2022高工锂电年会:多元场景 多样选择 动力电池赛道百花齐放

需求多元化、场景多元化,带动动力电池技术百花齐放。车用、储能、小动力等应用市场不断铺开,需求层级的裂变演化,形成了多技术路线并行的局面。


(资料图)

动力电池新一轮创新既体现在CTC、one-stop、短刀、46系大圆柱等结构创新,也体现在以LFMP、M3P、无电池、固态、钠离子等材料体系的创新。同时硅系负极、LiSFI电解质、复合集流体、补材料等相关材料也进入产业化加速阶段。

结构创新与材料创新对动力电池产线的产品一致性及良率提出高要求,需要动力电池生产向“极限制造”迈进,这包含极限效率、极限品质、极限成本。全局最优解在于将信息化、网络化、数字化、智能化融入电池制造全过程,真正实现电池的智能制造。

11月14-16日,2022高工电年会在深圳前海华侨城JW万豪酒店盛大举行,此次年会主题为“千军万马新动力 中国引领全世界”。

在“动力电池专场一:多元场景 多样选择”中,哪吒汽车、大成精密、巨湾技研、星恒电源、易来科得、格创东智等企业高层,就动力电池的多元应用场景与丰富技术路线,进行了“整车视角下的动力电池系统安全与多元化电池选择”、“快充动力电池解决电动汽车补能焦虑”、“锰基动力电池驱动轻型车新应用”、“从整厂规划到落地,助力锂电标杆智能工厂建设”、“做锂电工艺的侦察兵和排头兵——锂电极片在线测量和真空干燥设备”、“电芯研发数字化与易来科得解决方案”等主题分享。

portant;width:677px !important;" />

哪吒汽车动力电池开发部总监王明强

哪吒汽车动力电池开发部总监王明强从哪吒汽车动力电池技术路线规划、动力电池安全设计与防护、未来车型规划及产业布局三方面进行了分享。

车型的材料选择路线上,经济型车型以LFP为主,高端&高续航车型保持三元高需求趋势。针对安全、续航、寿命三大痛点,哪吒汽车进行了以下升级:超强防护的高集成化设计;高效智能的恒温热管理系统;全生命周期电池闭环管理系统。

哪吒汽车基于“V”型开发了流程安全边界界定与全方位测评,包括150+项电池系统安全应用测评、900+项电芯选型测评要求、1100+项BMS测评要求、160+项电气安全选型测评要求。当下,哪吒汽车累计销量已突破20万,1~10月累计销量新势力排名第一,其海外市场亦在不断扩大。

portant;width:677px !important;" />

巨湾技研市场营销总监安继良

当前,纯电动汽车的续驶里程最高已超1000km。补能焦虑正在替代续航焦虑,成为新能源汽车渗透率进一步上涨的最大难关。极速充电(XFC)作为电动汽车产业跨越发展的关键赋能技术,已成为全球新能源产业竞争的焦点。

巨湾技研市场营销总监安继良分享到,2021年巨湾技研“XFC极速电池技术”正式发布,获得最快充电世界纪录认证;今年9月,搭载巨湾技研XFC 6C极速电池的广汽AION V PLUS车型正式全球量产发售。

巨湾技研基于三电极测试快充电芯的析锂边界和电化学仿真,通过循环测试,开发出XFC最优充电策略,在0-85%电量区间内高倍率充电,有效抑制析锂和过充。其XFC极速电池具备三大性能优势:6C的极速快充倍率,超2000次循环的电池寿命,先进热失控管理系统保障高安全。

在行业生态搭建上,巨湾技研携手上下游企业共同发起打造广州“超充之都”计划,计划到2025年在广州部署1000座超级充换电中心。并牵头组建成立了“电动汽车产业极速充电生态联盟”,以促进新能源汽车极速充电技术的普及和产业化应用。

portant;width:677px !important;" />

星恒电源电池工程院院长赵成龙博士

星恒电源电池工程院院长赵成龙博士提到,在中国锰资源丰富,成本更可控的大背景下,锰基材料是动力电池材料革新的重要方向。LMFP多元复合体系具备电池组循环好、低温性能好、安全性高三大优势。

