188Wh/kg、3500次循环寿命、5C超充……
7月4日,在“2024年蜂巢能源全球合作伙伴峰会”上,蜂巢能源一口气发布了多款产品,其中第二代磷酸铁锂短刀电池的亮眼表现引发全场关注。杨红新表示,蜂巢能源的短刀电池实现了“高能量密度+快充”的完美组合,可覆盖全场景应用。
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刀片电池哪家强?
刀片电池是一种新型的电池结构,由比亚迪于2020年3月29日发布。这种电池采用磷酸铁锂技术,其特点是电池单体被设计成长且薄的片状,形似刀片,因此得名。
刀片电池的设计理念是通过跳过传统的模组环节,直接将电池拉长成刀片状并固定在电池包上,让电池本身充当结构件。这种设计不仅增大了电池包的强度,还因为去除模组结构而减轻了重量,大幅提高了空间利用率,进而提升了能量密度,使汽车有更高的续航里程。
蜂巢能源的短刀电池作为刀片电池的“变种”,相对于比亚迪刀片电池近1米的长度,缩减到了约600mm。更“精悍”的身材缩短了电子的移动路径,让短刀电池拥有更灵活、更小内阻以及更容易实现高倍率快充的优势。2019年,蜂巢能源即推出第一代短刀电池并于2021年正式量产。
与蜂巢能源产品规划一致,吉利也在发力“短刀”。
6月27日,吉利汽车发布“神盾短刀”磷酸铁锂电池。据吉利官方介绍,该电池长580mm,单体能量密度高达192Wh/kg,拥有 3500 圈循环寿命,17 分钟从 10% 充至 80%,将率先在全新纯电 SUV吉利银河 E5上装车。
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而作为刀片电池的“元老”,比亚迪依然还在坚持“长刀”路线。虽然短刀电池在续航里程、充电速度等方面有着不错的表现,但长刀电池成组效率显然更高一些,可以省掉电池包中间的很多模组、结构件和支撑件,提升了体积能量密度。
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据王传福亲自爆料,新一代刀片电池的能量密度将达到190Wh/kg,纯电车型的续航将突破1000km,最快将于今年8月发布。根据这个时间点,吉利神盾短刀的抢先发布极有可能是用以狙击比亚迪二代产品(有图为证)。
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而在去年年底,埃安、极氪也分别发布了自研自产因湃P58微晶超能电芯、金砖电池,以及刚刚下线的中创新航的ONE-STOP 磷酸铁锂电池,同样采用了类似短刀片的结构。无论“长刀”还是“短刀”,长而薄的电池设计似乎正在成为一种主流趋势。
大电池 “叠”起来
不过,如果要发展刀片电池,一个绕不开的问题是:
叠片技术。
叠片技术是指将模切工序中制作的单体极片(正极和负极)通过交错堆叠的方式组合成电芯的过程。由于刀片电池长而薄的形状特点,导致其在中段制造中只能使用叠片工艺,才能提高空间利用率、充分“压榨”能量密度。
与卷绕技术相比,叠片技术的优势在于能够显著提升电池安全性和循环寿命,符合动力电池演进方向。但其劣势也显而易见——较低的生产效率、高昂的制造成本与复杂的工艺使叠片技术还难以在全行业广泛应用。而厂商们为了追求更极致的电池性能,甚至卷起了生产设备。
蜂巢能源采用的是杨红新颇为自豪的“飞叠技术”。产线使用了自主研发的行业最高效率叠片工艺和设备。以生产第二代短刀电池的上饶基地为例,该工厂应用了20台自主研发的第三代飞叠设备,对应4条电芯产线,相较于第二代的叠片工艺,设备使用量减少约50%,效率大幅提升。同时,在飞叠热复合环节,从上卷到飞切,全部过程已经实现连续自动化。
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而对于比亚迪来说,自研设备也是“必选题”。“长”是比亚迪刀片电池各种核心优势的根本,长达960mm的刀片电池,其内部的极片自然也要达到这个级别。但是,市面上电池极片生产工艺一般都在700mm以下。比亚迪针对刀片电池的需求,自主开发出了超宽幅的极片生产设备,可以实现1300mm宽度的超宽幅极片双面涂布,单位面积的涂敷重量小于1%,宽度尺寸偏差小于0.5mm,速度为每分钟70米。
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不过再多的困难也阻挡不了刀片电池的发展进程。据高工产业研究院(GGII)去年12月发布的报告预计,未来两年内中国新规划的刀片电池产能将超过200GWh,预计将有超过10家企业(包括主机厂自建)开始布局刀片电池。
同时,因为叠片技术的绝对优势,不少储能电池外形也逐渐“刀片化”,如瑞浦兰钧问顶625Ah电池、楚能新能源625Ah电池等,该项技术在储能领域的应用也有很大的想像空间。
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