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          恒泰科技46系列全極耳大圓柱電池“箭在弦上”

          2023-11-28

          截至2023年10月,全球大圓柱電池已布局產能超450GWh,預計到2027年,全球大圓柱鋰電池市場出貨量將達到300GWh,未來5年市場增長空間將超35倍。

          目前,開發布局大圓柱電池的企業已超過30家,終端則多面向儲能及低電量動力市場(如鋰電輕型車等)。結合設備開發和生產建設的周期來看,2024年將是國內大圓柱電池產能的集中釋放期。

          11月21日恒泰科技冠名的“大圓柱電池產業化技術沙龍”上,高工產業研究院(GGII)發布《中國大圓柱鋰電行業發展藍皮書》的同時并介紹了以上數據和判斷。

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          在市場空間增長、行業發展提速的背景下,小型鋰離子電池領軍企業恒泰科技從客戶和細分市場需求出發,從2020年開始組織專門的研發團隊,致力于46系列大型圓柱鋰電池的研發、制造和銷售。

          2023年11月1日,恒泰科技年產1GWh新一代全極耳大圓柱46系列電池項目已獲得環評批復。該項目總投資3億元,占地面積超過30畝,可實現年產46系列電池1800萬只/年,項目目前處于設備安裝調試階段。新一代年產1GWh全極耳46135LFP電池產線將于春節前實現量產。

          恒泰科技總經理白文平在沙龍上透露了該項目的最新進度。恒泰的工藝、產線和設備設計充分吸取了特斯拉等電池廠的經驗,并選擇了業內各專業排名前三的優秀設備商進行合作,產線將在2024年春節前實現量產。

          產品定義上,恒泰科技選擇了46135(即直徑46mm、高135mm)LFP全極耳電池。

          和汽車應用領域的4680和4695電芯略有不同,恒泰科技的46135LFP電池的結構特點為全極耳、雙極柱、雙防爆閥和全激光焊接工藝成型。據白文平介紹,全極耳是46大圓柱實現所有優異性能的基礎,雙極柱則是為了滿足更多小型儲能、戶用儲能和其他系統集成商的需求;雙防爆閥的設計,可以在特殊情況下通過快速泄壓來保證安全。目前,公司已擁有21項自主技術專利,其中14項獲得授權。

          基于以上先進技術和產品設計,恒泰科技46135LFP電池具備了安全性好、一致性高、循環壽命長、低溫升等顯著優勢。

          在安全性方面,由于采用了全極耳工藝,該產品可實現超低內阻,其內阻均值在0.95毫歐。內阻值分布在0.92-1.1毫歐區間的測試結果,低于行業內已量產的4680和4695產品;是基于前一代圓柱技術的圓柱產品內阻的1/10~1/20。雙極柱的選用和鋁制殼體的不帶電外部結構設計,可有效降低電池在Pack和系統集成過程特別是小高壓系統制造運行中短路的風險;選擇磷酸鐵鋰作為產品的電化學體系,保證了產品的穩定和安全。

          據白文平介紹,恒泰46135LFP電池已完成了所有的安全性能測試,預計在年底前完成滿足全球市場的所有細分專業領域的認證并獲得證書。

          在產品性能一致性上,恒泰46135LFP電池在配料、勻漿、涂布、卷繞、組裝等制造環節實現了精準控制;全自動化制造、全產線CCD和AI精確識別監測的配備,提高了裝配和制造過程的精度。在已經小批量生產的產品中,通過4個批次200顆電池的抽檢,數據結果表明,產品的一致性已達到電壓波動范圍為±0.015伏(±0.5%)、內阻波動范圍為±0.15毫歐、容量波動范圍在±0.24Ah(±1%)的水平,是目前各種電芯品種中性能一致性較高的產品。

          在循環壽命上,恒泰科技通過自修復電解液技術、呼吸式循環注液技術、保證內阻更低的超離子與電子復合導電技術、納米化正極包覆及鋰摻雜技術等的綜合應用,加上46大圓柱結構本身內應力分布均勻的特點,能夠保證經過長壽命的循環,也不會出現局部膨脹或長時間循環引起的電池壽命問題。

          經測試,恒泰科技46135LFP電池在1C/1C充放倍率條件下可實現4000次循環,1C/2C充放倍率下則可實現3000次以上的循環,顯著高于目標細分市場的其它同類電池產品,可以有效降低用戶在電池全生命周期的使用成本。

          恒泰科技通過使用全極耳結構技術以優化結構仿真、應用網狀覆合導電技術等,幫助46135LFP電池實現0.9-1.1毫歐的超低內阻特性,使產品具有充放電低溫升的特質。實際測試結果顯示,在5C充電倍率條件下,電池最高升溫至60度;在3C、2C、1C充電倍率條件下的最高溫升不超過20度。電池低溫升的特質,可以使系統集成熱失控管理更為容易、運行成本更低。

          在快速充放上,恒泰科技通過全極耳結構降歐姆極化,采用新型快離子導電技術,采用正極納米化碳包覆技術等,加強了全極耳結構優勢基礎上的電化學體系保證。

          綜合以上優勢,恒泰科技的46135LFP大圓柱已具備了針對產品目標細分市場的強大競爭力。46135LFP大圓柱電池產品的目標應用細分市場分為儲能和動力兩大方向。

          首先在儲能方面,46135LFP電池的結構和體系安全性、一致性以及容量定義,適合于普通的戶用儲能系統集成,用于800V-950V小高壓系統集成技術制造的200kWh-30kWh容量水平的戶儲系統有非常大的優勢。對于便攜式儲能產品,該46135比前一代圓柱產品更安全、能量密度比更高、可快充快放、全生命周期的成本更低,是這類應用非常好的一個選擇。

          其次在動力方面,可拓展的目標細分市場包括A00級乘用車,電動兩/三輪車、電動輕卡、工業機器人等小動力、特種車(船)等應用領域。恒泰科技46135LFP電池的安全性、大倍率快速充放、循環壽命長等特性,對于提高應用產品的資產利用率、降低全生命周期運營成本有非常大的幫助。比如在電動兩輪車換電領域,該電池可以大幅降低換電企業的資產持有規模,降低運營成本,惠及行業中超過1億的外賣配送個體。另外,在工程車輛方面,也正以大圓柱技術為載體,開發6C放電技術的電化學平臺,助力實現該應用領域動力系統的革命性突破。

          未來,恒泰科技的大圓柱電池還將結合高鎳高硅體系、鈉電體系、大倍率鐵鋰體系等新技術的研發和制造,發揮其本身的結構特點優勢和競爭力,進一步拓寬其適用的應用領域和細分市場空間。


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