“億緯鋰能定位全場景鋰電池方案，加速萬物互聯(lián)。”6月18日，在億緯鋰能首屆鋰電池大會暨億緯鋰能23周年慶典上，億緯鋰能董事長劉金成提出企業(yè)新使命。
高效率、高安全、長壽命是電池產(chǎn)品長期以來追求的三大方向?；谌率姑瑑|緯鋰能本次發(fā)布了全場景鋰電池解決方案，涵蓋綠色交通、能源轉(zhuǎn)型、未來探索等多個(gè)板塊。
發(fā)布6C圓柱電池
按照封裝形式劃分，動力電池可分為方形、軟包、圓柱3類，近年來，大圓柱電池以其優(yōu)良性能備受青睞。值得注意的是，隨著消費(fèi)者對電動汽車充電速度需求不斷提高，超快充技術(shù)已成為行業(yè)發(fā)展趨勢。目前，不少電池企業(yè)都已推出4C電池產(chǎn)品，為進(jìn)一步改善充電體驗(yàn)，更高充電倍率的6C電池逐漸走入大眾視野。
圓柱電池“老玩家”億緯鋰能發(fā)布大圓柱電池新產(chǎn)品Omnicell全能電池，具備6C快充技術(shù)，在常溫25攝氏度時(shí)可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航300公里。而在零下30攝氏度的低溫條件下，充電10%到80%也只需25分鐘。
在億緯鋰能電池系統(tǒng)研究院院長江吉兵看來，大圓柱電池“天生麗質(zhì)”，具有標(biāo)準(zhǔn)化、零膨脹、高強(qiáng)度三大優(yōu)勢。“具體看來，大圓柱電池簡單高效，依賴于其形態(tài)，電池在充放電過程和老化過程膨脹力可以轉(zhuǎn)移到切向應(yīng)力，使得尺寸不變。同時(shí)，大圓柱電池鋼殼的強(qiáng)度為550MPa，可達(dá)目前主流方形電池的5.6倍。”此外，大圓柱電池因采用三元材料，使得其市場殘值率一直在上升，已達(dá)25%。相比磷酸鐵鋰，三元電池的殘值要高出10%。
值得注意的是，大功率快充會讓電池快速發(fā)熱，因此高壓電池包的熱管理至關(guān)重要。大圓柱+快充的結(jié)合則可解決該問題，通過圓柱電池多面冷卻可以實(shí)現(xiàn)70%的換熱效率。
此外，江吉兵提到：“去年冬天，我們在漠河做了實(shí)驗(yàn)，測試了大圓柱電池和方形磷酸鐵鋰電池在低溫情況下的性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然磷酸鐵鋰電池需要消耗9%的能量來加熱，但大圓柱電池不需要。加熱技術(shù)采用自適應(yīng)加熱技術(shù)，加熱速率可以達(dá)到7℃/min，比市場上常見的2℃/min快了三倍。”
創(chuàng)新技術(shù)保障儲能安全
在動力電池領(lǐng)域要解決消費(fèi)者充電焦慮，在儲能領(lǐng)域安全性的提升至關(guān)重要。不久前，位于美國加利福尼亞州的Gateaway儲能電站火災(zāi)事故，讓儲能安全再次成為焦點(diǎn)。“儲能系統(tǒng)龐大復(fù)雜，任何一點(diǎn)的失效或故障都可能引發(fā)電池升溫乃至熱失控。”億緯鋰能儲能系統(tǒng)研究所所長易昊昊表示。
強(qiáng)化儲能安全，鋰電池技術(shù)創(chuàng)新必不可少?；谡w安全性考慮，易昊昊介紹，億緯鋰能推出浸沒式液冷技術(shù)，使用高絕緣、高導(dǎo)熱系數(shù)的特殊液體，從源頭對電池保護(hù)。利用液體高熱傳導(dǎo)性和高比例接觸面積，對每顆電芯迅速冷卻，已通過高于國際標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量檢驗(yàn)。與傳統(tǒng)液冷相比，設(shè)備在大電流充電時(shí)可降低19攝氏度，過度強(qiáng)制充電時(shí)最高溫度可迅速降低160攝氏度，有效提升電池的安全性。
