“從動力電池的發展曲線來看,根據終端市場需求共經歷了三條曲線,分別為能量密度曲線、磷酸鐵鋰的低成本曲線和超快充曲線。”
巨灣技研總裁裴鋒博士認為,隨著動力電池在前兩條曲線的維度已經基本上完成了升級,目前市場需求已經由‘續航為王’轉變為補能效率的比拼,超快充電池的規模化量產能力則是在第三條曲線取得競爭優勢的重要指標。根據充電速度的差異,可以進一步把能做到10分鐘以內充滿80%的稱為極快充電池。
作為國內最早進入并且在XFC(eXtreme Fast Charing)極快充電技術領域深耕的企業,近日,巨灣技研超快充動力電池專業工廠在廣州南沙總部基地建成投產,全面建成后總產能為年產8GWh,目前已投入使用4GWh。
進入2023年以來,純電動汽車銷量增速放緩,目前最大的阻礙主要在于補能效率較低。在動力電池端,快充技術作為滿足終端市場需求、構建差異化競爭壁壘的的必然選擇。
巨灣技研憑借率先“卡位”快充電池賽道,搶占了第三曲線發展機會,并通過推動產品量產、客戶拓展、生態構建等多個維度的進展,為企業本身未來發展提供有力支撐的同時,促使我國快充電池產能的進一步釋放,向快充動力電池規模化量產時代“躍進”。
充電像加油一樣快
縱觀動力電池產業整體發展脈絡,能量密度、循環壽命、安全性、制造成本等都是業內密切關注的技術競爭維度。如今,在電池能量密度和制造成本皆有所突破的背景下,安全與充電速度逐漸成為動力電池升級的核心及痛點。
基于此,快充成為電池企業加碼布局的技術場景。與其他頭部企業不同的是,相比于將快充作為后續發展的多場景戰略布局之一,巨灣技研自2014年成立伊始就開始積累超快充技術。
裴鋒博士表示,巨灣技研布局動力電池核心是兩個,充電足夠快和電池足夠輕、足夠小。其中,在足夠快方面,則要做到“在不改變用戶的習慣下,讓充電像加油一樣快。”
巨灣技研于2021對外發布并開始量產極快充電池。相比于國際上對于XFC技術到2025年做到10分鐘的規劃,巨灣技研極快充電池在2022年就已經做到7.5分鐘,在全球范圍內領先了兩三年。
技術成熟度一直以來是動力電池量產的重要維度。巨灣技研極快充電池集成了材料、電化學、結構和控制等多領域技術成果,突破了電池性能的五大維度,為電池量產奠定了基礎。
在充電時間上,極快充電池實現了6C極速快充倍率,其核心產品搭載在廣汽埃安AION V PLUS車型以“充電5分鐘,續航207公里”的成績,創造了世界紀錄認證機構(WRCA)頒發的“最快電動汽車充電技術”的世界紀錄認證。
在投產儀式的活動現場,巨灣技研更是進行了超快充實時演示:在480kw充電功率下,巨灣極快充動力電池電量由32%達到83%,充電用時4分46秒。
在能量密度上,極快充電池基于目前高續航的三元方案,電池能量密度不斷提升;
在循環壽命上,極快充電池目前做到2000次,支持百萬公里續航;
在成本上,極快充電池只比普通三元電池成本高5%-8%,換算下來對標燃油車只是相當于手動擋到自動擋一樣的差價。
安全性是業內所關心的快充電池最核心的問題。極快充電池采用先進熱失控管理系統保障高安全,可以實現電池包熱失控后48小時內不起火,遠遠超過國家要求的5分鐘內不起火的基礎標準。
首家超快充電池工廠
隨著下游市場對快充的產能需求逐漸釋放,以及多家主流電池企業紛紛推出快充電池解決方案,規模化量產成為快充電池企業搶抓市場機遇期的重要維度。這對電池企業的制造工藝、量產能力等方面提出了更嚴苛的要求。
裴鋒博士表示,巨灣技研超快充動力電池專業工廠是全球首家面向先進的超快(10-15分鐘)乃至極快(5-10分鐘,XFC)充電動力電池規模化生產制造的專業工廠,具備領先的制造水平和技術能力,多項生產制造工藝技術屬行業首創。
該工廠的投產,標志著巨灣技研具備了超快充電池技術研發與量產制造的雙重能力,進一步推動了動力電池高端優質產能的釋放。
