超长续航超1000公里！国内乘用车最大电量电池系统发布

进入2024年,动力电池技术迭代方向已经愈发清晰。电池规格标准化、品质高能量化正在成为主机厂、电池企业对电池新品研发的共识。

近日,正力新能对外发布了行业首款双重半固态超长续航大圆柱电池——正力·骐龙,该电池集超安全、超高能量密度、及整车100万公里超长寿命和充电10分钟续航500公里的超快充技术于一体,支持纯电MPV车型,满电续航1000公里以上。

这款电池在超安全、长续航、极速快充以及超长寿命上,都算行业翘楚。不过,最为值得关注的,其背后蕴含的电池技术方向:大圆柱形态+半固态的产品迭代,这正是主机厂、电池企业在未来电池技术迭代新趋势上的探索。

标准化“最优解”,大圆柱电池已成高端车主流选择

在新能源汽车发展初期,各家电池企业、主机厂均是摸着石头过河,基于对性能和不同应用场景的匹配,电池规格不一,尺寸繁多。据行业机构不完全统计,仅方形电池,目前市面上的规格就超过两百余种,更别说再加上软包、圆柱等不同形态电池。

电池规格尺寸偏多,往往会造成电池设计、制造成本增加,且极易受车型销量好坏影响,给电池企业带来极大不确定性,对于电池企业而言,成本压力巨大。同时,对于车企而言,因规格繁多,适用性不强,也增加了车企电动车型开发、匹配成本,且产品质量可靠性管控风险较大。

而标准化的电芯,可大规模制造,且可适配不同车型,无疑对降低电池制造成本、减少整车开发流程具有积极意义。这也是特斯拉、宝马等国际主流主机厂近年来一直努力推动电芯标准化的重要原因。

在标准电芯上,特斯拉敲定了4680大圆柱电池,该电池因采用无极耳工艺,能量密度、功率性能、充电性能和成组效率均相较传统21700圆柱电芯有极大提升。无独有偶,宝马集团也将标准电芯押注到大圆柱电池上,并且已经与几家头部电池企业签订了其新一代纯电车型的大圆柱电池订单。

据知情人士介绍,宝马押注大圆柱电池,主要是其技术团队经过反复验证和测算,认为大圆柱电池续航里程、充电速度、制造成本、兼容性和安全方面都有明显优势,是未来潜在主流动力电池技术路线之一。

大圆柱电芯尺寸,直径采用标准化的46mm,而高度覆盖80mm-125mm,可以满足不同车型对能量和电池包空间的需求,具有极强的适应性和兼容性。

事实上,大圆柱电池具有极致性能、极致安全、极限制造,且能极致降本,已经成为业界共识。在性能上,大圆柱电池对高镍、超高镍、硅负极等极致化学体系兼容性更强,使得电池性能更好。以正力新能新发布的46系列大圆柱电芯为例,其采用了超高镍正极+高硅负极的材料体系,电芯能量密度更高。

正力新能也指出,大圆柱电池由于其单体能量相对较小安全性高、对极致化学体系兼容性好,越来越受到中高端乘用车市场的青睐。

高性能电池技术方向,半固态、全固态电池

动力电池规格尺寸标准化是实现大规模制造、进而达到降本增效的有效途径,是主机厂、电池企业在降本路径上的双向奔赴。

在电池性能提升上,材料层面的创新则向半固态、全固态电池等维度迭代。

相较于当前主流的液态电池,固态电池在能量密度、安全性上都有质的提升。从市场关注度来看,今年以来,无论是资本市场,还是主机厂、电池企业,都在将固态电池作为重要关注的技术路线进行攻关或投资。

产业界之前普遍认为半固态电池尚无法与现有液态三元电池在能量密度上拉开差距,且成本高昂,不具备优势。然而,今年以来,电池企业推出半固态量产产品、车企宣布固态电池装车,且成本仅是“略高”,这些都颠覆了业界的固有印象。