同時(shí)，3T高效熱管理技術(shù)，將原本在三維空間中擴(kuò)散的熱量轉(zhuǎn)化為二維平面上可以快速傳導(dǎo)的熱量。溫度差異從8攝氏度降低到1.5攝氏度。通過保持電池溫度相同，可以有效防止局部過熱風(fēng)險(xiǎn)，提高儲能系統(tǒng)使用壽命。
對于亞健康電池的監(jiān)測預(yù)警也是保障鋰電池安全的重要一環(huán)。“透視者技術(shù)就像為每顆電池配備了一個(gè)智能助手，采用高精度采集芯片，對電壓、內(nèi)外部溫度等監(jiān)測，結(jié)合在線AI算法，精確定位亞健康電池并提前預(yù)警。”易昊昊介紹，所有數(shù)據(jù)在云端進(jìn)行處理計(jì)算，對系統(tǒng)每一顆電池全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測，自動生成分析報(bào)告推送給運(yùn)維人員?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，即使儲能系統(tǒng)位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
2028年推進(jìn)全固態(tài)電池
定位全場景鋰電池方案，億緯鋰能對電池的探索已向更深更廣延伸。在鋰電池的廣泛應(yīng)用中，億緯鋰能已涉及智慧醫(yī)療、鋰金屬二次電池以及今年以來備受關(guān)注的eVTOL電池和固態(tài)電池。
針對eVTOL領(lǐng)域，億緯鋰能中央研究院常務(wù)副院長趙瑞瑞介紹，目前億緯鋰能成功推出了能量密度高達(dá)320Wh/Kg的eVTOL電池，能夠在10分鐘內(nèi)快速充電至80%，全生命周期內(nèi)滿足10C的輸出能力，并保證7000次以上的循環(huán)使用次數(shù)。目前公司已向海外航空合作伙伴交付了A樣品，并正在協(xié)助其獲取相關(guān)航空體系的認(rèn)證。
針對固態(tài)電池，億緯鋰能選擇硫化物和鹵化物復(fù)合的電解質(zhì)技術(shù)路線。趙瑞瑞解釋了選擇該技術(shù)的原因：“首先，因?yàn)殡姵卦诔浞烹娺^程中會有呼吸效應(yīng)，如果使用氧化物電極，它會變得太硬，容易碎裂。所以我們要選擇一種柔軟的材料，硫化物和氯化物都比較合適。其次，大電池會產(chǎn)生大量的熱量，因此我們需要電解質(zhì)具有很高的導(dǎo)電率。”
雖然固態(tài)電池?zé)岫仍絹碓礁?，但其產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些技術(shù)瓶頸。以硫化物和鹵化物復(fù)合的電解質(zhì)技術(shù)為例，電解質(zhì)和活性物質(zhì)之間的界面穩(wěn)定性、在固態(tài)表面實(shí)現(xiàn)微米級混合包裹、極片成型和致密化等都是技術(shù)難點(diǎn)。不過，目前通過采用正極811材料，億緯鋰能研發(fā)小軟包電池已可以穩(wěn)定循環(huán)。“盡管固態(tài)電解質(zhì)的使用量相對較高，大約在15%，但我們的電池在0.5C放電倍率下，經(jīng)過400個(gè)循環(huán)周期后，仍能保持90%的容量。”趙瑞瑞說。
據(jù)悉，億緯鋰能固態(tài)電池計(jì)劃分兩步走，預(yù)計(jì)2026年，可解決工藝問題，將推出高功率、高環(huán)境內(nèi)耐受性和絕對安全的全固態(tài)電池，主要用于混合動力領(lǐng)域；2028年，將逐步推進(jìn)400wh/kg的全固態(tài)電池。
