7月6日,在上海嘉定舉辦的2023中國汽車論壇上,全球動力電池龍頭寧德時代首席科學(xué)家吳凱表示,寧德時代的新電池充10分鐘電,可續(xù)航400公里,有望在2023年推出。未來,寧德時代的電池產(chǎn)品將實現(xiàn)充電5到7分鐘,續(xù)航400公里。
(資料圖)
而在一個月之前,吳凱在宜賓出席2023年世界動力電池大會上,也透露了同樣的信息——公司對新產(chǎn)品的重視和滿意度可見一斑。
對于此產(chǎn)品是否就是4月的上海車展發(fā)布的4C麒麟電池,吳凱在此前并未對澎湃新聞記者的求證予以否認(rèn)。
今年4月,理想汽車發(fā)布純電解決方案,其表示,首款純電車型將成為全球首款搭載寧德時代4C麒麟電池的車型。理想汽車將提供800V超充的解決方案,實現(xiàn)充電10分鐘,續(xù)航400km。
澎湃新聞記者了解到,目前,國內(nèi)適用于純電車型已經(jīng)量產(chǎn)的快充電池中,最高的水平是小鵬G9汽車所使用的電池,800V平臺10分鐘快充續(xù)航250公里。
去年6月23日,寧德時代發(fā)布了第三代CTP(cell to pack)電池——麒麟電池。更準(zhǔn)確的說,麒麟電池是電池成組技術(shù)的革新。相比前兩代CTP技術(shù),麒麟電池完全取消模組形態(tài)設(shè)計,并通過冷卻結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化,使得電池安全性、壽命、快充性能以及比能量密度進(jìn)一步提升。
迄今為止,國內(nèi)實現(xiàn)麒麟電池裝車的車型有三款,包括極氪汽車旗下的極氪001和高端MPV車型極氪009,以及哪吒汽車6月中旬發(fā)布的哪吒S。
其中,極氪009ME版裝載的麒麟電池容量為140kWh,CLTC綜合工況續(xù)航里程為822km;極氪001WE版的麒麟電池容量為140kWh,CLTC綜合工況續(xù)航里程1032km,哪吒S的麒麟電池容量為117kWh,CLTC綜合工況續(xù)航里程1075km。
不難看到,這三款車型的麒麟電池主打一個續(xù)航里程,那么,麒麟電池為何也能夠?qū)崿F(xiàn)快充性能突破?
據(jù)吳凱此前介紹,為實現(xiàn)電池快充,一方面需要電芯層面的性能提升。對此,寧德時代的方法是提升電芯負(fù)極充電能力;降低電芯SEI膜阻抗;提升液相鋰離子傳輸速率;正極構(gòu)建高速鋰離子傳輸和超電子網(wǎng)改善溫升;提升隔膜內(nèi)鋰離子傳輸速率等。
另一方面,則需要在電芯成組結(jié)構(gòu)上有所創(chuàng)新。在吳凱看來,寧德時代的麒麟電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計,將電芯的換熱面積擴大了四倍,控溫時間縮短一半,有效阻隔電芯內(nèi)的異常熱量傳導(dǎo),對于快充非常友好。
麒麟電池拆解揭秘,如何適應(yīng)超級快充?
