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恒泰科技46系列全極耳大圓柱電池“箭在弦上”

2023-11-28

截至2023年10月,全球大圓柱電池已布局產(chǎn)能超450GWh,預(yù)計到2027年,全球大圓柱鋰電池市場出貨量將達(dá)到300GWh,未來5年市場增長空間將超35倍。

目前,開發(fā)布局大圓柱電池的企業(yè)已超過30家,終端則多面向儲能及低電量動力市場(如鋰電輕型車等)。結(jié)合設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)建設(shè)的周期來看,2024年將是國內(nèi)大圓柱電池產(chǎn)能的集中釋放期。

11月21日恒泰科技冠名的“大圓柱電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)沙龍”上,高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)發(fā)布《中國大圓柱鋰電行業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書》的同時并介紹了以上數(shù)據(jù)和判斷。

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在市場空間增長、行業(yè)發(fā)展提速的背景下,小型鋰離子電池領(lǐng)軍企業(yè)恒泰科技從客戶和細(xì)分市場需求出發(fā),從2020年開始組織專門的研發(fā)團隊,致力于46系列大型圓柱鋰電池的研發(fā)、制造和銷售。

2023年11月1日,恒泰科技年產(chǎn)1GWh新一代全極耳大圓柱46系列電池項目已獲得環(huán)評批復(fù)。該項目總投資3億元,占地面積超過30畝,可實現(xiàn)年產(chǎn)46系列電池1800萬只/年,項目目前處于設(shè)備安裝調(diào)試階段。新一代年產(chǎn)1GWh全極耳46135LFP電池產(chǎn)線將于春節(jié)前實現(xiàn)量產(chǎn)。

恒泰科技總經(jīng)理白文平在沙龍上透露了該項目的最新進度。恒泰的工藝、產(chǎn)線和設(shè)備設(shè)計充分吸取了特斯拉等電池廠的經(jīng)驗,并選擇了業(yè)內(nèi)各專業(yè)排名前三的優(yōu)秀設(shè)備商進行合作,產(chǎn)線將在2024年春節(jié)前實現(xiàn)量產(chǎn)。

產(chǎn)品定義上,恒泰科技選擇了46135(即直徑46mm、高135mm)LFP全極耳電池。

和汽車應(yīng)用領(lǐng)域的4680和4695電芯略有不同,恒泰科技的46135LFP電池的結(jié)構(gòu)特點為全極耳、雙極柱、雙防爆閥和全激光焊接工藝成型。據(jù)白文平介紹,全極耳是46大圓柱實現(xiàn)所有優(yōu)異性能的基礎(chǔ),雙極柱則是為了滿足更多小型儲能、戶用儲能和其他系統(tǒng)集成商的需求;雙防爆閥的設(shè)計,可以在特殊情況下通過快速泄壓來保證安全。目前,公司已擁有21項自主技術(shù)專利,其中14項獲得授權(quán)。

基于以上先進技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計,恒泰科技46135LFP電池具備了安全性好、一致性高、循環(huán)壽命長、低溫升等顯著優(yōu)勢。

在安全性方面,由于采用了全極耳工藝,該產(chǎn)品可實現(xiàn)超低內(nèi)阻,其內(nèi)阻均值在0.95毫歐。內(nèi)阻值分布在0.92-1.1毫歐區(qū)間的測試結(jié)果,低于行業(yè)內(nèi)已量產(chǎn)的4680和4695產(chǎn)品;是基于前一代圓柱技術(shù)的圓柱產(chǎn)品內(nèi)阻的1/10~1/20。雙極柱的選用和鋁制殼體的不帶電外部結(jié)構(gòu)設(shè)計,可有效降低電池在Pack和系統(tǒng)集成過程特別是小高壓系統(tǒng)制造運行中短路的風(fēng)險;選擇磷酸鐵鋰作為產(chǎn)品的電化學(xué)體系,保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定和安全。

據(jù)白文平介紹,恒泰46135LFP電池已完成了所有的安全性能測試,預(yù)計在年底前完成滿足全球市場的所有細(xì)分專業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)證并獲得證書。

在產(chǎn)品性能一致性上,恒泰46135LFP電池在配料、勻漿、涂布、卷繞、組裝等制造環(huán)節(jié)實現(xiàn)了精準(zhǔn)控制;全自動化制造、全產(chǎn)線CCD和AI精確識別監(jiān)測的配備,提高了裝配和制造過程的精度。在已經(jīng)小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中,通過4個批次200顆電池的抽檢,數(shù)據(jù)結(jié)果表明,產(chǎn)品的一致性已達(dá)到電壓波動范圍為±0.015伏(±0.5%)、內(nèi)阻波動范圍為±0.15毫歐、容量波動范圍在±0.24Ah(±1%)的水平,是目前各種電芯品種中性能一致性較高的產(chǎn)品。

