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淺析寧德時(shí)代超級(jí)鐵鋰快充解決方案

時(shí)間:2018-10-08 11:53:04來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:?CATL超級(jí)鐵鋰快充產(chǎn)品已經(jīng)批量應(yīng)用,積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。除此之外,CATL也開發(fā)了用于乘用車的基于三元體系的快充電池,該快充技術(shù)將首先用于電動(dòng)出租車市場。

CATL超級(jí)鐵鋰快充產(chǎn)品已經(jīng)批量應(yīng)用,積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。除此之外,CATL也開發(fā)了用于乘用車的基于三元體系的快充電池,該快充技術(shù)將首先用于電動(dòng)出租車市場。

讓動(dòng)力電池兼顧高能量密度與快充特性,是解除消費(fèi)者里程焦慮的重要途徑,也是業(yè)界一直在努力探索的課題。寧德時(shí)代(下稱“CATL”)憑借超強(qiáng)研發(fā)實(shí)力,率先給出了極具創(chuàng)新的解決方案。

3月26日,電動(dòng)汽車大功率充電試點(diǎn)專題研討會(huì)在寧德成功召開。來自于中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國汽車技術(shù)研究中心、中國充電聯(lián)盟等多家行業(yè)機(jī)構(gòu),國內(nèi)外知名整車企業(yè),充電設(shè)施及連接器生產(chǎn)企業(yè)的50余名專家代表共同參與了會(huì)議討論。

在會(huì)議現(xiàn)場,CATL向參會(huì)代表展示了采用“超級(jí)鐵鋰+高能量密度快充石墨”體系的EnerSpeedy超級(jí)鐵鋰電池的充電過程。該產(chǎn)品是60Ah的超級(jí)鐵鋰電池,可進(jìn)行5C充電,演示過程用時(shí)7分12秒,就完成了20%至80%的充電,而20%到100%充電,僅耗時(shí)13分8秒。

CATL打破常規(guī),突破了磷酸鐵鋰—石墨體系不能快速充電的技術(shù)瓶頸,在保持磷酸鐵鋰高能量密度、高安全性、長壽命等優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了5C倍率快速充電。CATLEnerSpeedy超級(jí)鐵鋰電池的綜合性能得到了參會(huì)專家的高度認(rèn)可。

能量密度方面,CATL超級(jí)鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度也比較有優(yōu)勢,其中,5C速能型產(chǎn)品在70Wh/kg以上,3C高能型產(chǎn)品在115Wh/kg以上,而市場上常見的快充電池系統(tǒng)能量密度僅在40-60Wh/kg之間。能量密度高意味著配備相同重量的電池包,可以大大提高電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程,減少充電次數(shù)。

循環(huán)壽命方面,考慮到公交車應(yīng)用工況比較苛刻,平均每天滿充滿放次數(shù)約2次,粗算下來,滿足8年運(yùn)營需求,電池循環(huán)需要5600次以上。CATL開發(fā)的超級(jí)鐵鋰電芯循環(huán)壽命可達(dá)10000循環(huán),不僅能完全滿足電動(dòng)車運(yùn)營需求,電動(dòng)車退役后還可用于儲(chǔ)能等梯次利用,給客戶帶來更多經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

耐候性方面,為滿足北方冬天低溫充電和南方夏天高溫工況的要求,CATL專門開發(fā)了高效熱管理系統(tǒng),確保電池處于合理的溫度區(qū)間。低溫時(shí)可快速為電芯加熱,溫度達(dá)到要求即可開啟快充模式;高溫時(shí),系統(tǒng)會(huì)給電芯降溫,真正做到“全氣候”的快充。

正因如此,CATL的快充超級(jí)鐵鋰電池得到了本次參會(huì)代表的高度認(rèn)可,多家整車企業(yè)表示將積極推動(dòng)與CATL在大功率充電產(chǎn)品方面開展合作。

技術(shù)上,CATL到底如何實(shí)現(xiàn)這一套創(chuàng)新快充解決方案的突破?

眾所周知,普通化學(xué)體系的電池在快充時(shí),負(fù)極會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物,從而影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性,只能采用可承受快充大電流的負(fù)極材料來做到快充。所以在很多人的認(rèn)知中,“磷酸鐵鋰+石墨”體系似乎不太適合用于快充電池。

對(duì)此,CATL快充項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王博士解釋,快充的重點(diǎn)在負(fù)極,而對(duì)于正極的選擇,無論是選三元還是選擇磷酸鐵鋰,都不會(huì)影響快充的性能發(fā)揮,還有它的可靠性。所以快充技術(shù)的核心,在于通過化學(xué)體系及設(shè)計(jì)優(yōu)化,加速鋰離子在正負(fù)極間移動(dòng)的速度,減少或者阻斷負(fù)極副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

“但說磷酸鐵鋰不適合做快充,又有一定的道理,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的磷酸鐵鋰導(dǎo)電性比較差,造成快充時(shí)發(fā)熱?!蓖醪┦垦a(bǔ)充道,所以針對(duì)以上兩個(gè)問題,CATL通過深入的技術(shù)研究,創(chuàng)新性地給出了解決方案。

在負(fù)極石墨表面,CATL采用了“快離子環(huán)”技術(shù)修飾,修飾后的石墨兼顧超級(jí)快充和高能量密度的特性,快充時(shí)負(fù)極不再出現(xiàn)副產(chǎn)物,所以大大提高鋰離子在石墨層的嵌入速度,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異倍率性能、高能量密度及長循環(huán)壽命。

此外,CATL開發(fā)的快充產(chǎn)品搭載自主研發(fā)的熱管理系統(tǒng),準(zhǔn)確設(shè)定不同溫度和SOC下的“健康充電區(qū)間”,極大拓寬鋰電池的運(yùn)營溫度,從而實(shí)現(xiàn)“全氣候”快充。

CATL超級(jí)鐵鋰快充產(chǎn)品已經(jīng)批量應(yīng)用,積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),目前已有2600余臺(tái)搭載CATL超級(jí)快充產(chǎn)品的電動(dòng)大巴在市場上運(yùn)行,運(yùn)行狀態(tài)良好,得到了整車企業(yè)和公交用戶的好評(píng)。

除此之外,CATL也開發(fā)了用于乘用車的基于三元體系的快充電池,實(shí)現(xiàn)15分鐘內(nèi)SOC從5%充電到85%,能量密度190Wh/kg,循環(huán)壽命超過2500次,下一步在保證4C快充前提現(xiàn),能量密度可繼續(xù)提升至210Wh/kg。該快充技術(shù)將首先用于電動(dòng)出租車市場,實(shí)現(xiàn)350KM續(xù)航、30分鐘內(nèi)完成充電。目前多家乘用車企業(yè)正與CATL開展快充產(chǎn)品開發(fā)的合作。

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