2022.09.09 22:00
SPS 集合四大创新技术,孚能科技厚积薄发
文章来源:ZAKER新闻
在 9 月 9 日举行的战略及新品发布会上,孚能科技正式推出全新动力电池解决方案
在 9 月 9 日举行的战略及新品发布会上,孚能科技正式推出全新动力电池解决方案—— SPS(Super Pouch Solution),提出一整套从电芯到系统,从制造到回收的创新解决方案,在续航里程、充电效率、降本增效、适配车型等方面打造满足客户和用户需求的全新产品。

采用大软包电芯卧式布置设计的孚能科技 SPS,使电池系统部件减少 50%,材料成本降低 33%,提升体积利用率到 75%;与搭载 4680 圆柱电池的车型相比,孚能科技 SPS 的体积利用率高出 12%,拥有 3 倍循环寿命,导热效率提升 60%。
与此同时,同步升级的制造工艺,使得 SPS 具备可观的投资产出比,直接回收技术的成熟在减少能耗和降低成本的基础上,进一步提升材料利用率。
孚能对软包叠片的坚持
众所周知,动力电池的技术路线纷繁复杂。除了正极材料的区分外,按电芯的封装方式可分为圆柱、方形、软包三种;制成工艺上又可分为卷绕和叠片两种,其中圆柱以卷绕为主,方形和软包虽然都适用卷绕和叠片,但目前方形仍以卷绕为主。

一方面,正负极片和隔膜被卷绕制成电芯后,其两侧边缘位置的电极存在较大曲率,在充放电过程中容易发生变形和扭曲,从而导致电芯性能下降甚至构成安全隐患;另一方面,由于放电过程中两侧电流分布不均,卷绕电芯的电压极化较大,导致其放电电压不稳。
与卷绕不同,叠片工艺的原理决定了电芯的正负极片和隔膜不会在制造过程中发生弯曲,能够充分展开堆叠在一起。这不仅能减少电芯内阻、提升电芯功率,更重要的是,平整稳定的界面让极片能够同步收缩膨胀,让变形和电场变得均匀,使得电芯内部电子移动更容易,从而实现更快的充放电速度。
除了性能外,叠片电芯的安全性也更好,凭借较少的极片堆叠层数和更大的表面积,传热散热效果明显,电芯热稳定性得到增强。
因此,在相同体积下,叠片电芯的能量密度较卷绕要多约 5%,并且具备更长的循环寿命。

随着动力电池电芯高能量密度、大容量、大模组、长薄化的发展趋势愈发明显,叠片工艺已经受到了宁德时代、比亚迪、中创新航等锂电池企业的青睐,国际车企巨头也纷纷将目光锁定叠片工艺。
此次孚能科技全新动力电池解决方案的发布,展示了从电芯到结构再到工艺的全面革新,用创新设计和应用带来一次颠覆性的技术变革。
从电芯到结构的全新设计
孚能科技推出的全极耳、多极耳大软包动力电芯,改变上一代动力电池系统多电芯串联的设计,进而简化电池系统结构;具备从 到 5C 甚至更高的充放电倍率,满足各类新能源汽车的动力需求;应用半固态电解质,降低液态电解液的用量,提升电芯的本征安全。

除三元材料之外,孚能科技在发布会上还首次系统性展示了其他材料体系的研发路线。
钠离子电池、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等计划在 2023 年推出第一代产品,目标是到 2030 年将钠离子电池能量密度从 160Wh/kg 提升到 220Wh/kg,磷酸铁锂和磷酸锰铁锂的能量密度形成从 200Wh/kg 到 240Wh/kg 的产品覆盖。在低镍方面,孚能科技计划在 2024 年推出 250Wh/kg 的低镍富锰体系产品,预计在 2030 年进一步提高至 290Wh/kg。

体积利用率再创新高的同时,高效液冷板和导热片的复合使用给大软包电芯提供了 " 双面液冷,三面传热 " 的高效热交换,电池系统的散热效率提升 4 倍;精准全面的控温,让电池系统循环寿命超过 3000 次。
在此基础上,多种材料对大软包电芯形成 6 面防护,配以高效排气通道的设计和热交换能力,SPS 大软包电池系统配置 8 系或更高镍含量的电芯,依然能做到单体电芯的热失控不扩散(NO TP)。

标准底盘,标配快充,适配全系乘用车
鉴于未来快充充电桩 300-350kW 的功率,SPS 以不同充电倍率大软包电芯,实现了 " 充电 10 分钟,续航 400 公里 " 的统一配置,满足各类用户的出行和补能需求。
孚能科技展示了 、3C 和 4C 三种倍率快充电芯,分别对应带电量 150kWh、100kWh 和 75kWh;对应续航里程 1000km、800km 和 600km;充电 10 分钟分别可以补能 40%、50% 和 70%;可以分别实现 400km、400km 和 560km 的续航里程。

电芯厚度的变化让 SPS 的底盘高度能够在 85mm 到 145mm 之间灵活调节,搭载不同能量密度的大软包电芯让电池系统拥有从 80kWh 到 150kWh 的不同带容量,满足从性能轿跑到城市皮卡的电动化需求,为整车企业客户缩短新车型的研发周期,并在电芯、底盘等关键部件上具备通用性,降低采购成本,保障稳定供应。
在制造端,大软包电芯的投产,将大幅降低产能投资成本和制造流程费用,设备投资减少 50%,厂房面积减少 60%,制造能耗和费用分别降低 35% 和 30%,极大改善了大软包电芯的投资产出比。
值得一提的是,孚能科技历时 10 余年开发和验证了锂电池的直接回收技术,可保留正极材料的晶体结构并再次利用,进一步降低成本和能耗,并将材料利用率提升至 99% 以上。根据美国第三方实验室数据,掺入 25% 直接回收的正极材料制成的电芯与全新正极材料制成的电芯,在性能表现上无明显差异。

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