LFP能量密度高達220Wh/kg，捷威動(dòng)力高性能電池“打法”
今年4月，捷威動(dòng)力鹽城二期4GWh動(dòng)力電池項目投產(chǎn)，鹽城基地產(chǎn)能已達到6.5GWh。與此同時(shí)，捷威動(dòng)力長(cháng)興基地一期將于今年下半年投產(chǎn)，捷威動(dòng)力其它基地正在緊鑼密鼓地規劃中。
捷威動(dòng)力電池產(chǎn)能快速推進(jìn)的背后一則是其來(lái)自國內外車(chē)企、儲能客戶(hù)的訂單正快速增長(cháng);二是經(jīng)過(guò)多年技術(shù)沉淀，捷威動(dòng)力技術(shù)、產(chǎn)品矩陣逐漸成熟，亟待將先進(jìn)、前沿技術(shù)落地，滿(mǎn)足不同客戶(hù)場(chǎng)景需求;第三是捷威動(dòng)力“JEVE精益體系”智能制造工廠(chǎng)的快速落地及復制能力。
過(guò)去多年，捷威動(dòng)力在產(chǎn)能布局上一直穩扎穩打，產(chǎn)能規模相對其它頭部企業(yè)較小，但一直都處于飽和生產(chǎn)狀態(tài)。但是，進(jìn)入2022年以后，捷威動(dòng)力也開(kāi)始從產(chǎn)能、技術(shù)、產(chǎn)品、市場(chǎng)等多維發(fā)起“攻勢”。
“捷威動(dòng)力過(guò)去一直堅守初心，沒(méi)有落后的產(chǎn)能包袱，相較于其它企業(yè)有產(chǎn)能后發(fā)優(yōu)勢，但這句話(huà)前面還有一句話(huà)，就是我們有技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢?！苯萃?dòng)力研究院院長(cháng)馬華在接受電池中國專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示，捷威動(dòng)力當前積極推進(jìn)產(chǎn)能和智能工廠(chǎng)建設，都是建立在深厚技術(shù)積累的基礎上，根據客戶(hù)、市場(chǎng)需求進(jìn)行布局。
01
LFP能量密度達到220Wh/kg
第二代半固態(tài)電池能量密度超350Wh/kg
“十年磨一劍”用來(lái)形容捷威動(dòng)力的技術(shù)積淀再恰當不過(guò)。成立于2009年的捷威動(dòng)力，在兩年之前都非常低調。然而，進(jìn)入2022年以來(lái)，公司在技術(shù)、訂單等方面消息不斷。
在剛剛舉行的第十五屆國際電池技術(shù)交流會(huì )/展覽會(huì )(CIBF2023)上，捷威動(dòng)力亮相展出了第一代、第二代半固態(tài)電池，能量密度高達220Wh/kg的磷酸鐵鋰(LFP)電池，體積能量密度達555Wh/L的磷酸錳鐵鋰錳基電池，以及鈉離子電池。
據馬華介紹，捷威動(dòng)力沒(méi)有落后產(chǎn)能對新技術(shù)和新工藝的約束，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，研發(fā)團隊可以更加聚焦到新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品性能提升上，公司也鼓勵技術(shù)團隊大膽創(chuàng )新，應用新思路解決電芯瓶頸問(wèn)題。
捷威動(dòng)力是國內較早一批推出半固態(tài)電池的企業(yè)。目前其第一代半固態(tài)電池，通過(guò)構筑高穩定性電極界面和固態(tài)電解質(zhì)阻隔層，在不降低電池性能前提下極大提升電池安全性，電池能量密度達到300Wh/kg，在滿(mǎn)電狀態(tài)下可通過(guò)3mm貫穿針刺測試，且具備25分鐘快充能力和2000次以上長(cháng)循環(huán)特性。電池工藝與現有產(chǎn)線(xiàn)高度兼容，可實(shí)現快速量產(chǎn)轉化，裝車(chē)驗證在即。
據馬華透露，捷威動(dòng)力第二代半固態(tài)電池能量密度超過(guò)350Wh/kg，將應用固研先進(jìn)電池聯(lián)合實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的新型快離子導體電解質(zhì)，電池性能進(jìn)一步提升。同時(shí)，第三代半固態(tài)電池能量密度可達到500Wh/kg，現已完成原型產(chǎn)品構建。
此外，捷威動(dòng)力正加碼與材料企業(yè)合作，推動(dòng)半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。在CIBF現場(chǎng)，捷威動(dòng)力與南木納米簽署戰略合作協(xié)議，雙方就鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)材料的供應達成戰略合作，并將就新能源汽車(chē)半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續深化研究。
