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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,預計到2027年,全球大圓柱鋰電池市場(chǎng)出貨量將達到300GWh,未來(lái)5年市場(chǎng)增長(cháng)空間將超35倍。

目前,開(kāi)發(fā)布局大圓柱電池的企業(yè)已超過(guò)30家,終端則多面向儲能及低電量動(dòng)力市場(chǎng)(如鋰電輕型車(chē)等)。結合設備開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)建設的周期來(lái)看,2024年將是國內大圓柱電池產(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)展藍皮書(shū)》的同時(shí)并介紹了以上數據和判斷。

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在市場(chǎng)空間增長(cháng)、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(hù)和細分市場(chǎng)需求出發(fā),從2020年開(kāi)始組織專(zhuān)門(mén)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(xiāo)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。該項目總投資3億元,占地面積超過(guò)30畝,可實(shí)現年產(chǎn)46系列電池1800萬(wàn)只/年,項目目前處于設備安裝調試階段。新一代年產(chǎn)1GWh全極耳46135LFP電池產(chǎn)線(xiàn)將于春節前實(shí)現量產(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(jìn)度。恒泰的工藝、產(chǎn)線(xiàn)和設備設計充分吸取了特斯拉等電池廠(chǎng)的經(jīng)驗,并選擇了業(yè)內各專(zhuān)業(yè)排名前三的優(yōu)秀設備商進(jìn)行合作,產(chǎn)線(xiàn)將在2024年春節前實(shí)現量產(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(chē)應用領(lǐng)域的4680和4695電芯略有不同,恒泰科技的46135LFP電池的結構特點(diǎn)為全極耳、雙極柱、雙防爆閥和全激光焊接工藝成型。據白文平介紹,全極耳是46大圓柱實(shí)現所有優(yōu)異性能的基礎,雙極柱則是為了滿(mǎn)足更多小型儲能、戶(hù)用儲能和其他系統集成商的需求;雙防爆閥的設計,可以在特殊情況下通過(guò)快速泄壓來(lái)保證安全。目前,公司已擁有21項自主技術(shù)專(zhuān)利,其中14項獲得授權。

基于以上先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品設計,恒泰科技46135LFP電池具備了安全性好、一致性高、循環(huán)壽命長(cháng)、低溫升等顯著(zhù)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(shí)現超低內阻,其內阻均值在0.95毫歐。內阻值分布在0.92-1.1毫歐區間的測試結果,低于行業(yè)內已量產(chǎn)的4680和4695產(chǎn)品;是基于前一代圓柱技術(shù)的圓柱產(chǎn)品內阻的1/10~1/20。雙極柱的選用和鋁制殼體的不帶電外部結構設計,可有效降低電池在Pack和系統集成過(guò)程特別是小高壓系統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)品的穩定和安全。

據白文平介紹,恒泰46135LFP電池已完成了所有的安全性能測試,預計在年底前完成滿(mǎn)足全球市場(chǎng)的所有細分專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的認證并獲得證書(shū)。

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)節實(shí)現了精準控制;全自動(dòng)化制造、全產(chǎn)線(xiàn)CCD和AI精確識別監測的配備,提高了裝配和制造過(guò)程的精度。在已經(jīng)小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中,通過(guò)4個(gè)批次200顆電池的抽檢,數據結果表明,產(chǎn)品的一致性已達到電壓波動(dòng)范圍為±0.015伏(±0.5%)、內阻波動(dòng)范圍為±0.15毫歐、容量波動(dòng)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(guò)自修復電解液技術(shù)、呼吸式循環(huán)注液技術(shù)、保證內阻更低的超離子與電子復合導電技術(shù)、納米化正極包覆及鋰摻雜技術(shù)等的綜合應用,加上46大圓柱結構本身內應力分布均勻的特點(diǎn),能夠保證經(jīng)過(guò)長(cháng)壽命的循環(huán),也不會(huì )出現局部膨脹或長(cháng)時(shí)間循環(huán)引起的電池壽命問(wèn)題。

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

恒泰科技通過(guò)使用全極耳結構技術(shù)以?xún)?yōu)化結構仿真、應用網(wǎng)狀覆合導電技術(shù)等,幫助46135LFP電池實(shí)現0.9-1.1毫歐的超低內阻特性,使產(chǎn)品具有充放電低溫升的特質(zhì)。實(shí)際測試結果顯示,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(guò)20度。電池低溫升的特質(zhì),可以使系統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(guò)全極耳結構降歐姆極化,采用新型快離子導電技術(shù),采用正極納米化碳包覆技術(shù)等,加強了全極耳結構優(yōu)勢基礎上的電化學(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)品目標細分市場(chǎng)的強大競爭力。46135LFP大圓柱電池產(chǎn)品的目標應用細分市場(chǎng)分為儲能和動(dòng)力兩大方向。

首先在儲能方面,46135LFP電池的結構和體系安全性、一致性以及容量定義,適合于普通的戶(hù)用儲能系統集成,用于800V-950V小高壓系統集成技術(shù)制造的200kWh-30kWh容量水平的戶(hù)儲系統有非常大的優(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(lèi)應用非常好的一個(gè)選擇。

其次在動(dòng)力方面,可拓展的目標細分市場(chǎng)包括A00級乘用車(chē),電動(dòng)兩/三輪車(chē)、電動(dòng)輕卡、工業(yè)機器人等小動(dòng)力、特種車(chē)(船)等應用領(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(cháng)等特性,對于提高應用產(chǎn)品的資產(chǎn)利用率、降低全生命周期運營(yíng)成本有非常大的幫助。比如在電動(dòng)兩輪車(chē)換電領(lǐng)域,該電池可以大幅降低換電企業(yè)的資產(chǎn)持有規模,降低運營(yíng)成本,惠及行業(yè)中超過(guò)1億的外賣(mài)配送個(gè)體。另外,在工程車(chē)輛方面,也正以大圓柱技術(shù)為載體,開(kāi)發(fā)6C放電技術(shù)的電化學(xué)平臺,助力實(shí)現該應用領(lǐng)域動(dòng)力系統的革命性突破。

未來(lái),恒泰科技的大圓柱電池還將結合高鎳高硅體系、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)揮其本身的結構特點(diǎn)優(yōu)勢和競爭力,進(jìn)一步拓寬其適用的應用領(lǐng)域和細分市場(chǎng)空間。