據悉,巨灣技研超快充動力電池專業工廠根據超快充電池產品的特色、開發要求制定了特殊工藝要求,再根據特殊的工藝參數開發設備,確保各工序的設備的高精度和可靠性。整個工廠具備“專、精、特、新、嚴”的五大特點,對超快充XFC動力電芯制造過程制定了一致性的高標準。
1.專用功能化電解液的注液與化成工藝,實現高倍率持續充電
提升電極/電解液界面浸潤度、降低離子傳輸的活化能壘,使電芯可高倍率持續充電并保持超長循環壽命。
2.高精度原材料混合工藝/勻漿工藝,保障電極片優異電化學、熱力學特性
多組分高精度上料系統保證精確的超充電極配方,結合原材料預混系統及高速勻漿系統,令制備的電極片具有優異的電化學、熱力學特性,保證電芯可高倍率持續充電并保持循環壽命與能量密度。
3.特制超寬極耳焊接,有效降低極速充電時的電阻及溫升
使用激光焊接替代傳統超聲波焊接工藝,焊接強度提升約20%,并實現快速、大量的電子傳輸,有效降低極速充電時的電阻及溫升,提升可靠性與安全性。
4.多層涂布/輥壓創新工藝,實現高能密、長壽命、低成本極快充電
在影響電芯快充性能的涂布、滾壓等重要工藝環節,制造精度達到行業領先水平。多層涂覆技術結合優化后的電極材料體系,能夠實現電芯在高能密、長壽命、低成本條件下的極快充電。
5.嚴格的濕度/潔凈度,確保超充電池產品的一致性及超高安全性
嚴苛的環境濕度及潔凈度控制,達到了超充電芯體系敏感型原材料穩定性的要求,確保所制備極快充電電芯的產品質量。
超快充將成為標配
隨著新能源車市場以及動力電池市場雙雙駛入快車道,超快充動力電池專業工廠的投產將推動快充電池裝車進程加速。
“基于目前的判斷,到2025年新能源汽車滲透率大概是16%,到2030年滲透率會達到68%。這也意味著超快充將會是新能源車的標配。”裴鋒博士在采訪中表示,并介紹了巨灣技研的下游市場拓展情況,涵蓋了純電、混動、重卡、MPV等多個領域。
作為廣汽集團內部孵化的高科技企業,巨灣技研的第一大核心客戶群就是廣汽客戶群,其中包含兩家家企業——埃安和合創。
據了解,埃安旗下埃安V Plus等車型搭載了巨灣技研超快充電池;合創V09超快充車已經實現量產,這款車0-80%充電時間大概是12分鐘。
除廣汽之外,巨灣技研的合作車企還包括創維,以及東風重卡、陜汽西部智聯等重卡車型。未來將會與更多車企陸續開展合作。
作為一個高度復雜的系統性工程,快充從三電、到充電樁、電網層面都需要全新調整。裴鋒博士表示,要實現XFC的極速充電生態需要解決幾個方面的問題,在實現電池端充電能力從1C上升到6C水平之外,還需要構建超充生態,推動超快充設施建設。
在整車上,高壓架構需要發生變化,400kW級快充需要800V高壓架構,電壓等級需要逐步上升;在充電樁上,充電樁的一些系統也需要做出變化,比如液冷充電槍,功率變大之后其電流也會變大,普通的自然冷卻不能滿足其散熱要求,所以需要研發一些液冷系統。
為配套超快/極快充電池的應用,巨灣技研同步開發了XFC超充樁,使用液冷充電槍技術和智能液冷系統,解決了充電槍大電流輸出時的發熱問題,使得充電電流最大可達600A,最高功率600kw。
在巨灣技研的示范帶動和電動汽車整車公司、傳統充電運營商、電網和石油行業的積極參與下,2023年全國超充站數量將有望超過3000座,2025年將建成10000座,其中僅廣州“超充之都”項目就將推動超過1000座超充樁的落地。
審核編輯:劉清
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原文標題:XFC極快充電池量產 巨灣技研競速“第三曲線”
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