在動(dòng)力電池應用分會(huì )與電池中國網(wǎng)主辦的第四屆新能源汽車(chē)及動(dòng)力電池(CIBF2023 深圳)國際交流會(huì )上，馬華發(fā)表了題為《高性能動(dòng)力電池發(fā)展趨勢和挑戰》的報告分享，詳細闡述了捷威動(dòng)力從正極到負極，再到電解液，捷威動(dòng)力不斷進(jìn)行創(chuàng )新研究，開(kāi)發(fā)高性能動(dòng)力電池的思路。
正極方面，通過(guò)在高鎳三元表面包覆高熱穩定性材料，如固態(tài)電解質(zhì)、納米級的磷酸錳鐵鋰或者是磷酸鐵鋰，以提升電極體系的熱穩定性。
負極方面，捷威動(dòng)力通過(guò)材料端預鋰化、碳包覆等手段，在電極內通過(guò)導電網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化，以及多種粘結劑復合的使用等方式來(lái)解決硅系材料痛點(diǎn)。
電解液方面，通過(guò)調控界面來(lái)優(yōu)化電池的特性。
在高電壓電解液的設計上，通過(guò)溶劑優(yōu)化和添加劑的調整來(lái)開(kāi)發(fā)高電壓電解液，使它的電壓上限得到明顯的提升，高溫循環(huán)可以達到1500次。
事實(shí)上，基于上述思路和邏輯，除了高鎳三元，捷威動(dòng)力也在不斷拔高磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰能量密度和性能上限。
例如磷酸鐵鋰電池方面，在電極的優(yōu)化上，特別是高負載的復合電極，捷威動(dòng)力通過(guò)不同配方的調整，以及電極結構的優(yōu)化、復合導電網(wǎng)絡(luò )的構建，大幅提升磷酸鐵鋰正極的涂覆量，能量密度可達到220Wh/kg，零下20℃可達到80%以上的容量保持率，循環(huán)超過(guò)3000次。
磷酸錳鐵鋰方面，能量密度已經(jīng)做到200-250Wh/kg，25C放電容量保持率90%，零下30℃放電容量保持率82%，常溫循環(huán)次數超過(guò)3000次，同時(shí)具備比較好的安全特性。
鈉離子電池方面，能量密度已達135Wh/kg，低溫性能優(yōu)異，在零下30℃下放電容量保持率在80%以上。據馬華介紹，捷威動(dòng)力鈉離子開(kāi)發(fā)針對不同的應用領(lǐng)域需求開(kāi)展不同技術(shù)路線(xiàn)的開(kāi)發(fā)和探索。動(dòng)力領(lǐng)域，主要采用層狀氧化物和硬碳體系;儲能領(lǐng)域，主要在開(kāi)發(fā)基于聚陰離子的材料體系，“安全性方面我們也做了大量的驗證工作?！?/p>
馬華表示，高性能電池開(kāi)發(fā)設計是一個(gè)系統工程，從材料、到電池設計、到制造工藝、裝備技術(shù)等，每一項都不可或缺，而且都是相互聯(lián)系，相輔相成的，材料的化學(xué)和電化學(xué)屬性影響著(zhù)電池的大部分性能，但每一個(gè)材料都無(wú)法單獨發(fā)揮性能，只有將電芯中的幾十種材料進(jìn)行合理的匹配，并結合電化學(xué)原理，電極設計、孔隙結構調控，界面優(yōu)化等電池技術(shù)，才能得到一款好的電池產(chǎn)品。
02
已開(kāi)發(fā)出全新尺寸、容量360Ah儲能專(zhuān)用電芯
作為清潔能源的關(guān)鍵載體，電力系統的關(guān)鍵基礎設施，儲能電池已經(jīng)成為各家研發(fā)、布局的重點(diǎn)。捷威動(dòng)力堅持“動(dòng)力+儲能”雙輪驅動(dòng)戰略，在儲能電池技術(shù)領(lǐng)域也早已布局。
在本次CIBF上，捷威動(dòng)力還展出了具有高安全、高能量、高效能、長(cháng)壽命等優(yōu)勢，容量高達360Ah，能量密度可做到180Wh/kg，循環(huán)壽命12000+，能量效率高達95%的電力儲能專(zhuān)用電芯。
馬華向電池中國透露，360Ah儲能電芯區別于傳統的280Ah儲能電池尺寸，是捷威動(dòng)力基于應用場(chǎng)景，進(jìn)行合理結構分析，最終確定的一款專(zhuān)門(mén)適合電力儲能應用場(chǎng)景的產(chǎn)品，能量密度、效率、循環(huán)等更有競爭力，可滿(mǎn)足目前和下一代市場(chǎng)需求。
此外，在儲能產(chǎn)品系列，捷威動(dòng)力布局了280Ah、305Ah、380Ah等儲能專(zhuān)用電芯產(chǎn)品，目標是完成對發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶(hù)側等全場(chǎng)景的產(chǎn)品覆蓋。
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