“億緯鋰能定位全場景鋰電池方案，加速萬物互聯(lián)。”6月18日，在億緯鋰能首屆鋰電池大會暨億緯鋰能23周年慶典上，億緯鋰能董事長劉金成提出企業(yè)新使命。
高效率、高安全、長壽命是電池產(chǎn)品長期以來追求的三大方向。基于全新使命，億緯鋰能本次發(fā)布了全場景鋰電池解決方案，涵蓋綠色交通、能源轉型、未來探索等多個板塊。
發(fā)布6C圓柱電池
按照封裝形式劃分，動力電池可分為方形、軟包、圓柱3類，近年來，大圓柱電池以其優(yōu)良性能備受青睞。值得注意的是，隨著消費者對電動汽車充電速度需求不斷提高，超快充技術已成為行業(yè)發(fā)展趨勢。目前，不少電池企業(yè)都已推出4C電池產(chǎn)品，為進一步改善充電體驗，更高充電倍率的6C電池逐漸走入大眾視野。
圓柱電池“老玩家”億緯鋰能發(fā)布大圓柱電池新產(chǎn)品Omnicell全能電池，具備6C快充技術，在常溫25攝氏度時可實現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航300公里。而在零下30攝氏度的低溫條件下，充電10%到80%也只需25分鐘。
在億緯鋰能電池系統(tǒng)研究院院長江吉兵看來，大圓柱電池“天生麗質(zhì)”，具有標準化、零膨脹、高強度三大優(yōu)勢。“具體看來，大圓柱電池簡單高效，依賴于其形態(tài)，電池在充放電過程和老化過程膨脹力可以轉移到切向應力，使得尺寸不變。同時，大圓柱電池鋼殼的強度為550MPa，可達目前主流方形電池的5.6倍。”此外，大圓柱電池因采用三元材料，使得其市場殘值率一直在上升，已達25%。相比磷酸鐵鋰，三元電池的殘值要高出10%。
值得注意的是，大功率快充會讓電池快速發(fā)熱，因此高壓電池包的熱管理至關重要。大圓柱+快充的結合則可解決該問題，通過圓柱電池多面冷卻可以實現(xiàn)70%的換熱效率。
此外，江吉兵提到：“去年冬天，我們在漠河做了實驗，測試了大圓柱電池和方形磷酸鐵鋰電池在低溫情況下的性能。結果發(fā)現(xiàn)，雖然磷酸鐵鋰電池需要消耗9%的能量來加熱，但大圓柱電池不需要。加熱技術采用自適應加熱技術，加熱速率可以達到7℃/min，比市場上常見的2℃/min快了三倍。”
創(chuàng)新技術保障儲能安全
在動力電池領域要解決消費者充電焦慮，在儲能領域安全性的提升至關重要。不久前，位于美國加利福尼亞州的Gateaway儲能電站火災事故，讓儲能安全再次成為焦點。“儲能系統(tǒng)龐大復雜，任何一點的失效或故障都可能引發(fā)電池升溫乃至熱失控。”億緯鋰能儲能系統(tǒng)研究所所長易昊昊表示。
強化儲能安全，鋰電池技術創(chuàng)新必不可少?；谡w安全性考慮，易昊昊介紹，億緯鋰能推出浸沒式液冷技術，使用高絕緣、高導熱系數(shù)的特殊液體，從源頭對電池保護。利用液體高熱傳導性和高比例接觸面積，對每顆電芯迅速冷卻，已通過高于國際標準的質(zhì)量檢驗。與傳統(tǒng)液冷相比，設備在大電流充電時可降低19攝氏度，過度強制充電時最高溫度可迅速降低160攝氏度，有效提升電池的安全性。
同時，3T高效熱管理技術，將原本在三維空間中擴散的熱量轉化為二維平面上可以快速傳導的熱量。溫度差異從8攝氏度降低到1.5攝氏度。通過保持電池溫度相同，可以有效防止局部過熱風險，提高儲能系統(tǒng)使用壽命。
對于亞健康電池的監(jiān)測預警也是保障鋰電池安全的重要一環(huán)。“透視者技術就像為每顆電池配備了一個智能助手，采用高精度采集芯片，對電壓、內(nèi)外部溫度等監(jiān)測，結合在線AI算法，精確定位亞健康電池并提前預警。”易昊昊介紹，所有數(shù)據(jù)在云端進行處理計算，對系統(tǒng)每一顆電池全方位實時監(jiān)測，自動生成分析報告推送給運維人員。基于物聯(lián)網(wǎng)技術，即使儲能系統(tǒng)位于偏遠地區(qū)，也可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。