星恒电源目前开发了1833系列、21115系列、15119系列锰基电芯。除了具备上述材料优势,电芯采用高强度方形壳以及方形平板层叠式极片,产品内阻更小,温度分布均匀,散热效果更好。工艺上采用了星恒电源的专利技术,新型盖板设计与全自动激光立体焊接技术,结构设计上更简单,安全更有保障。

此外,星恒电源还研发了锰基材料快充快放电池,常温循环预计1500次/80%,即便在2C充电的时候,电芯温度最高不超过45度。下一步,星恒电源将把这款快充快放电池应用于中高速电摩托领域。

2021年,星恒电源以44.43%的市占率稳居我国锂电池轻型车龙头地位,今年的市占率更是高达到48%。截止至今年10月,星恒电源在全球轻型车的销量上已经超过了2400万组,连续四年全球销量第一。

portant;width:677px !important;" />

易来科得CEO陈新虹博士

易来科得CEO陈新虹博士分享到,在电池行业高速发展进程中,有两对矛盾日益突出:“设计方法落后与产业快速发展之间”的矛盾、与“新玩家不断涌入带来的压力,与电芯设计经验获取困难”的矛盾。在此背景下,行业亟需有效的电芯研发正向设计方法与工具及研发数字化平台普惠化。

易来科得正向仿真设计平台及电芯研发数字化平台正推动产业从“实验试错”向“仿真正向设计”演进。智能化设计将包括算法搜索仿真方向并快速自动寻优到全局最优解。该过程将推动研发效率提升1到3个数量级,进而大幅提升产品质量并降低研发成本。

易来科得开发了基于领先模型的电芯研发数字化平台Electroder®,该平台基于全球首创非均相真实电极结构模型,具备介观解析能力,求解精度更高,使仿真工具具备了有效的电极、电芯设计能力。该平台能够支持“全构型快速物料横算”、“电-热性能仿真(首创锂离子浓度场、电子电流场可视化)”、“析锂快充”、“老化寿命”、“试算续驶里程”等多项功能。

portant;width:677px !important;" />

大成精密CTO乔中涛博士

大成精密CTO乔中涛博士表示,当前,锂电池极限制造对极片测量技术提出了新挑战。锂电池极片的超宽幅、超高速度、超高一致性与安全性等极限制造需求,对极片生产在线测重测厚精度的要求也提高到了一个新水平。

为满足极限制造对极片在线测量的要求,大成精密对于测量设备进行了多项核心关键技术的创新突破:CDM相参差分测量技术、超高响应带宽的射线探测器、升级激光位移传感器、测量设备结构动态优化技术。

基于上述关键技术,大成精密创新推出了一系列宽幅测量产品,包括新一代厚度面密度测量一体机、宽幅C架激光射线一体机、宽幅O架激光射线一体机、Super XRay高速扫描射线机、辊压激光机等

同时,大成精密首创的锂电池大腔体高效率干燥炉。具备以下优势:1、整机模块化、分系统化零为整。2、整体密封设计,设备内干燥空气可保证电池生产环境,无需干燥房。3、整机模块化,可以实现现场快速装配。

格创东智新能源事业部总经理李楠博士

面向TWh时代,动力电池产能急剧扩张和迈向极限制造,要求电池企业从厂房设计、设备选型、产线规划、生产管控以及仓储物流等方面进行优化升级。如何实现产线快速复制、如何加快产能爬坡、如何缩小计划产能与实际产能的差异,也成为电池企业亟待解决的问题。

格创东智新能源事业部总经理李楠博士表示,目前锂电池企业都非常重视智能制造,但在最终落地应用方面却没有取得理想的效果。原因之一是电池企业在工厂设计及规划初期考虑不充分,导致后续要持续进行设备改造和布局优化。同时无数可采、有数难采、有数难用的痛点现象突出。

在工厂规划前置与融合方面,格创东智通过价值流仿真评估与系统仿真,构建数字孪生系统,实现工厂布局规划的验证与持续优化。在智能制造规划前置与融合方面,格创东智将规划中涉及到的设备互联、能源、业务应用规范标准前置,对设备采购和工厂建设做出前瞻指引,为智能工厂快速落地提供保障。

格创东智致力于成为向锂电池客户提供智能制造升维赋能的整厂解决方案提供商,将从生产、设备、品质、能源、物流等多个维度入手,赋能锂电行业智能制造升级。

关键词: 电动汽车 技术路线 管理系统 在线测量 市场营销