(chǎng)區(qū)間。

高適配性/高安全性能助力SPS成CTP最優(yōu)選

盡管近年來(lái),國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)軟包電池被逐步擠壓,但軟包電池憑借高能量密度及低內(nèi)阻等優(yōu)點(diǎn),仍獲得高端車型青睞,占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)近25%的份額。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì),隨著半固態(tài)/固態(tài)鋰離子電池在軟包電池中率先商用,軟包的市場(chǎng)占有率會(huì)進(jìn)一步提高。

在此背景下,孚能科技彼時(shí)推出的SPS大軟包技術(shù)方案,將成為軟包電芯無(wú)模組技術(shù)“最優(yōu)解”及青睞軟包電池車企的“最優(yōu)選”。

作出此判斷的原因主要有三:SPS技術(shù)使電池能量密度、補(bǔ)能速率實(shí)現(xiàn)大幅的提升,可滿足車企客戶的期望;SPS技術(shù)表現(xiàn)出來(lái)的高適配性、高安全性、可大程度降低生產(chǎn)成本;為固態(tài)電池時(shí)代的到來(lái)打好前站。據(jù)觀察,在市場(chǎng)端,全球頭部幾十余家車企、電池企業(yè)已先后投入巨資,用于半固態(tài)/固態(tài)電池開(kāi)發(fā)。多名行業(yè)專家包括孚能科技董事長(zhǎng)王瑀均認(rèn)為,固態(tài)電池用軟包技術(shù),其能量密度、安全性更高,成本更低,壽命更長(zhǎng)(循環(huán)更好),軟包是固態(tài)電池最理想的技術(shù)形式。

如在高適配性方面,SPS方案使用無(wú)模組電池包集成角度,可實(shí)現(xiàn)CTP/CTC,且通過(guò)臥式布局和疊片技術(shù),可靈活調(diào)節(jié)電池系統(tǒng)底盤(pán)高度,同款底盤(pán)、一款電芯就可適配全系乘用車。大軟包電芯厚度,可根據(jù)不同要求配置成8mm-20mm,由于Pack高度=電芯厚度*電芯數(shù)量,大軟包還可通過(guò)調(diào)整電芯堆疊數(shù)量來(lái)控制電池高度——SPS大軟包系統(tǒng)的高度可在85mm-145mm之間靈活調(diào)節(jié),搭載不同能量密度的大軟包電芯讓電池系統(tǒng)可擁有從80kWh-150kWh的不同容量,滿足純電動(dòng)車、插電混動(dòng)、混合動(dòng)力等所有車型需求。

全新動(dòng)力電池解決方案——SPS

高安全性方面,通過(guò)應(yīng)用半固態(tài)電解質(zhì),降低液態(tài)電解液用量,提升電芯本征安全。憑借多種材料對(duì)大軟包電芯形成六面防護(hù),配以高效排氣通道設(shè)計(jì)和熱交換能力,SPS大軟包電池系統(tǒng)配置8系或更高鎳含量的電芯,依然能做到單體電芯熱失控不擴(kuò)散。

此外,SPS大軟包還有低成本優(yōu)勢(shì),標(biāo)準(zhǔn)化方案可縮短新車型研發(fā)周期,并在電芯、底盤(pán)等關(guān)鍵部件上具備通用性,降低采購(gòu)成本,保障穩(wěn)定供應(yīng)。在制造端,大軟包電芯能降低產(chǎn)能投資成本和制造流程費(fèi)用,設(shè)備投資減少50%,廠房面積減少60%,制造能耗和費(fèi)用分別降低35%和30%。需要注意的是,SPS還可實(shí)現(xiàn)電芯材料的直接回收,回收材料利用率達(dá)99%以上,材料的再次利用,可進(jìn)一步降低成本和能耗,且經(jīng)數(shù)據(jù)測(cè)試,性能并無(wú)明顯差異。

SPS高兼容性成就孚能科技客戶開(kāi)拓利器

孚能科技SPS技術(shù)另一個(gè)特點(diǎn),是其超高的兼容性。

SPS采用的疊片工藝技術(shù)可充分利用電池邊角空間,避免卷繞工藝情形下卷繞拐角部有弧度導(dǎo)致空間利用率較低的情況,并且SPS大軟包電芯內(nèi)阻低、極片一致性好、循環(huán)好,一條產(chǎn)線生產(chǎn)出的產(chǎn)品可適應(yīng)不同容量和電量的需求。

