實(shí)現(xiàn)10C快充，電池的“這個材料”非常重要
超快充成為眾車企和電池廠商技術(shù)角逐的焦點(diǎn)。今年3月，比亞迪發(fā)布“兆瓦閃充”系統(tǒng)，推出全球首個量產(chǎn)乘用車全域千伏高壓架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最大充電功率1MW(即1000kW)的突破，最高充電倍率達(dá)到10C。同是3月，孚能科技發(fā)布其全新大軟包超快充電池系統(tǒng)解決方案，依托獨(dú)創(chuàng)的SPS超級大軟包系統(tǒng)架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)6C快充。
今年年初，上汽通用汽車總經(jīng)理盧曉對外透露，上汽通用與寧德時代聯(lián)合推出的6C超快充磷酸鐵鋰電池，將于今年在新升級的奧特能準(zhǔn)900V平臺上投入使用，充電10分鐘可增加續(xù)航350km。此外，寧德時代將為尊界S800提供6C超充電池，使用三元電池材料體系，或?yàn)轺梓腚姵氐诙a(chǎn)品。
在此之前，億緯鋰能發(fā)布了具備6C快充能力的大圓柱電池新產(chǎn)品Omnicell全能電池，可實(shí)現(xiàn)電動汽車充電5分鐘續(xù)航300公里。據(jù)悉，億緯鋰能還推出能量密度高達(dá)320Wh/kg的eVTOL電池，能夠在10分鐘內(nèi)快速充電至80%。
據(jù)了解，正力新能發(fā)布的正力？騏龍半固態(tài)超長續(xù)航大圓柱電池，支持4C快速充電，充電10分鐘續(xù)航500公里;欣旺達(dá)發(fā)布的第三代閃充電池，充電峰值倍率達(dá)6C，平均充電4.5C，僅需10分鐘能充電至80%;力神電池推出5分鐘充電30-80%的4C超充鐵鋰PHEV電池，8分鐘充電10-80%的6C鐵鋰超充電池;國軒高科超快充產(chǎn)品G刻電池，可實(shí)現(xiàn)充電9.8分鐘補(bǔ)能80%，充電一刻鐘補(bǔ)能90%。
在車企應(yīng)用端，包括特斯拉、長安、吉利、小米、極氪、蔚來、理想、小鵬、寶馬、東風(fēng)、一汽紅旗、廣汽埃安等眾多國內(nèi)外車企，都加速與電池廠商綁定研發(fā)，4C-6C快充技術(shù)逐步覆蓋20萬-30萬元主流車型。
01
更快捷的鋰離子通道
為提升電池的快充性能，眾車企和電池廠商不斷嘗試新的設(shè)計(jì)和材料。隔膜作為電池的四大關(guān)鍵材料之一，對電池的充電效率有重要的影響。
“隔膜厚度薄、孔隙率大、透氣度高時，鋰離子從正極傳輸?shù)截?fù)極的阻礙就小，同時充電過程中的極化作用就小。”業(yè)內(nèi)人士指出，濕法涂覆隔膜以其更薄的厚度、更高的孔隙率和更均勻的孔徑分布，為電池快充提供了更便捷的通道。
據(jù)了解，比亞迪“兆瓦閃充”電池采用的就是孔隙率更高的？濕法涂覆隔膜，以？取代傳統(tǒng)的干法隔膜，通過納米級隔膜微孔設(shè)計(jì)，優(yōu)化鋰離子傳輸通道，能夠提升離子遷移效率？。結(jié)合電解液和電極材料的改進(jìn)，其隔膜內(nèi)阻可降低50%，從而減少了充電過程中的能量損耗和發(fā)熱？。
正力新能在行業(yè)內(nèi)首次推出的集高安全、高能量密度、高功率、快充于一體的“三高一快”飛行器電池，則采用高電導(dǎo)率電解液與高孔隙陶瓷涂覆隔膜，提升離子傳輸能力，降低阻抗，最終實(shí)現(xiàn)高功率快充性能。
據(jù)星源材質(zhì)透露，該公司在快充技術(shù)的研發(fā)上取得創(chuàng)新突破，率先量產(chǎn)新型涂層隔膜產(chǎn)品，具備高性能、高安全電池的市場放量優(yōu)勢。該公司研發(fā)的納米纖維涂覆隔膜、聚酰亞胺涂覆隔膜、芳綸涂覆隔膜，具有耐高溫、高強(qiáng)度和快浸潤的特點(diǎn)，能夠有效提高充電效率，降低電池?zé)崾Э貛淼娘L(fēng)險。
據(jù)桂林奇宏科技銷售總監(jiān)何方介紹，在鋰電池隔膜涂覆材料領(lǐng)域，奇宏科技已經(jīng)掌握四種納米纖維素的核心技術(shù)，已經(jīng)進(jìn)入頭部隔膜企業(yè)供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)批量穩(wěn)定供貨。
“納米纖維素混合氧化鋁涂覆隔膜，能顯著降低與電解液的接觸角，這表明隔膜對電解液具有更好的潤濕性。良好的潤濕性有利于電解液在隔膜表面的均勻分布，提高電解液的吸收率和保液率，從而加快鋰離子在電解液中的傳輸速度，提升電池的快充性能。”何方分析稱。
據(jù)恩捷股份透露，該公司研發(fā)了一系列適用于快充電池的高孔隙率高強(qiáng)度隔膜產(chǎn)品，目前正在積極投入力量研發(fā)第二代超薄高強(qiáng)隔膜產(chǎn)品，并且已經(jīng)具備快速大規(guī)模量產(chǎn)快充隔膜的能力。2024年恩捷股份涂覆隔膜年產(chǎn)能達(dá)80億平方米，其中快充專用產(chǎn)線占比30%。
02
絕佳的拍檔
“低成本、高能量密度、快充、長壽命、高安全，是未來鋰電池行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢?！敝胁目萍贾赋觯?、強(qiáng)度更高的基膜，疊加新型涂覆配方及工藝，將是打造差異化和定制化隔膜產(chǎn)品的核心要素。
對于快充隔膜技術(shù)而言，濕法+涂覆工藝是絕佳的拍檔。目前，業(yè)內(nèi)主流企業(yè)的濕法隔膜，通常都會采用涂覆的方案。今年4月，中材科技宣布，其控股子公司中材鋰膜擬在匈牙利投資1.14億歐元，建設(shè)年產(chǎn)能6.4億平米的濕法涂覆隔膜生產(chǎn)基地。
從市場應(yīng)用情況來看，對濕法涂覆隔膜的需求增長迅速，近年來不少隔膜訂單都以濕法涂覆膜為主。比如，去年12月星源材質(zhì)與大眾集團(tuán)旗下動力電池子公司簽訂定點(diǎn)協(xié)議，預(yù)計(jì)2025至2032年期間，將為后者累計(jì)供貨約20.9億平米濕法涂覆隔膜材料。
據(jù)中材科技預(yù)測，2025年全球市場對隔膜的總需求量，將達(dá)到300億-325億平米，其中濕法隔膜將占據(jù)主要份額，預(yù)測在240億-260億平米。之所以濕法隔膜增速迅猛，中材科技在分析時提及，“某大廠推出超級快充電池，干法不能較好解決問題”。
隨著濕法隔膜技術(shù)不斷取得突破，出于能量密度、快充等性能提升以及安全性考慮，市場對涂覆材料和工藝的應(yīng)用需求，也將大幅度增加。
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