比克樊文光:大圆柱电池开启长续航电动车发展新纪元,应用场景包括乘用车和商用车
在近日召开的2023中国电动汽车百人会论坛上,深圳市比克动力电池有限公司(以下简称“比克电池”)副总裁樊文光博士发表了主题演讲。他表示,大圆柱动力电池正牵动电动车产业链全局,助推迈入700-1000公里续航的电动车发展新纪元。
在随后接受媒体线上采访时,樊文光博士特别对卓众商用车网编辑强调,大圆柱电池有着非常广泛的应用场景,在技术提升的背景下,它拓宽了整个圆柱形态电池的场景适配性。具体来讲,除了乘用车之外,大圆柱动力电池在商用车、特种车,包括公共服务车辆,还有重卡、矿车、农机用车等等领域,都会拥有很多的客户资源。
中国汽车工业协会最新统计显示,2022年我国新能源汽车持续爆发式增长,产销分别完成705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%,连续8年保持全球第一。其中,纯电动汽车销量536.5万辆,同比增长81.6%;插电式混动汽车销量151.8万辆,同比增长1.5倍。
但是,电动汽车产业在快速发展的同时,对标燃油车仍然存在着电池安全、里程焦虑、充电不便和保值率低等短板。面对着行业的痛点问题,众多头部车企纷纷将目光对准大圆柱动力电池。据樊文光介绍,目前包括特斯拉、通用、宝马、江淮汽车、蔚来汽车等中外车企都在积极布局大圆柱动力电池,全球至少10家头部动力电池企业已开启相关项目研发,其中处于顶尖水平的企业生产效率已达到300PPM,良率达到90%以上,单线年产能高达10GWh。
与同类使用场景的动力电池相比,大圆柱的优越性在哪里?樊文光表示,大圆柱被行业视为“六边形选手”,各方面性能是最均衡的,是补齐新能源汽车短板的有力武器。
高安全性——可以支持更高能量密度的化学体系
动力电池的安全性是性能的基础。根据樊文光的介绍,在目前几种主流形态中,圆柱电芯安全性相对较高,高安全上限使得它可以支持更高能量密度的化学体系。圆柱是电芯可以采用的最耐压的结构,且大圆柱多采用钢材,单体能量相对较小,定向泄压可靠,蜂窝状的排布保障了间隙隔热。因此,大圆柱的安全性极高,非常便于热管理。同时,圆柱电芯生产的自动化水平也相对较高,这就保证了圆柱电池生产的高效率和单体的一致性,从另外一方面来说,也降低了生产成本及研发成本。
高适配性——兼容不同的化学体系和应用场景
樊文光在2023中国电动汽车百人会论坛上介绍,大圆柱电池一个非常核心的优势就是对应不同的平台,都会有一个比较好的兼容性。
大圆柱电池因为呈圆柱形态,形成了一个最好的压力容器。目前电池行业涉及的所有的化学体系——全固态电池、半固态电池、高镍三元、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钠电池,包括负极材料如锂金属、石墨+硅、纯石墨等,都能装载进大圆柱动力电池,为行业的创新发展提供了更多可能。
不同的化学体系决定了电池适配的领域和能量密度。根据樊文光的分析,如果电动汽车能够达到燃油车的功能,电池的化学体系需要用到高镍三元加硅负极起步,也会涉及到半固态、全固态电池;而用在经济型电动车的动力电池是磷酸铁锂、钠电池等,也可以适配两轮车,甚至包括飞机、船、商用车、特种车、农用车等。
据悉,大圆柱电池的产线在生产时切换化学体系几乎不需要额外成本。
樊文光表示,正是因为大圆柱电池的兼容性很高,意味着这一产品技术有着非常广泛的应用场景。除了乘用车之外,大圆柱电池在商用车、特种车,包括公共服务车辆,还有重卡、矿车、农机用车等等,都会有很多的客户需求。
樊文光强调说,大圆柱电池不是乘用车的专属,它在技术提升的背景下拓宽了整个圆柱形态电池的场景适配性。大圆柱电池的高安全、高能密、高功率、低成本等优势,可以匹配到任何有相应需求的领域,除了车电,甚至可以扩大到储能,乃至飞机、船舶、航天等方方面面。
