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行业新闻

起底EnerSpeedy超级铁锂电池 看CATL如何做快充动力电池创新?

分类  行业新闻    发布时间:  2018/04/07

      让动力电池兼顾高能量密度与快充特性,是解除消费者里程焦虑的重要途径,也是业界一直在努力探索的课题。宁德时代(下称“CATL”)凭借超强研发实力,率先给出了极具创新的解决方案。


      3月26日,电动汽车大功率充电试点专题研讨会在宁德成功召开。来自于中国电力企业联合会、中国汽车技术研究中心、中国充电联盟等多家行业机构,国内外知名整车企业,充电设施及连接器生产企业的50余名专家代表共同参与了会议讨论。


      在会议现场,CATL向参会代表展示了采用“超级铁锂+高能量密度快充石墨”体系的EnerSpeedy超级铁锂电池的充电过程。该产品是60Ah的超级铁锂电池,可进行5C充电,演示过程用时7分12秒,就完成了20%至80%的充电,而20%到100%充电,仅耗时13分8秒。


      CATL打破常规,突破了磷酸铁锂—石墨体系不能快速充电的技术瓶颈,在保持磷酸铁锂高能量密度、高安全性、长寿命等优点基础上,实现了5C倍率快速充电。CATL EnerSpeedy超级铁锂电池的综合性能得到了参会专家的高度认可。


      能量密度方面,CATL超级铁锂电池系统能量密度也比较有优势,其中,5C速能型产品在70Wh/kg以上,3C高能型产品在115Wh/kg以上,而市场上常见的快充电池系统能量密度仅在40-60Wh/kg之间。能量密度高意味着配备相同重量的电池包,可以大大提高电动车续航里程,减少充电次数。


      循环寿命方面,考虑到公交车应用工况比较苛刻,平均每天满充满放次数约2次,粗算下来,满足8年运营需求,电池循环需要5600次以上。CATL开发的超级铁锂电芯循环寿命可达10000循环,不仅能完全满足电动车运营需求,电动车退役后还可用于储能等梯次利用,给客户带来更多经济价值。


      耐候性方面,为满足北方冬天低温充电和南方夏天高温工况的要求,CATL专门开发了高效热管理系统,确保电池处于合理的温度区间。低温时可快速为电芯加热,温度达到要求即可开启快充模式;高温时,系统会给电芯降温,真正做到“全气候”的快充。


      正因如此,CATL的快充超级铁锂电池得到了本次参会代表的高度认可,多家整车企业表示将积极推动与CATL在大功率充电产品方面开展合作。


      技术上,CATL到底如何实现这一套创新快充解决方案的突破?


      众所周知,普通化学体系的电池在快充时,负极会产生副产物,从而影响电芯的循环和稳定性,只能采用可承受快充大电流的负极材料来做到快充。所以在很多人的认知中,“磷酸铁锂+石墨”体系似乎不太适合用于快充电池。


      对此,CATL快充项目负责人王博士解释,快充的重点在负极,而对于正极的选择,无论是选三元还是选择磷酸铁锂,都不会影响快充的性能发挥,还有它的可靠性。所以快充技术的核心,在于通过化学体系及设计优化,加速锂离子在正负极间移动的速度,减少或者阻断负极副产物的产生。


     “但说磷酸铁锂不适合做快充,又有一定的道理,因为传统的磷酸铁锂导电性比较差,造成快充时发热。”王博士补充道,所以针对以上两个问题,CATL通过深入的技术研究,创新性地给出了解决方案。


      在负极石墨表面,CATL采用了“快离子环”技术修饰,修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性,快充时负极不再出现副产物,所以大大提高锂离子在石墨层的嵌入速度,从而实现优异倍率性能、高能量密度及长循环寿命。


      此外,CATL开发的快充产品搭载自主研发的热管理系统,准确设定不同温度和SOC下的“健康充电区间”,极大拓宽锂电池的运营温度,从而实现“全气候”快充。


     CATL超级铁锂快充产品已经批量应用,积累了丰富的应用经验,目前已有2600余台搭载CATL超级快充产品的电动大巴在市场上运行,运行状态良好,得到了整车企业和公交用户的好评。


      除此之外,CATL也开发了用于乘用车的基于三元体系的快充电池,实现15分钟内SOC从5%充电到85%,能量密度190Wh/kg,循环寿命超过2500次,下一步在保证4C快充前提现,能量密度可继续提升至210Wh/kg。该快充技术将首先用于电动出租车市场,实现350KM续航、30分钟内完成充电。目前多家乘用车企业正与CATL开展快充产品开发的合作。


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