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磷酸系电池续航可达700+公里,基于材料创新和结构创新

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导读:磷酸体系电池的续航,已经被电池企业抬到了700公里。当然,这并不是靠堆电池,而是基于材料创新和结构创新。

近日,瑞浦兰钧在其新品发布会上推出了“问顶电池”,基于方形磷酸铁锂材料,能量密度达到450Wh/L,可以让磷酸铁锂实现700km续航,产品将于明年交付。紧接着,蜂巢能源在行业会议上透露,公司将于2023年推出能量密度195Wh/kg的磷酸铁锂短刀新产品,续航可达700km。

8月27日,宁德时代董事长曾毓群对外表示,通过材料体系创新,宁德时代推出了M3P电池。M3P电池基于铁锂电池又不是铁锂,保持了磷酸铁锂高安全长寿命的特点,电芯能量密度提升了20%,非常具有竞争力。通过M3P+麒麟电池结构,可以满足700km续航这一主流市场车型。在与蜂巢能源的同一场会议上,中创新航透露,其已开发出OS高锰铁锂电池,结合PACK层面的创新,可以将磷酸盐系的电池续航提升到700km,“让600km~800km这一主流车型区间成本曲线的斜率变得更低一些。”

如果按照续航来划分,目前800km以上的属于小众高档车型市场;600km~800km属于主流电动车型市场,600km以下又是一个市场。当磷酸体系电池可以实现700km续航,凭借其成本和安全优势,无疑会加速电动汽车的普及。对于电池企业来说,通过成本更低的磷酸体系电池,抢占600km~800km这一市场,不仅是技术实力强劲的体现,更是未来在这一主流市场分得更大“蛋糕”的关键所在。

梳理目前几家企业磷酸体系电池实现700km续航的创新来看,各家企业路径并不一致,但主要是通过材料和结构创新来实现的,如提升磷酸铁锂能量密度、开发磷酸锰铁锂,或者其它基于铁锂的M3P等材料,亦或者通过PACK创新,或者兼而有之。但从各家企业规划落地、装车时间来看,明年将是各家企业大规模量产能提供700km续航的磷酸体系电池的一年。

瑞浦兰钧:“问顶电池”助力磷酸铁锂实现700km续航

瑞浦兰钧是通过“问顶电池”技术,提升同等电池体系中的体积能量密度和电池包利用率来实现的。据瑞浦兰钧介绍,问顶电池可以让方形磷酸铁锂电池的体积能量密度达到450Wh/L,远超当前400Wh/L行业水平,使得磷酸铁锂车型迈入700km续航门槛。基于该技术创新,同等体积下,电池容量可提升15%。

据了解,问顶电池,是瑞浦兰钧采用了“一种一体化焊接技术”,使得电芯内部结构实现了一体化的连接,把原有的顶部空间由15mm缩减到了8mm,使空间利用率有效提升7%以上。电池JR的顶部基本上和盖板的下底面很接近。这也是瑞浦兰钧为何将该款电池取名“问顶电池”的原因所在,通过结构创新,在电芯高度空间上获取提升电池容量的空间。另外,瑞浦兰钧2020年就实现了能量密度达180Wh/kg磷酸铁锂电池的量产和规模化配套应用。持续的技术更迭,结合“问顶”技术,轻松跃进磷酸体系700km续航“俱乐部”。

宁德时代:M3P+麒麟电池

据了解,M3P电池是宁德时代基于铁锂开发的新型材料体系电池,能量密度较现有铁锂提升20%左右,可达210Wh/kg,成本与磷酸铁锂电池相当。有人推测宁德时代M3P电池就是磷酸锰铁锂,不过被否认了。因为里面还掺杂了其它金属元素。据悉,M3P电池将是宁德时代未来乘用车解决方案的重要技术路线之一。宁德时代首席科学家吴凯表示,在700公里续航的主流新能源汽车市场,宁德时代的解决方案是M3P电芯+麒麟电池结构,这两种技术组合使用。曾毓群也表示,让电动汽车进入寻常百姓家,价格实惠、皮实耐用、无后顾之忧是王道。针对主流新能源汽车市场,“我们通过材料体系创新,推出了M3P电池,基于铁锂又不是铁锂,保持了磷酸铁锂高安全长寿命特点,电芯能量密度提升百分之二十,非常具有竞争力。”

蜂巢能源:磷酸铁锂能量密度将达195Wh/kg

在磷酸铁锂布局方面,蜂巢能源推行电动全域短刀化战略,目前已经量产的L600磷酸铁锂短刀电池可覆盖A0~B级以上市场,电量满足50~100kwh的需求范围,可同时应用于储能和轻型动力市场。蜂巢能源董事长兼CEO杨红新表示,2023年蜂巢能源将推出能量密度达195Wh/Kg的铁锂短刀新产品,续航可达700km。此外,针对新能源主流市场,蜂巢能源还将推出无钴电池,参与市场争夺。其中蜂巢能源成功开发的层状无钴材料电池引领行业,目前已经推出全球首款可量产的无钴电池,即将在欧拉闪电猫等车型上批量装车上市。杨红新表示,蜂巢能源将于2023年推出第二代层状无钴电池,预计成本与磷酸铁锂接近,续航可达到800Km。杨红新还透露,蜂巢能源目前正在通过系统集成的方案,把快充、高能量密度、高安全性等所有关键技术集成到一起,结合蜂巢能源短刀电芯的创新性结构,在磷酸铁锂领域形成一个行业最高成组效率的方案,将在今年年底发布下一代电池技术。

中创新航:OS高锰铁锂电池

据中创新航高级副总裁谢秋介绍,该公司研发的One-stop高锰铁锂电池已完成中试,目前正在搭载配套车型进行可靠性实验,计划2024年前后面市。他透露,One-stop高锰铁锂电池能量密度达180Wh/kg,可以实现700km续航,循环寿命可达2500次。

据介绍,One-stop高锰铁锂电池大幅降低了钴、镍、锂等金属的用量,其中钴、镍用量为0,单位Wh的锂用量相较于磷酸铁锂电池下降15%。

在空间利用率方面,One-stop高锰铁锂电池离地间隙更高,这一方面减少了电池的磕碰概率,另一方面提高电池可维修性,降低维修费用,且兼具充电和换电功能,提升用户的补能体验。

谢秋表示,基于对用户安全、经济型、补能、驾乘等体验的了解,结合相关材料、结构创新,开发的OS高锰铁锂电池,具备以下特点:第一是更好的安全性;第二,大幅降低贵重金属的用量,进而降低成本;第三、电池包高度减少7%,离地间隙更高,减少了磕碰的概率;第四、磷酸盐系电池包能量密度达到了180Wh/kg,能量密度的保持率突破80%;第五、支持整车续航达到700公里。第六、可维修、可拆解。第七在补能体验上,可充、可换。

实际上,今年5月,比亚迪发布了一款基于CTB(Cell to Body)电池车身一体化技术。比亚迪CTB技术将电池包上盖与传统结构的车身底板集成,构成上盖“刀片电池”、托盘的整车三明治结构。首款基于CTB的海豹车型,长续航版本也达到了700km,电池采用的是磷酸铁锂刀片电池。

可以预见,为争夺600km~800km这一乘用车最大市场,未来会有越来越多的电池企业在磷酸盐体系上下功夫,同时结合结构创新,将磷酸盐体系变为这一市场的主要电池路线。

来源:CBEA电池中国

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