得益于制造工藝升級(jí),SPS技術(shù)則表現(xiàn)出對(duì)材料體系具有高度兼容。據(jù)了解,SPS可實(shí)現(xiàn)同系統(tǒng)中兼容多種化學(xué)體系,也可以實(shí)現(xiàn)基于同化學(xué)材質(zhì)的不同容量電池適配,讓電池系統(tǒng)擁有從80kWh到150kWh的不同帶電容量,滿足當(dāng)前主流車型的續(xù)航里程需求。同時(shí),SPS可用于高鎳三元到低鎳富鋰錳、磷酸錳鐵鋰、鈉離子等材料體系,匹配不同需求,并且可無(wú)縫切換到半固態(tài)再過(guò)渡到固態(tài)。

實(shí)際上,高鎳三元目前占有一定的市場(chǎng)份額,錳基材料被認(rèn)為是繼三元和磷酸鐵鋰后最具前景的路線,鈉離子電池則被主流電池企業(yè)爭(zhēng)相布局,固態(tài)電池被行業(yè)認(rèn)為是下一代電池技術(shù)??梢源_定,孚能科技SPS的高兼容性為其大幅提升了競(jìng)爭(zhēng)力。

據(jù)了解,孚能科技SPS正在建設(shè)生產(chǎn)產(chǎn)線,其贛州新規(guī)劃30GWh產(chǎn)能的基地預(yù)計(jì)2023年下半年投產(chǎn),并且孚能科技還計(jì)劃在蕪湖、廣州等基地落地SPS產(chǎn)能。

其實(shí),錳基電池和鈉離子電池等產(chǎn)品,孚能科技均有布局并取得進(jìn)展,孚能科技鈉離子電池、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等計(jì)劃將在2023年推出第一代產(chǎn)品。

其中,孚能科技計(jì)劃到2030年將鈉離子電池能量密度從160Wh/kg提升至220Wh/kg,且在磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰領(lǐng)域,形成能量密度從200Wh/kg到240Wh/kg的產(chǎn)品覆蓋,在低鎳方面,孚能科技計(jì)劃在2024年推出250Wh/kg的低鎳富錳體系產(chǎn)品,預(yù)計(jì)在2030年能量密度進(jìn)一步提高至290Wh/kg。

孚能科技

最新進(jìn)展顯示,孚能科技鈉離子電池產(chǎn)品已處于集中送樣階段,產(chǎn)品性能優(yōu)異、成本優(yōu)勢(shì)明顯,目前已滿足A0級(jí)車需求。

2022年12月,孚能科技與江鈴集團(tuán)新能源達(dá)成就EV3車型開(kāi)展鈉離子電池前期適配性預(yù)研工作的合作,按照計(jì)劃,該應(yīng)用鈉離子產(chǎn)品車型將在2023年上市銷售。這標(biāo)志著孚能科技鈉電池系統(tǒng)基本性能達(dá)到車用標(biāo)準(zhǔn)并獲得客戶初步認(rèn)可,2023年孚能科技將進(jìn)入到性能指標(biāo)量化及產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備階段。

客觀來(lái)看,孚能科技SPS可以滿足下游客戶多元化定制需求,憑借不同材料體系產(chǎn)品,不再局限于高端車型。這也意味著,在高鎳富錳、鈉電池、固態(tài)電池等技術(shù)路線的支撐下,孚能科技與終端客戶的適配性會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。

寫(xiě)在最后

作為三元軟包電池龍頭企業(yè),孚能科技已經(jīng)連續(xù)6年出貨量位居國(guó)內(nèi)第一,這與其電池技術(shù)不斷創(chuàng)新、戰(zhàn)略客戶不斷拓展密不可分。其SPS超級(jí)軟包解決方案發(fā)布后更是獲得眾多主機(jī)廠的青睞,成為其攻城掠地的又一秘籍。

目前,新能源市場(chǎng)仍處在持續(xù)爆發(fā)階段,動(dòng)力電池競(jìng)爭(zhēng)格局并未完全確定,以孚能科技等為代表的技術(shù)型企業(yè)仍有賽跑的時(shí)間,而憑借新一代SPS技術(shù),孚能科技將乘風(fēng)破浪,直取腹地。

[責(zé)任編輯:張倩]

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