高创新性——比克先人一步进入大圆柱电池产业
作为十余年来始终专注于动力电池研发的创新型企业,深圳市比克动力电池有限公司在业内率先开启大圆柱动力电池的产业化进程。
樊文光坦率地说,电动车想要取代燃油车,光靠政策导向和补贴是无法实现真正意义上的替代。而大圆柱动力电池就是帮助电动汽车从第二代过渡到第三代,能够实现和燃油车同样的使用性能,之后的任务就是降低制造成本。
据悉,自2021年初在国内率先发布全极耳大圆柱电池至今,比克电池在大圆柱电池技术研发和市场化推进上持续领先。2023年1月28日,比克电池生产基地正式落户常州。常州生产基地项目计划总投资130亿元,总占地面积450亩,规划建设30GWh大圆柱电池产线及国际化研发中心。
作为一个具有迭代创新意义的动力电池产品,大圆柱电池的制造工艺难度不亚于研发过程。对此,比克电池也向行业贡献了独家的智慧解决方案。
据樊文光介绍,大圆柱电池生产工艺的主要难点是装配。如何把卷芯、壳盖,以及电池内部的元器件高效高速地装配起来,这对制造企业来说是具有挑战性的难题。尤其是焊接工艺虽然听起来很传统,但其实直到最近五年,激光焊接、超声焊接技术才得到广泛应用,产品稳定性很高的激光焊接和超声焊接的设备供应商很少。但可喜的是,比克采用的创新性焊接工艺完全满足产品的技术需求。
得益于领先的研发和制造能力,比克推出的大圆柱动力电池帮助主机厂实现了车电的安全高效快充。据了解,通过各方面的优化,比克公司2021年交付给客户的大圆柱电池,已经达到电量从10%升至80%仅需充电12分钟。此外,在最被电动汽车用户诟病的低温充电难方面,比克大圆柱动力电池可以做到在零下20度的状态下,实现15分钟内把电量充到80%,有力证明了大圆柱电池快充水平已经达到非常先进的程度。
相对目前市场上普遍采用的方形电池,大圆柱电池的形态天然造成电池之间贴不紧、有空隙。对此,樊文光表示,确实有一些空间没被很好利用,但是从另一方面看,电池贴不紧的形态也保证了整包的安全。比克电池通过优化工艺,可以做到无论采用何种化学体系、无论电池内部的气压有多大,都能保证圆柱电池稳固在束缚范围内,壳壁不会受到损伤或者是变形;相对多出的空隙能够保证电池之间互相隔离,在单只电池出现问题的时候,不会影响周围的电池出现连锁反应,可以把危险的苗头限制在一个非常小的范围。
高发展性——行业联合协同攻关
在2022年的中国电动汽车百人会论坛上,樊文光曾经发表演讲,预测2025年大圆柱动力电池会占到全球动力电池30%以上的市场份额。一年后,樊文光不仅依旧坚定这个判断,而且认为从2026年开始到2030年左右,大圆柱电池基本上会成为电动汽车的标配。
比克电池为此也制定了相应的市场推进策略。樊文光介绍说,根据当前主机厂对媲美燃油车的六边形选手——大圆柱动力电池的需求,比克将推出代表性首代产品,于2024年开始量产,其能量密度将达280Wh/kg以上,同时支持4C快充。这个高性能路线首先会向着轻量化和化学体系持续优化的方向迭代,达到300Wh/kg以上;同时会在3年内,推出能量密度超过330Wh/kg的准固态产品。此外为了满足经济型市场的需求,比克电池也会结合圆柱电池兼容性好的优势,同步推出相同平台的低成本系列产品。
据樊文光分析,目前大圆柱电池行业的整体开发水平仍处在从设计验证阶段到量产的筹备阶段,已经进入了技术研发的深水区,需要攻坚的难题还很多。
樊文光表示,作为一个新生事物,大圆柱动力电池的问世,为车电领域开辟了新的赛道。他呼吁行业要呼朋引伴,上下游产业一起协同,实现自主知识产权的突破,打破国外技术垄断的壁垒,以强大的优势助力电动汽车最终取代燃油车。
来源:卓众商用车/ 作者:孙红
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