2028年推進全固態(tài)電池
定位全場景鋰電池方案，億緯鋰能對電池的探索已向更深更廣延伸。在鋰電池的廣泛應用中，億緯鋰能已涉及智慧醫(yī)療、鋰金屬二次電池以及今年以來備受關注的eVTOL電池和固態(tài)電池。
針對eVTOL領域，億緯鋰能中央研究院常務副院長趙瑞瑞介紹，目前億緯鋰能成功推出了能量密度高達320Wh/Kg的eVTOL電池，能夠在10分鐘內(nèi)快速充電至80%，全生命周期內(nèi)滿足10C的輸出能力，并保證7000次以上的循環(huán)使用次數(shù)。目前公司已向海外航空合作伙伴交付了A樣品，并正在協(xié)助其獲取相關航空體系的認證。
針對固態(tài)電池，億緯鋰能選擇硫化物和鹵化物復合的電解質(zhì)技術路線。趙瑞瑞解釋了選擇該技術的原因：“首先，因為電池在充放電過程中會有呼吸效應，如果使用氧化物電極，它會變得太硬，容易碎裂。所以我們要選擇一種柔軟的材料，硫化物和氯化物都比較合適。其次，大電池會產(chǎn)生大量的熱量，因此我們需要電解質(zhì)具有很高的導電率。”
雖然固態(tài)電池熱度越來越高，但其產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些技術瓶頸。以硫化物和鹵化物復合的電解質(zhì)技術為例，電解質(zhì)和活性物質(zhì)之間的界面穩(wěn)定性、在固態(tài)表面實現(xiàn)微米級混合包裹、極片成型和致密化等都是技術難點。不過，目前通過采用正極811材料，億緯鋰能研發(fā)小軟包電池已可以穩(wěn)定循環(huán)。“盡管固態(tài)電解質(zhì)的使用量相對較高，大約在15%，但我們的電池在0.5C放電倍率下，經(jīng)過400個循環(huán)周期后，仍能保持90%的容量。”趙瑞瑞說。
據(jù)悉，億緯鋰能固態(tài)電池計劃分兩步走，預計2026年，可解決工藝問題，將推出高功率、高環(huán)境內(nèi)耐受性和絕對安全的全固態(tài)電池，主要用于混合動力領域；2028年，將逐步推進400wh/kg的全固態(tài)電池。
高效率、高安全、長壽命是電池產(chǎn)品長期以來追求的三大方向。基于全新使命，億緯鋰能本次發(fā)布了全場景鋰電池解決方案，涵蓋綠色交通、能源轉型、未來探索等多個板塊。
發(fā)布6C圓柱電池
按照封裝形式劃分，動力電池可分為方形、軟包、圓柱3類，近年來，大圓柱電池以其優(yōu)良性能備受青睞。值得注意的是，隨著消費者對電動汽車充電速度需求不斷提高，超快充技術已成為行業(yè)發(fā)展趨勢。目前，不少電池企業(yè)都已推出4C電池產(chǎn)品，為進一步改善充電體驗，更高充電倍率的6C電池逐漸走入大眾視野。
圓柱電池“老玩家”億緯鋰能發(fā)布大圓柱電池新產(chǎn)品Omnicell全能電池，具備6C快充技術，在常溫25攝氏度時可實現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航300公里。而在零下30攝氏度的低溫條件下，充電10%到80%也只需25分鐘。
在億緯鋰能電池系統(tǒng)研究院院長江吉兵看來，大圓柱電池“天生麗質(zhì)”，具有標準化、零膨脹、高強度三大優(yōu)勢。“具體看來，大圓柱電池簡單高效，依賴于其形態(tài)，電池在充放電過程和老化過程膨脹力可以轉移到切向應力，使得尺寸不變。同時，大圓柱電池鋼殼的強度為550MPa，可達目前主流方形電池的5.6倍。”此外，大圓柱電池因采用三元材料，使得其市場殘值率一直在上升，已達25%。相比磷酸鐵鋰，三元電池的殘值要高出10%。
值得注意的是，大功率快充會讓電池快速發(fā)熱，因此高壓電池包的熱管理至關重要。大圓柱+快充的結合則可解決該問題，通過圓柱電池多面冷卻可以實現(xiàn)70%的換熱效率。