在循環(huán)壽命上,恒泰科技通過自修復(fù)電解液技術(shù)、呼吸式循環(huán)注液技術(shù)、保證內(nèi)阻更低的超離子與電子復(fù)合導(dǎo)電技術(shù)、納米化正極包覆及鋰摻雜技術(shù)等的綜合應(yīng)用,加上46大圓柱結(jié)構(gòu)本身內(nèi)應(yīng)力分布均勻的特點,能夠保證經(jīng)過長壽命的循環(huán),也不會出現(xiàn)局部膨脹或長時間循環(huán)引起的電池壽命問題。

經(jīng)測試,恒泰科技46135LFP電池在1C/1C充放倍率條件下可實現(xiàn)4000次循環(huán),1C/2C充放倍率下則可實現(xiàn)3000次以上的循環(huán),顯著高于目標(biāo)細(xì)分市場的其它同類電池產(chǎn)品,可以有效降低用戶在電池全生命周期的使用成本。

恒泰科技通過使用全極耳結(jié)構(gòu)技術(shù)以優(yōu)化結(jié)構(gòu)仿真、應(yīng)用網(wǎng)狀覆合導(dǎo)電技術(shù)等,幫助46135LFP電池實現(xiàn)0.9-1.1毫歐的超低內(nèi)阻特性,使產(chǎn)品具有充放電低溫升的特質(zhì)。實際測試結(jié)果顯示,在5C充電倍率條件下,電池最高升溫至60度;在3C、2C、1C充電倍率條件下的最高溫升不超過20度。電池低溫升的特質(zhì),可以使系統(tǒng)集成熱失控管理更為容易、運行成本更低。

在快速充放上,恒泰科技通過全極耳結(jié)構(gòu)降歐姆極化,采用新型快離子導(dǎo)電技術(shù),采用正極納米化碳包覆技術(shù)等,加強了全極耳結(jié)構(gòu)優(yōu)勢基礎(chǔ)上的電化學(xué)體系保證。

綜合以上優(yōu)勢,恒泰科技的46135LFP大圓柱已具備了針對產(chǎn)品目標(biāo)細(xì)分市場的強大競爭力。46135LFP大圓柱電池產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用細(xì)分市場分為儲能和動力兩大方向。

首先在儲能方面,46135LFP電池的結(jié)構(gòu)和體系安全性、一致性以及容量定義,適合于普通的戶用儲能系統(tǒng)集成,用于800V-950V小高壓系統(tǒng)集成技術(shù)制造的200kWh-30kWh容量水平的戶儲系統(tǒng)有非常大的優(yōu)勢。對于便攜式儲能產(chǎn)品,該46135比前一代圓柱產(chǎn)品更安全、能量密度比更高、可快充快放、全生命周期的成本更低,是這類應(yīng)用非常好的一個選擇。

其次在動力方面,可拓展的目標(biāo)細(xì)分市場包括A00級乘用車,電動兩/三輪車、電動輕卡、工業(yè)機器人等小動力、特種車(船)等應(yīng)用領(lǐng)域。恒泰科技46135LFP電池的安全性、大倍率快速充放、循環(huán)壽命長等特性,對于提高應(yīng)用產(chǎn)品的資產(chǎn)利用率、降低全生命周期運營成本有非常大的幫助。比如在電動兩輪車換電領(lǐng)域,該電池可以大幅降低換電企業(yè)的資產(chǎn)持有規(guī)模,降低運營成本,惠及行業(yè)中超過1億的外賣配送個體。另外,在工程車輛方面,也正以大圓柱技術(shù)為載體,開發(fā)6C放電技術(shù)的電化學(xué)平臺,助力實現(xiàn)該應(yīng)用領(lǐng)域動力系統(tǒng)的革命性突破。

未來,恒泰科技的大圓柱電池還將結(jié)合高鎳高硅體系、鈉電體系、大倍率鐵鋰體系等新技術(shù)的研發(fā)和制造,發(fā)揮其本身的結(jié)構(gòu)特點優(yōu)勢和競爭力,進一步拓寬其適用的應(yīng)用領(lǐng)域和細(xì)分市場空間。


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