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                        軟包疊片的堅持
                        發布時間:2022-09-08 16:23:00
                        關鍵詞:動力電池

                          “韌性”,正在成為當前企業的關鍵詞之一,而支撐起這兩個字的是一家企業的長遠戰略和長期堅持。就如張磊在《價值》一書中所言:“于企業和企業家而言,長期主義是一種格局,幫助企業拒絕狹隘的零和游戲,在不斷創新、不斷創造價值的歷程中,重塑企業的動態護城河?!?/p>

                          正是對軟包疊片技術路線的堅持,孚能科技的“護城河”越筑越深,“韌性”也愈發明顯。

                          新能源車市場的快速發展,也促進動力電池行業快速革新。圓柱和方形電芯制造商層出不窮的新技術、新名詞頗受關注,相比之下,軟包疊片電芯則低調一些,進行著務實的技術遞進,近年來的創新主要集中在材料體系,如高鎳三元體系的量產、硅碳負極的應用等。然而,花開總有時。作為軟包動力電池的領先者,孚能科技計劃于9月9日正式發布全新動力電池解決方案,用創新設計和應用,帶來一次顛覆性的技術變革。

                          為什么疊片更具優勢?

                          眾所周知,動力電池的技術路線紛繁復雜。除了正極材料的區分外,按電芯的封裝方式可分為圓柱、方形、軟包三種;制成工藝上又可分為卷繞和疊片兩種,其中圓柱以卷繞為主,方形和軟包雖然都適用卷繞和疊片,但目前方形仍以卷繞為主。

                        【孚能科技發布會預熱稿】軟包疊片的堅持

                          從出貨量上看,卷繞是“貨真價實”的主流。

                          卷繞通過固定卷針的卷繞,將正極極片、隔膜、負極極片按照順序卷繞積壓成圓柱形、橢圓形或方形,再放入方形或圓柱的金屬外殼中。該工藝起步于上世紀90年代,經過近30年的發展,已經形成更為成熟的技術體系,在電芯一致性和成本控制方面都有較大優勢。

                          疊片則是將正負極極片按一定尺寸裁切,然后將正負極片、隔膜交替疊合成電芯。相較于卷繞,疊片需要將極片與隔膜裁切成片,不僅工序上更為繁瑣,且裁切過程中容易出現斷面、毛刺等問題,影響極片分切的良率;單位面積內的疊片效率低于卷繞,故需要多工位疊片,設備資金投入更多。

                          但從電芯性能上看,疊片制成的電芯更為出色,而卷繞有著難以逾越的“鴻溝”?! ?/p>

                        【孚能科技發布會預熱稿】軟包疊片的堅持

                          一方面,正負極片和隔膜被卷繞制成電芯后,其兩側邊緣位置的電極存在較大曲率,在充放電過程中容易發生變形和扭曲,從而導致電芯性能下降甚至構成安全隱患;另一方面,由于放電過程中兩側電流分布不均,卷繞電芯的電壓極化較大,導致其放電電壓不穩。

                          與卷繞不同,疊片工藝的原理決定了電芯的正負極片和隔膜不會在制造過程中發生彎曲,能夠充分展開堆疊在一起。這不僅能減少電芯內阻、提升電芯功率,更重要的是,平整穩定的界面讓極片能夠同步收縮膨脹,讓變形和電場變得均勻,使得電芯內部電子移動更容易,從而實現更快的充放電速度。

                          因此,在相同體積下,疊片電芯的能量密度較卷繞要多約5%,并且具備更長的循環壽命。

                          除了性能外,疊片電芯的安全性也更好。以孚能科技的軟包疊片電芯為例,其針刺實驗能夠無明火甚至無煙,表現出高度的安全性。其中的奧秘就在于“熱”。卷繞電芯主要是沿卷軸方向散熱,加上卷繞層數較多,其傳熱散熱的效果都不理想;疊片電芯憑借較少的極片堆疊層數和更大的表面積,傳熱散熱效果明顯,電芯熱穩定性得到增強。

                          總結來看,疊片工藝在能量密度、安全性、充放電效率方面要優于卷繞工藝。

                          堅持正確的研判

                          前路不通卻要頭撞南墻,這叫固執;前路可通但要披荊斬棘,這是堅持。兩者的區別在于是否為正確的方向和目標而堅持,但深層次的差異是決斷正確方向和目標的判斷力。

                          作為國內為數不多長期堅持疊片工藝,始終追求高品質電芯的鋰電池企業,孚能科技所堅持的軟包疊片技術路線正在逐步被市場和行業驗證其正確性。

                          隨著動力電池電芯高能量密度、大容量、大模組、長薄化的發展趨勢愈發明顯,疊片工藝已經受到了寧德時代、比亞迪、中創新航等鋰電池企業的青睞,國際車企巨頭也紛紛將目光鎖定疊片工藝。

                          孚能科技之所以堅持,在于其掌舵者王瑀博士。

                          公開信息顯示,王瑀博士先后擔任NEC Moli Energy的研發科學家和PolyStor Corporation的電芯總設計師,之后創立孚能科技,并率先在科創板上市,自上世紀90年代就深度參與動力電池的研發和產業化過程?!败洶B片+三元”的技術路線,是其與團隊在進行大量市場調研和技術評估,結合未來發展趨勢和產品需求所制定的。

                          除疊片制成電芯的性能更好外,采用鋁塑膜的軟包封裝還具備“三高一低”的優勢,即散熱效果好、極端情況不失控的高安全性,重量更輕、體積利用率更優的高能量密度,按需定制、多種空間布置的高靈活性以及更低的理論成本。

                          軟包和疊片雙重優勢的疊加,加上三元材料體系的能量密度優勢,孚能科技的產品性能一直處于行業領先地位。

                          能量密度上,孚能科技已量產285Wh/kg的高鎳三元電芯和188Wh/kg的電池系統,均高于主要競爭對手,330Wh/kg的下一代電芯也具備量產狀態。

                        【孚能科技發布會預熱稿】軟包疊片的堅持

                        【孚能科技發布會預熱稿】軟包疊片的堅持

                          值得關注的是,330Wh/kg電芯榮獲USCAR年度團隊成就并得到極高評價,被USCAR譽為“迄今為止驗證過的最佳電池技術”和”首屈一指的成功案例”,被視為下一代動力電池的應用典范。

                          安全性上,孚能科技在2020年就實現了電池系統熱失控后的“永不起火”,即在觸發第一個電芯失控后的24小時內,電池系統未出現起火并逐漸恢復到安全的常溫狀態。這項成熟的熱失控技術已被孚能科技廣泛應用,目前高鎳體系量產項目已經達到了遠超國家熱失控標準的安全水平,實現高鎳體系的“永不起火”安全等級。

                          在孚能科技的產能規劃中,可以清晰看到公司對軟包疊片技術路線的堅持。

                          8月1日,孚能科技與贛州市經開區管委會簽訂《投資合作意向協議書》,總投資185億元的30GWh新產能落地,其中一期規劃建設的18GWh初步規劃為生產三元軟包動力電池。8月底,孚能科技再度牽手贛州市經開區,簽約落地年產9GWh動力電池模組、PACK及電芯生產線。

                          事實上,隨著國內動力電池企業扎堆方形或圓柱時,同質化的技術路線帶來的專利等風險越來越多,專注于軟包疊片的孚能科技則規避了這些不必要的風險。隨著動力電池從液態向半固態過度并最終邁入全固態時代,彼時的正負極片已無法被卷繞成團,疊片工藝不可替代,而優異的安全性及強度無需過度包裝,一張輕薄的鋁塑膜足矣。

                        稿件來源: 電池中國網
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