超快充成為眾車企和電池廠商技術角逐的焦點。今年3月,比亞迪發布“兆瓦閃充”系統,推出全球首個量產乘用車全域千伏高壓架構,實現最大充電功率1MW(即1000kW)的突破,最高充電倍率達到10C。同是3月,孚能科技發布其全新大軟包超快充電池系統解決方案,依托獨創的SPS超級大軟包系統架構,可實現6C快充。
今年年初,上汽通用汽車總經理盧曉對外透露,上汽通用與寧德時代聯合推出的6C超快充磷酸鐵鋰電池,將于今年在新升級的奧特能準900V平臺上投入使用,充電10分鐘可增加續航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,或為麒麟電池第二代產品。
在此之前,億緯鋰能發布了具備6C快充能力的大圓柱電池新產品Omnicell全能電池,可實現電動汽車充電5分鐘續航300公里。據悉,億緯鋰能還推出能量密度高達320Wh/kg的eVTOL電池,能夠在10分鐘內快速充電至80%。
據了解,正力新能發布的正力?騏龍半固態超長續航大圓柱電池,支持4C快速充電,充電10分鐘續航500公里;欣旺達發布的第三代閃充電池,充電峰值倍率達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;國軒高科超快充產品G刻電池,可實現充電9.8分鐘補能80%,充電一刻鐘補能90%。
在車企應用端,包括特斯拉、長安、吉利、小米、極氪、蔚來、理想、小鵬、寶馬、東風、一汽紅旗、廣汽埃安等眾多國內外車企,都加速與電池廠商綁定研發,4C-6C快充技術逐步覆蓋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計和材料。隔膜作為電池的四大關鍵材料之一,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,鋰離子從正極傳輸到負極的阻礙就小,同時充電過程中的極化作用就小。”業內人士指出,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?取代傳統的干法隔膜,通過納米級隔膜微孔設計,優化鋰離子傳輸通道,能夠提升離子遷移效率?。結合電解液和電極材料的改進,其隔膜內阻可降低50%,從而減少了充電過程中的能量損耗和發熱?。
正力新能在行業內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,最終實現高功率快充性能。
據星源材質透露,該公司在快充技術的研發上取得創新突破,率先量產新型涂層隔膜產品,具備高性能、高安全電池的市場放量優勢。該公司研發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、高強度和快浸潤的特點,能夠有效提高充電效率,降低電池熱失控帶來的風險。
據桂林奇宏科技銷售總監何方介紹,在鋰電池隔膜涂覆材料領域,奇宏科技已經掌握四種納米纖維素的核心技術,已經進入頭部隔膜企業供應鏈,實現批量穩定供貨。
“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。
據恩捷股份透露,該公司研發了一系列適用于快充電池的高孔隙率高強度隔膜產品,目前正在積極投入力量研發第二代超薄高強隔膜產品,并且已經具備快速大規模量產快充隔膜的能力。2024年恩捷股份涂覆隔膜年產能達80億平方米,其中快充專用產線占比30%。
02
絕佳的拍檔
“低成本、高能量密度、快充、長壽命、高安全,是未來鋰電池行業技術發展趨勢。”中材科技指出,更薄、強度更高的基膜,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品的核心要素。
對于快充隔膜技術而言,濕法+涂覆工藝是絕佳的拍檔。目前,業內主流企業的濕法隔膜,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,建設年產能6.4億平米的濕法涂覆隔膜生產基地。
從市場應用情況來看,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月星源材質與大眾集團旗下動力電池子公司簽訂定點協議,預計2025至2032年期間,將為后者累計供貨約20.9億平米濕法涂覆隔膜材料。
據中材科技預測,2025年全球市場對隔膜的總需求量,將達到300億-325億平米,其中濕法隔膜將占據主要份額,預測在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用需求,也將大幅度增加。
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