在大圆柱电芯上,正力新能的46尺寸大圆柱电池已经应用了双重半固态电池技术,更是颠覆了业界对半固态研发的预期。据介绍,正力新能大圆柱电池第一重半固态为超高镍正极材料的固态电解质表面修饰技术;第二重半固态为固态电解质复合隔膜技术。

得益于双重半固态技术的加持,正力新能46尺寸大圆柱电芯的热稳定性得到明显改善,失效起始温度提高10度,失效后最高温度降低150°C。此外,在安全性得到提升的同时,电芯的功率性能也得到了改善,零下20°C低温功率提升了20%。

基于大圆柱极致安全的封装形态,综合超高镍正极、硅碳负极材料应用,以及超高镍正极材料的固态电解质表面修饰技术、固态电解质复合隔膜技术(正力新能“极能态”,下同)的双重半固态电池技术加持,正力新能大圆柱电池单体能量密度达到306Wh/kg,单颗电芯容量高达49.5Ah,处于目前行业领先水平。

46系列大圆柱+双重半固态,正力新能推出170kWh超长续航产品

车企、电池厂商从降本和平台开发角度,正寻求电池尺寸标准化;从提升电池性能上,正寻求向半固态、全固态迭代。正力新能基于基于LISA3-2-1 研发战略,不断实践电化学材料差异化探索,针对高端乘用车市场需求痛点,依托正力极能技术电芯体系,将大圆柱和半固态完美融合,推出46系列大圆柱电池,电芯单体容量高达49.5Ah。

事实上,正力新能在46系列大圆柱电池的创新并不仅限于此。

依托正力技能电池技术体系,正力新能46系列大圆柱电芯,还采用了独创的极能环技术,区别于传统的4680圆柱电芯正负极采用异侧设计,采用同侧出极耳技术,大幅缩短电子传输路径,降低欧姆电阻,使得电芯电子路径缩短80%、欧姆阻抗下降 30%,充放电倍率更强、体积利用率更高,满足高端乘用车极致动力需求。

同时,正力新能将传统的氟橡胶密封圈设计升级为刻蚀纳米注塑技术(极能盖技术),相较于传统的顶盖集成技术,成本可降低10%;PPS与顶盖、极柱表面形成纳米级的锚栓结构和化学键结合,氦检气密性是传统密封圈水平的100倍,从而提高了电芯单体空间利用率及全生命周期可靠性。

凭借极致的产品性能和安全,正力新能基于46系列圆柱电芯而研发的电池系统——即“正力·骐龙”,将极致安全、超长续航和超级快充的不可能三角实现了完美融合:

除了46系列圆柱电芯本征极致安全,在系统层面,正力新能还应用了热电分离、多重侧面热防护技术,实现电池包永不热扩散(NTP),做到了极致安全。

而凭借超高单体能量密度圆柱电芯,附加CTC结构设计,“正力·骐龙”系统能量密度超245Wh/kg,整包电量高达 170kWh,创下目前国内新能源乘用车电池包容量之最。

“正力·骐龙”采用系统高效均衡热管理,并通过单路U形循环水路、多支路并联、热阻均衡逆向设计等保证电池工作环境的一致性,从而保障整车全生命周期内可以实现100万公里的超长续航。

采用800V高压快充平台电气设计和系统超强热管理,“正力·骐龙”可以支持4C快速充电,充电10分钟续航500公里。

标准化、灵活性的大圆柱电芯,叠加双重半固态电池等技术,“正力·骐龙”兼具了170kWh超大电量、NTP超安全保障、100万公里超长寿命和4C超快充技术等极致性能,助力即便是大型的纯电MPV车型,满电也可以轻松实现1000公里以上续航,真正做到,千里奔赴,一充即达。

正是因为正力新能一直以来有着极致探索的研发理念支撑,以及多路径的发展战略,才能够敏锐抓住电池技术迭代方向,推出引领性产品。既可以率先满足高端乘用车电池产品需求,也抓住并引领了电池在尺寸、技术方面融合迭代的发展趋势。