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面向TWh时代,中航锂电One-Stop 技术构想
中航锂电 文章来源自:高工锂电网
2021-09-22 09:32:04 阅读:11525
摘要通过正向开发,利用第一性原理重构电池技术,中航锂电提出了One-Stop的技术构想。基于该构想,中航锂电全新设计技术产品——One-Stop Bettery首次公开亮相。

“面对即将到来的TWh时代,单产线2-3GWh已经无法满足更大规模制造需求,加之生产效率、能耗、碳排放等要求,未来单产线产能应该达到10GWh以上。”

中航锂电董事长刘静瑜在“2021世界新能源汽车大会”上介绍,中航锂电通过正向开发,利用第一性原理重构电池技术,提出了One-Stop的技术构想。

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中航锂电董事长刘静瑜

基于该构想,中航锂电全新设计技术产品——One-Stop Bettery首次公开亮相。

中航锂电乘用车事业总经理谢秋介绍,One-Stop的设计理念是基于“高度集成与极简化”的产品设计与制造,实现产品对“高比能、高安全、高可靠、低成本”的要求。

One-Stop开发了众多原创技术,包括超薄壳壁,多维壳体成型,多功能复合封装、一体桥接电连接,高剪切外绝缘,原位无尘装配集成等技术,使结构重量降低了40%,零部件数量减少了25%,生产效率提升了100%。

One-Stop的技术构想不仅适用于电芯产品,同样适用于PACK产品,采用该技术的电芯,是继圆柱、软包和方形之后的第四种封装形式的产品。

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中航锂电乘用车事业总经理谢秋

谢秋进一步表示,采用该项技术的产品,铁锂电池支持700km续航,三元电池支持1000km续航,预计将于2022年6月面市。

“中航锂电所有的技术突破和新产品的推出,最终都是为了服务市场,成就客户,促进行业健康发展。”刘静瑜认为,随着One-Stop技术的应用,相信动力电池的能量密度、安全可靠性、经济性将会迎来新一轮的快速提升。

2021年,中航锂电基于镍6系材料开发的第三代高电压电池能量密度已经达到280wh/kg,系统能量密度225wh/kg,支持续航800km;开发的高效热电集成技术已经在今年量产的新产品上全面导入,实现系统热失控抑制,安全不起火。

产品研发与技术推进的同时,中航锂电同步加快产能建设。2021年规划产能100GWh,2022年规划产能将达到200GWh,十四五期间产能规划将超过300GWh。

目前已设立常州、洛阳、厦门、武汉、成都、合肥六大产业基地,建设建成欧洲、北美海外产业基地,形成深圳、上海、常州、成都四大研发中心,并规划欧洲、北美、日本研发中心,未来还将开展新的研发布局,持续构建全球研发网。

One-Stop技术构想

面向即将到来的TWh时代,中航锂电从产品底层功能出发,基于基本技术原理,重构产品设计,重构制造过程,提出了One-Stop的设计理念。

基于这种理念的探索与应用实践,中航锂电突破了很多现有串联工序和结构组成的物理瓶颈,大幅提高集成与制造效率。

此外,产品结构更简单、零部件数量更精简,制造工艺集成度随之更高,因而产品的可靠性与制造效率进一步大幅提升。


在设计创新上,One-Stop开发了众多原创技术,包括超薄壳壁,多维壳体成型,多功能复合封装、一体桥接电连接,高剪切外绝缘等技术,使结构重量降低了40%,零部件数量减少了25%。

在工艺创新上,其推出的超高速复合叠片速度高于卷绕,开发的原位无尘装配技术可对电芯直接封装,此外还包括集流体直连焊接技术、高速薄壁焊接技术等,使生产效率提升100%,空间占用率也降低了50%。

谢秋表示,One-Stop不仅适用于电芯产品,同样适用于PACK产品,采用该技术的电芯是继圆柱、软包和方形之后的第四种封装形式的产品。

采用该项技术的产品,预计将于2022年6月面市。随着One-stop等新技术的应用,相信动力电池的能量密度、安全可靠性、经济性将会迎来新一轮的快速提升。

硬核研发实力与产品力

当前,新能源产业的快速发展对环境、资源负荷影响巨大,对动力电池行业提出非常大的挑战。

为此,中航锂电提出了Life Cycle Assessment(LCA)全生命周期概念,结合Design for Environment(DFE)模型,通过评价产品在生产、运输、使用到回收的过程对于环境和资源的潜在负荷,采用生命周期思考并分析LCA中的环境数据,并通过定量的数据模型去优化设计,提前做好研发的相关环节准备。

谢秋表示,中航锂电重点围绕高能量密度、高效率制造技术、长寿命技术、低内阻技术四大维度布局其全生命周期绿色生态技术。

一是高能量密度:从能量密度角度出发降低对资源的消耗和减排。最直观的就是降低整车重量,减少整车能耗,提升电池生产效率。

中航锂电在液态电池技术上持续取得新突破,向着350-400 Wh/kg能量密度迈进;结合关键技术攻关,下一代锂硫电池软包电池能量密度将达到450Wh/kg,甚至500Wh/kg以上。

二是高效率制造技术:从材料创新和电池规模制造两个方面,大幅提高制造效率,有效降低能耗。

如材料创新上,降低对稀缺资源的使用,降低制造能耗,降低对环境的敏感性,全组分再生和回收。面向TWh大规模制造上,进行工艺和设备创新,大幅提升制造效率、降低能耗。

三是长寿命技术:研发长寿命石墨复合负极技术,降低消耗,同时在研负极原位补锂技术、优化电解液添加剂,以实现全生命周期动态的最佳充电策略。

四是低内阻技术:研发具备高反应动力学的正负极材料,采用高动力学快充电解液和孔隙填充低保液技术,实现多形式最优的组合充电策略。

在刘静瑜看来,支撑中航锂电高速发展离不开四大产品力——长寿命、高安全、高性能和可持续。

中航锂电始终坚持创新驱动,形成“先进材料、先进电池、先进制造”等创新技术平台。在高能量密度、高安全、快充、全气候、电池全生命周期管理、新型电池开发、智能制造、资源回收与再生等技术领域持续创新,不断突破,不断挖掘动力电池使用价值。

致力于打造以“高安全、长寿命、快充、全气候”为核心竞争力的车用动力电池产品,开发极限制造方案和电池全组分回收及再生技术解决方案。与此同时,中航锂电还以前瞻视角部署新一代电池发展规划,挑战液态电池的容量极限,坚定向350-400 Wh/kg能量密度迈进。

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