高效率、高安全、長壽命是電池產(chǎn)品長期以來追求的三大方向?；谌率姑瑑|緯鋰能本次發(fā)布了全場景鋰電池解決方案，涵蓋綠色交通、能源轉(zhuǎn)型、未來探索等多個(gè)板塊。
發(fā)布6C圓柱電池
按照封裝形式劃分，動力電池可分為方形、軟包、圓柱3類，近年來，大圓柱電池以其優(yōu)良性能備受青睞。值得注意的是，隨著消費(fèi)者對電動汽車充電速度需求不斷提高，超快充技術(shù)已成為行業(yè)發(fā)展趨勢。目前，不少電池企業(yè)都已推出4C電池產(chǎn)品，為進(jìn)一步改善充電體驗(yàn)，更高充電倍率的6C電池逐漸走入大眾視野。
圓柱電池“老玩家”億緯鋰能發(fā)布大圓柱電池新產(chǎn)品Omnicell全能電池，具備6C快充技術(shù)，在常溫25攝氏度時(shí)可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航300公里。而在零下30攝氏度的低溫條件下，充電10%到80%也只需25分鐘。
在億緯鋰能電池系統(tǒng)研究院院長江吉兵看來，大圓柱電池“天生麗質(zhì)”，具有標(biāo)準(zhǔn)化、零膨脹、高強(qiáng)度三大優(yōu)勢。“具體看來，大圓柱電池簡單高效，依賴于其形態(tài)，電池在充放電過程和老化過程膨脹力可以轉(zhuǎn)移到切向應(yīng)力，使得尺寸不變。同時(shí)，大圓柱電池鋼殼的強(qiáng)度為550MPa，可達(dá)目前主流方形電池的5.6倍。”此外，大圓柱電池因采用三元材料，使得其市場殘值率一直在上升，已達(dá)25%。相比磷酸鐵鋰，三元電池的殘值要高出10%。
值得注意的是，大功率快充會讓電池快速發(fā)熱，因此高壓電池包的熱管理至關(guān)重要。大圓柱+快充的結(jié)合則可解決該問題，通過圓柱電池多面冷卻可以實(shí)現(xiàn)70%的換熱效率。
此外，江吉兵提到：“去年冬天，我們在漠河做了實(shí)驗(yàn)，測試了大圓柱電池和方形磷酸鐵鋰電池在低溫情況下的性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然磷酸鐵鋰電池需要消耗9%的能量來加熱，但大圓柱電池不需要。加熱技術(shù)采用自適應(yīng)加熱技術(shù)，加熱速率可以達(dá)到7℃/min，比市場上常見的2℃/min快了三倍。”
創(chuàng)新技術(shù)保障儲能安全
在動力電池領(lǐng)域要解決消費(fèi)者充電焦慮，在儲能領(lǐng)域安全性的提升至關(guān)重要。不久前，位于美國加利福尼亞州的Gateaway儲能電站火災(zāi)事故，讓儲能安全再次成為焦點(diǎn)。“儲能系統(tǒng)龐大復(fù)雜，任何一點(diǎn)的失效或故障都可能引發(fā)電池升溫乃至熱失控。”億緯鋰能儲能系統(tǒng)研究所所長易昊昊表示。
強(qiáng)化儲能安全，鋰電池技術(shù)創(chuàng)新必不可少?；谡w安全性考慮，易昊昊介紹，億緯鋰能推出浸沒式液冷技術(shù)，使用高絕緣、高導(dǎo)熱系數(shù)的特殊液體，從源頭對電池保護(hù)。利用液體高熱傳導(dǎo)性和高比例接觸面積，對每顆電芯迅速冷卻，已通過高于國際標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量檢驗(yàn)。與傳統(tǒng)液冷相比，設(shè)備在大電流充電時(shí)可降低19攝氏度，過度強(qiáng)制充電時(shí)最高溫度可迅速降低160攝氏度，有效提升電池的安全性。
