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两轮车锂电“风暴”前夜 6家电池企业产品兵法
锂电自行车| 电池企业 文章来源自:高工锂电网
2020-10-14 09:05:55 阅读:11362
摘要星恒、天能帅福得、华立源、广西卓能、比克、优旦科技等6家企业,站在电池企业角度,结合自身发展详述了自行车锂电池技术发展路径及电池安全探索,为电动自行车锂电池规模应用添砖加瓦。

自行车锂电化趋势不可逆,锂电池市场红利已经到来。

GGII数据显示,2019年中国锂电自行车产量680万辆,锂电自行车渗透率18.8%,自行车用锂电池出货量达5.45GWh,同比增长61.5%。新国标驱动叠加共享/换电的迅猛发展,预计2020年自行车锂电池出货量将提升至8.45GWh, 2021年锂电渗透率将进一步提高,超过30%。

尽管市场发展迅猛,但电动自行车全面锂电化依然困难重重,包括电池安全问题亟待改善、电池成本居高不下、缺乏通用性行业标准、售后服务体系不够完善等等,产业化进程缓慢。

业内一致的共识是,这其中,电池安全与技术破局又是重中之重。

一方面电动自行车安全事故频发,锂电池安全已成为悬挂在产业头顶的达摩克利斯之剑,问题解决刻不容缓。另一方面,电动自行车市场对成本异常敏感,倒逼锂电池价格不断下探,通过技术破局锂电池降本路径,亦是箭在弦上不得不发。

在此背景下,10月12-13日,2020首届“新国标”锂电出行生态千人武林大会暨2020高工锂电轻型电动车产业峰会在浙江义乌皇冠酒店启幕。

来自锂电自行车主机厂、共享运营商、换电企业、电池企业及零部件企业等1000+行业专家、企业高层、业内人士将汇聚一堂,共话电动两轮车市场电池趋势、需求变革,以及企业的技术升级与市场策略。

全行业群策群力,转换思维,坚定方向,合力攻克电动自行车产业技术、安全、成本难题,共同营造电动自行车持续健康环境方为产业发展正道。

在13日的峰会上,星恒、天能帅福得、华立源、广西卓能、比克、优旦科技等6家企业,站在电池企业角度结合自身发展,详述了自行车锂电池技术发展路径及电池安全探索,为自行车锂电池规模应用添砖加瓦。

星恒电源

星恒电源股份有限公司电池工程院院长 赵成龙

作为电动轻型车锂电池龙头企业,星恒电源认为从寿命、重量、温度、安全、成本方面考量,复合三元的锰酸锂电池综合性能最符合电动自行车的需求。

在电池技术突破上,星恒电源股份有限公司电池工程院院长赵成龙指出,锰酸锂电池的性能和成本契合电动自行车的需求,而CA多元复合锰酸锂体系大大提高了锰酸锂的循环性能。

据赵成龙介绍,星恒CA三相复合技术,即锰酸锂+三元+CA新材料复合,其中CA新材料可在循环过程中补充锂,高温下效果明显,常温循环2000次剩余85%容量。综合考虑安全、性能、成本、能量密度,星恒下一代多元复合锰酸锂选取CA+NCM+LMO体系。

在电池安全领域,星恒将安全视为第一要务,并围绕材料、电芯、BMS、PACK、整车电系统平台、充电器等多领域全方位确保电池安全。如电芯方面,星恒拥有优质的电芯结构、可靠的工艺路线,具备可靠的关键工序质量管控体系及大批量验证的电芯筛选配组方法等。

目前,星恒轻型车锂电池全球销量已经超1500万组。2019年星恒出货量占比33.0%,排名第1位。

华立源

江西华立源锂能科技股份有限公司副总经理 肖波

江西华立源锂能科技股份有限公司副总经理肖波指出,26650电池已成为标准品,兼容性高,完全具备18650优特点。容量高,能量密度高,成组数量少,一致性好易管理,且制造成本低、同比故障率要低,可实现性价比最大化。

在电池安全设计上,华立源通过电池容量设计余量、钢壳盖帽改善、材料改善三大路径为电动自行车锂电池安全护航。

如材料选择上,过充型电解液的使用与优化可有效降低安全问题,而干法基膜更改为湿法陶瓷隔膜,隔膜厚度增加,可有效的降低内部微短路,及外部碰撞强度等。

肖波介绍,华立源现有生产规模为日产电芯20万只18650,20万只26650动力电芯专注2轮电动车市场。目前正在进行二期工程建设10万平方,预计2020年底竣工投产,投产后新增产能日产26650电芯45万只;2021年底将完成三期工程建设,全部竣工投产后日产18650/26650电芯200万只。