此外，江吉兵提到：“去年冬天，我們在漠河做了實驗，測試了大圓柱電池和方形磷酸鐵鋰電池在低溫情況下的性能。結果發(fā)現(xiàn)，雖然磷酸鐵鋰電池需要消耗9%的能量來加熱，但大圓柱電池不需要。加熱技術采用自適應加熱技術，加熱速率可以達到7℃/min，比市場上常見的2℃/min快了三倍。”
創(chuàng)新技術保障儲能安全
在動力電池領域要解決消費者充電焦慮，在儲能領域安全性的提升至關重要。不久前，位于美國加利福尼亞州的Gateaway儲能電站火災事故，讓儲能安全再次成為焦點。“儲能系統(tǒng)龐大復雜，任何一點的失效或故障都可能引發(fā)電池升溫乃至熱失控。”億緯鋰能儲能系統(tǒng)研究所所長易昊昊表示。
強化儲能安全，鋰電池技術創(chuàng)新必不可少?；谡w安全性考慮，易昊昊介紹，億緯鋰能推出浸沒式液冷技術，使用高絕緣、高導熱系數(shù)的特殊液體，從源頭對電池保護。利用液體高熱傳導性和高比例接觸面積，對每顆電芯迅速冷卻，已通過高于國際標準的質(zhì)量檢驗。與傳統(tǒng)液冷相比，設備在大電流充電時可降低19攝氏度，過度強制充電時最高溫度可迅速降低160攝氏度，有效提升電池的安全性。
同時，3T高效熱管理技術，將原本在三維空間中擴散的熱量轉化為二維平面上可以快速傳導的熱量。溫度差異從8攝氏度降低到1.5攝氏度。通過保持電池溫度相同，可以有效防止局部過熱風險，提高儲能系統(tǒng)使用壽命。
對于亞健康電池的監(jiān)測預警也是保障鋰電池安全的重要一環(huán)。“透視者技術就像為每顆電池配備了一個智能助手，采用高精度采集芯片，對電壓、內(nèi)外部溫度等監(jiān)測，結合在線AI算法，精確定位亞健康電池并提前預警。”易昊昊介紹，所有數(shù)據(jù)在云端進行處理計算，對系統(tǒng)每一顆電池全方位實時監(jiān)測，自動生成分析報告推送給運維人員。基于物聯(lián)網(wǎng)技術，即使儲能系統(tǒng)位于偏遠地區(qū)，也可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。
2028年推進全固態(tài)電池
定位全場景鋰電池方案，億緯鋰能對電池的探索已向更深更廣延伸。在鋰電池的廣泛應用中，億緯鋰能已涉及智慧醫(yī)療、鋰金屬二次電池以及今年以來備受關注的eVTOL電池和固態(tài)電池。
針對eVTOL領域，億緯鋰能中央研究院常務副院長趙瑞瑞介紹，目前億緯鋰能成功推出了能量密度高達320Wh/Kg的eVTOL電池，能夠在10分鐘內(nèi)快速充電至80%，全生命周期內(nèi)滿足10C的輸出能力，并保證7000次以上的循環(huán)使用次數(shù)。目前公司已向海外航空合作伙伴交付了A樣品，并正在協(xié)助其獲取相關航空體系的認證。
針對固態(tài)電池，億緯鋰能選擇硫化物和鹵化物復合的電解質(zhì)技術路線。趙瑞瑞解釋了選擇該技術的原因：“首先，因為電池在充放電過程中會有呼吸效應，如果使用氧化物電極，它會變得太硬，容易碎裂。所以我們要選擇一種柔軟的材料，硫化物和氯化物都比較合適。其次，大電池會產(chǎn)生大量的熱量，因此我們需要電解質(zhì)具有很高的導電率。”
雖然固態(tài)電池熱度越來越高，但其產(chǎn)業(yè)化仍面臨一些技術瓶頸。以硫化物和鹵化物復合的電解質(zhì)技術為例，電解質(zhì)和活性物質(zhì)之間的界面穩(wěn)定性、在固態(tài)表面實現(xiàn)微米級混合包裹、極片成型和致密化等都是技術難點。不過，目前通過采用正極811材料，億緯鋰能研發(fā)小軟包電池已可以穩(wěn)定循環(huán)。“盡管固態(tài)電解質(zhì)的使用量相對較高，大約在15%，但我們的電池在0.5C放電倍率下，經(jīng)過400個循環(huán)周期后，仍能保持90%的容量。”趙瑞瑞說。
據(jù)悉，億緯鋰能固態(tài)電池計劃分兩步走，預計2026年，可解決工藝問題，將推出高功率、高環(huán)境內(nèi)耐受性和絕對安全的全固態(tài)電池，主要用于混合動力領域；2028年，將逐步推進400wh/kg的全固態(tài)電池。
