進入2024年，動力電池技術迭代方向已經(jīng)愈發(fā)清晰。電池規(guī)格標準化、品質(zhì)高能量化正在成為主機廠、電池企業(yè)對電池新品研發(fā)的共識。
近日，正力新能對外發(fā)布了行業(yè)首款雙重半固態(tài)超長續(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100萬公里超長壽命和充電10分鐘續(xù)航500公里的超快充技術于一體，支持純電MPV車型，滿電續(xù)航1000公里以上。
這款電池在超安全、長續(xù)航、極速快充以及超長壽命上，都算行業(yè)翹楚。不過，最為值得關注的，其背后蘊含的電池技術方向：大圓柱形態(tài)+半固態(tài)的產(chǎn)品迭代，這正是主機廠、電池企業(yè)在未來電池技術迭代新趨勢上的探索。
標準化“最優(yōu)解”，大圓柱電池已成高端車主流選擇
在新能源汽車發(fā)展初期，各家電池企業(yè)、主機廠均是摸著石頭過河，基于對性能和不同應用場景的匹配，電池規(guī)格不一，尺寸繁多。據(jù)行業(yè)機構(gòu)不完全統(tǒng)計，僅方形電池，目前市面上的規(guī)格就超過兩百余種，更別說再加上軟包、圓柱等不同形態(tài)電池。
電池規(guī)格尺寸偏多，往往會造成電池設計、制造成本增加，且極易受車型銷量好壞影響，給電池企業(yè)帶來極大不確定性，對于電池企業(yè)而言，成本壓力巨大。同時，對于車企而言，因規(guī)格繁多，適用性不強，也增加了車企電動車型開發(fā)、匹配成本，且產(chǎn)品質(zhì)量可靠性管控風險較大。
而標準化的電芯，可大規(guī)模制造，且可適配不同車型，無疑對降低電池制造成本、減少整車開發(fā)流程具有積極意義。這也是特斯拉、寶馬等國際主流主機廠近年來一直努力推動電芯標準化的重要原因。
在標準電芯上，特斯拉敲定了4680大圓柱電池，該電池因采用無極耳工藝，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。無獨有偶，寶馬集團也將標準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，主要是其技術團隊經(jīng)過反復驗證和測算，認為大圓柱電池續(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，是未來潛在主流動力電池技術路線之一。
大圓柱電芯尺寸，直徑采用標準化的46mm，而高度覆蓋80mm-125mm，可以滿足不同車型對能量和電池包空間的需求，具有極強的適應性和兼容性。
事實上，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。在性能上，大圓柱電池對高鎳、超高鎳、硅負極等極致化學體系兼容性更強，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較小安全性高、對極致化學體系兼容性好，越來越受到中高端乘用車市場的青睞。
高性能電池技術方向，半固態(tài)、全固態(tài)電池
動力電池規(guī)格尺寸標準化是實現(xiàn)大規(guī)模制造、進而達到降本增效的有效途徑，是主機廠、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。從市場關注度來看，今年以來，無論是資本市場，還是主機廠、電池企業(yè)，都在將固態(tài)電池作為重要關注的技術路線進行攻關或投資。
產(chǎn)業(yè)界之前普遍認為半固態(tài)電池尚無法與現(xiàn)有液態(tài)三元電池在能量密度上拉開差距，且成本高昂，不具備優(yōu)勢。然而，今年以來，電池企業(yè)推出半固態(tài)量產(chǎn)產(chǎn)品、車企宣布固態(tài)電池裝車，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)應用了雙重半固態(tài)電池技術，更是顛覆了業(yè)界對半固態(tài)研發(fā)的預期。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；第二重半固態(tài)為固態(tài)電解質(zhì)復合隔膜技術。
得益于雙重半固態(tài)技術的加持，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，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、硅碳負極材料應用，以及超高鎳正極材料的固態(tài)電解質(zhì)表面修飾技術、固態(tài)電解質(zhì)復合隔膜技術（正力新能“極能態(tài)”，下同）的雙重半固態(tài)電池技術加持，正力新能大圓柱電池單體能量密度達到306Wh/kg，單顆電芯容量高達49.5Ah，處于目前行業(yè)領先水平。
46系列大圓柱+雙重半固態(tài)，正力新能推出170kWh超長續(xù)航產(chǎn)品
車企、電池廠商從降本和平臺開發(fā)角度，正尋求電池尺寸標準化；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，不斷實踐電化學材料差異化探索，針對高端乘用車市場需求痛點，依托正力極能技術電芯體系，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49.5Ah。
事實上，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體系，正力新能46系列大圓柱電芯，還采用了獨創(chuàng)的極能環(huán)技術，區(qū)別于傳統(tǒng)的4680圓柱電芯正負極采用異側(cè)設計，采用同側(cè)出極耳技術，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、體積利用率更高，滿足高端乘用車極致動力需求。
同時，正力新能將傳統(tǒng)的氟橡膠密封圈設計升級為刻蝕納米注塑技術（極能蓋技術），相較于傳統(tǒng)的頂蓋集成技術，成本可降低10%；PPS與頂蓋、極柱表面形成納米級的錨栓結(jié)構(gòu)和化學鍵結(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、超長續(xù)航和超級快充的不可能三角實現(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，正力新能還應用了熱電分離、多重側(cè)面熱防護技術，實現(xiàn)電池包永不熱擴散（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)設計，“正力·騏龍”系統(tǒng)能量密度超245Wh/kg，整包電量高達 170kWh，創(chuàng)下目前國內(nèi)新能源乘用車電池包容量之最。
“正力·騏龍”采用系統(tǒng)高效均衡熱管理，并通過單路U形循環(huán)水路、多支路并聯(lián)、熱阻均衡逆向設計等保證電池工作環(huán)境的一致性，從而保障整車全生命周期內(nèi)可以實現(xiàn)100萬公里的超長續(xù)航。
采用800V高壓快充平臺電氣設計和系統(tǒng)超強熱管理，“正力·騏龍”可以支持4C快速充電，充電10分鐘續(xù)航500公里。
標準化、靈活性的大圓柱電芯，疊加雙重半固態(tài)電池等技術，“正力·騏龍”兼具了170kWh超大電量、NTP超安全保障、100萬公里超長壽命和4C超快充技術等極致性能，助力即便是大型的純電MPV車型，滿電也可以輕松實現(xiàn)1000公里以上續(xù)航，真正做到，千里奔赴，一充即達。
正是因為正力新能一直以來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迭代方向，推出引領性產(chǎn)品。既可以率先滿足高端乘用車電池產(chǎn)品需求，也抓住并引領了電池在尺寸、技術方面融合迭代的發(fā)展趨勢。
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