广西卓能

广西卓能新能源科技有限公司 研究院院长 朱燕飞

广西卓能新能源科技有限公司研究院院长朱燕飞介绍,卓能18730产品兼具成本与性能优势,适用性更强,广西卓能致力于将其打造为电动两轮车领域的一款标准产品。

从电芯成本考虑,18730直径与18650电芯一致,模具的一致性与产线的兼容性可减少成本投入,而高度提升可将电池包体积扩大,同等容量需求下选择安全系数更高的材料,适用性更强。

在电池安全问题上,朱燕飞强调,解决电动自行车电池安全问题是一个系统且细致的工作,需要从电芯、PACK工艺、使用方法等多领域下功夫。

而电芯无疑是电池安全最核心的也是最根本的环节。基于此,广西卓能围绕隔膜安全、正极安全、安全电解液、盖帽结构、制程安全控制等五大领域做了系列部署及研发投入。

如,在电芯内部正负极片之间的重要屏障的隔膜安全领域,提出ND高安全基膜、耐热陶瓷涂层膜及超高耐阻燃涂层技术等保障隔膜安全,其中ND高安全基膜,穿刺强度达到700gf,是普通隔膜的2倍以上。

天能帅福得

天能帅福得能源股份有限公司项目管理部部长 许宁

在电池安全策略上,作为天能集团和法国帅福得集团合资的中法电池企业,天能帅福得能源股份有限公司项目管理部部长许宁介绍,天能帅福得内外兼修,防患于未然。

一方面,在电芯设计与精密制造环节,强化电芯、模组、BMS三大纬度安全,保证长寿;另一方面,采用大数据云管理,采取分级维保和数据管理,基于大数据及AI技术实现主动预警与健康建议,实现电池安全、可靠及长寿。

并围绕安全要素识别、产品安全预防、产品安全管控、失效分析等组合拳形式建立产品安全评价,保障电池产品安全。

许宁指出,在电池技术突破上,帅福得不断探寻复合碳源包覆技术、链状羧酸酯类电解液、带有特殊陶瓷涂层的隔膜、高性能人造石墨负极材料等先进材料及技术的研发,并提倡针对应用场景的差异化开发。

如,高安全采用“LMFP+”先进材料,过充发热量低,热失控不起火不爆炸 ;高能量密度提升高电压平台,能量可提升15%等等。

比克

深圳市比克动力电池有限公司小动力研发负责人 宋华杰

深圳市比克动力电池有限公司小动力研发负责人宋华杰介绍,比克小动力技术路线坚持圆柱三元,具备高容量、长寿命、高倍率、高安全、快充电、强温度适应性等6大优势。

比克小动力电池产品涵盖18650和21700两个型号。其中容量型的18650-2.2Ah 提升到21700 -5.0Ah,能量密度由180wh/kg 提升到260wh/kg。下一步将通过技术突破实现270wh/kg- 5.3Ah量产。

在保持高容量的同时,其循环寿命仍然能够达到常温1000周80%,45℃高温1000周70%以上。

为进一步提升电池安全,从系统层面考虑电芯的安全设计。公司掌握定向爆破技术,采用独特结构设计,保证电芯极端情况定向爆破, 配合模组的特殊设计,单颗电芯出现热失控依然保证整包安全;500+模组引爆验证,通过率100%。

宋华杰表示,自涉足小动力市场以来,比克电池已为两轮出行领域提供了数亿颗三元圆柱电芯,并在两轮出行领域积累众多客户,在美团、哈啰出行、纳恩博等企业的电池供应商名单中,均已出现比克身影。

优旦科技

安徽优旦科技有限公司联合创始人 习清平

针对动力电池“大脑”的BMS领域,优旦科技联合创始人习清平指出,两轮车对BMS的要求与新能源汽车用BMS不尽相同,并非所谓的汽车用BMS的降纬应用,在满足精度、智能化、可靠性要求的同时,更加注重成本把控。

优旦科技通过智能保护板系列iBMS、电池管理平台PaaS、锂电池租赁运营平台SaaS的融合交互,形成了可靠性、便捷、高效的BMS整体解决方案。

如在可靠性领域,优旦科技的策略是,采用一体化设计,通过电压采集校准、负载检测、MOS驱动响应速度/耐压/散热/均流、应用MBD开发、软件运行监控、MISRA-C规范,打造了符合两轮车市场具备可靠性以及成本优势的智能BMS解决方案。

此外,习清平强调,优旦科技通过分布式架构支持大量设备和高并发接口调用,异地容灾策略提供可靠的数据存储,完备的文档及联调测试环境,项目对接过程中快速响应的服务保障,可以将售后费用降低80%。

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