同時(shí)，3T高效熱管理技術(shù)，將原本在三維空間中擴(kuò)散的熱量轉(zhuǎn)化為二維平面上可以快速傳導(dǎo)的熱量。溫度差異從8攝氏度降低到1.5攝氏度。通過保持電池溫度相同，可以有效防止局部過熱風(fēng)險(xiǎn)，提高儲能系統(tǒng)使用壽命。
對于亞健康電池的監(jiān)測預(yù)警也是保障鋰電池安全的重要一環(huán)。“透視者技術(shù)就像為每顆電池配備了一個(gè)智能助手，采用高精度采集芯片，對電壓、內(nèi)外部溫度等監(jiān)測，結(jié)合在線AI算法，精確定位亞健康電池并提前預(yù)警。”易昊昊介紹，所有數(shù)據(jù)在云端進(jìn)行處理計(jì)算，對系統(tǒng)每一顆電池全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測，自動生成分析報(bào)告推送給運(yùn)維人員?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，即使儲能系統(tǒng)位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
2028年推進(jìn)全固態(tài)電池
定位全場景鋰電池方案，億緯鋰能對電池的探索已向更深更廣延伸。在鋰電池的廣泛應(yīng)用中，億緯鋰能已涉及智慧醫(yī)療、鋰金屬二次電池以及今年以來備受關(guān)注的eVTOL電池和固態(tài)電池。
針對eVTOL領(lǐng)域，億緯鋰能中央研究院常務(wù)副院長趙瑞瑞介紹，目前億緯鋰能成功推出了能量密度高達(dá)320Wh/Kg的eVTOL電池，能夠在10分鐘內(nèi)快速充電至80%，全生命周期內(nèi)滿足10C的輸出能力，并保證7000次以上的循環(huán)使用次數(shù)。目前公司已向海外航空合作伙伴交付了A樣品，并正在協(xié)助其獲取相關(guān)航空體系的認(rèn)證。
針對固態(tài)電池，億緯鋰能選擇硫化物和鹵化物復(fù)合的電解質(zhì)技術(shù)路線。趙瑞瑞解釋了選擇該技術(shù)的原因：“首先，因?yàn)殡姵卦诔浞烹娺^程中會有呼吸效應(yīng)，如果使用氧化物電極，它會變得太硬，容易碎裂。所以我們要選擇一種柔軟的材料，硫化物和氯化物都比較合適。其次，大電池會產(chǎn)生大量的熱量，因此我們需要電解質(zhì)具有很高的導(dǎo)電率。”
雖然固態(tài)電池?zé)岫仍絹碓礁?，但其產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些技術(shù)瓶頸。以硫化物和鹵化物復(fù)合的電解質(zhì)技術(shù)為例，電解質(zhì)和活性物質(zhì)之間的界面穩(wěn)定性、在固態(tài)表面實(shí)現(xiàn)微米級混合包裹、極片成型和致密化等都是技術(shù)難點(diǎn)。不過，目前通過采用正極811材料，億緯鋰能研發(fā)小軟包電池已可以穩(wěn)定循環(huán)。“盡管固態(tài)電解質(zhì)的使用量相對較高，大約在15%，但我們的電池在0.5C放電倍率下，經(jīng)過400個(gè)循環(huán)周期后，仍能保持90%的容量。”趙瑞瑞說。
據(jù)悉，億緯鋰能固態(tài)電池計(jì)劃分兩步走，預(yù)計(jì)2026年，可解決工藝問題，將推出高功率、高環(huán)境內(nèi)耐受性和絕對安全的全固態(tài)電池，主要用于混合動力領(lǐng)域；2028年，將逐步推進(jìn)400wh/kg的全固態(tài)電池。