近日,國內(nèi)自媒體芝能汽車的拆解實驗室團隊拆解了極氪009ME版麒麟電池,揭秘了其獨特的水冷板和泄壓閥設(shè)計,進(jìn)一步解釋了麒麟電池如何能實現(xiàn)“對‘快充’非常友好”。
從外觀來看,麒麟電池的電池包頂部配備了厚重的緩沖泡沫,前端和后端則設(shè)置了多個壓力釋放閥。
麒麟電池包概覽
從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看,電芯部分取消了電池內(nèi)部的縱橫梁,空間被最大化利用。電芯被排列成六行,高壓部件被安置在電池包前端,通過橫梁與電池部分隔開,后部則使用獨立的冷卻板進(jìn)行冷卻。電芯頂蓋沒有泄壓閥,泄壓閥設(shè)置在底部。
在水冷結(jié)構(gòu)上,麒麟電池內(nèi)電芯—水冷板—電芯采用多種夾層。電池在電芯和水冷板間的凹槽內(nèi)填充了導(dǎo)熱發(fā)泡膠,從而提高電芯間的緩沖能力。電芯和水冷板之間用雙面膠連接,從而讓電芯和水冷板在表面存在初始力。冷卻板則采用了粉末噴涂絕緣。
“水冷板如何在電芯之間處理電芯彈性膨脹的問題,是麒麟電池的核心?!辈鸾鈭F隊說。
據(jù)另外一些業(yè)內(nèi)人士介紹,麒麟電池還在多功能彈性夾層內(nèi)搭建了微米橋連接裝置,可以配合電芯在充放電的過程中產(chǎn)生的輕微形變而進(jìn)行自由伸縮。
此外,為防止電池?zé)崾Э?,麒麟電池的電芯?cè)面采用了氣凝膠,防止電芯在縱向傳熱,電芯有兩個主要的散熱面,側(cè)面隔絕散熱,底部有專門的孔,來容納電芯的熱失控。
在電子電氣上,CCS部分通過FPC+NTC與鎳片焊接,連接到匯流排上,其表面覆蓋了熱防護絕緣材料。電芯底部設(shè)置了泄壓閥,與結(jié)構(gòu)膠直接粘合,從而增強了結(jié)構(gòu)強度。底部的阻膠防止結(jié)構(gòu)膠溢出到壓力釋放閥。電芯之間的微連接處則放置了氣凝膠,阻止了熱失控通道。泄壓閥的正對面設(shè)置了泄壓排煙孔,電池包下殼外側(cè)和底部護板之間則布置了云母板,用于防止熱失控。
根據(jù)寧德時代的此前的宣傳,麒麟電池的多功能彈性夾層、大面積水冷技術(shù)以及高壓與煙氣主動隔離技術(shù)是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的關(guān)鍵點。
拆解團隊總結(jié)說,“從拆解來看,多功能彈性夾層實際上是指水冷板涂上絕緣粉末配合絕緣膠帶和導(dǎo)熱發(fā)泡膠,采用雙面膠和電芯粘結(jié)以后起到支撐、隔熱和冷卻的作用。大面水冷技術(shù)采用了將水冷板布置在電芯側(cè)面的設(shè)計布局,其目的是增加散熱面積和降溫效率,提高了快充場景下的充電速度和溫度均勻性。在熱失控場景下,這種設(shè)計的實際效果還需要以后有機會做試驗確認(rèn)?!?/p>
“高壓與煙氣主動隔離技術(shù)則通過將防爆閥放置在電芯底部,實現(xiàn)定向泄壓,避免高壓和煙氣相互干涉,保障電池的安全。云母防護罩在電芯底部起到阻止高溫沖擊和隔熱的作用,防止電芯熱失控擴散。這一設(shè)計與4680電池的設(shè)計非常相似?!辈鸾鈭F隊說。
“從邏輯上來看,這是一款在化學(xué)構(gòu)成和結(jié)構(gòu)設(shè)計上都與特斯拉的4680大圓柱電池有很大相似性的產(chǎn)品,使得方殼電池與圓柱電池在設(shè)計上達(dá)到了一種融合?!辈鸾鈭F隊說。
值得注意的還有極氪009版麒麟電池的電芯,電芯尺寸為39*200*120mm,重量為2.2737KG,電芯的能量密度估算285WH/kg,電芯的容量為182.5AH,小容量方便400V和800V兼容,電池包總?cè)萘繛?40KWH,整包標(biāo)稱容量為365 AH,成組方式是2P108S構(gòu)成400V電壓系統(tǒng),如果切換成800V電壓,可以進(jìn)行串聯(lián)切換。
極氪009版麒麟電池的電芯采用正極材料高鎳和負(fù)極材料摻硅的體系,據(jù)澎湃新聞記者了解,支持快充的4C麒麟電池電芯采用的是正極材料中鎳體系,這能夠使得電池在高壓和大電流的沖擊下,性能更加穩(wěn)定。
(文章來源:澎湃新聞)
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