电动两轮车作为一种便捷的交通工具,目前国内市场保有量已超过3.5亿辆,是名副其实的国民短途出行神器。锂电池因能量密度高、重量轻等优势,在电动两轮车市场渗透率不断走高。在已经基本解决了终端对续航、宽温、快充等性能的需求基础上,进一步提升电池安全性能,是当前轻型动力领域的核心诉求。
备受行业瞩目的电动两轮车新国标,已经于去年11月正式实施,明确了更高的技术标准和安全要求。新国标从多个维度设置了锂电池组的产品安全准入门槛,其中要求单体电池必须通过针刺测试,电动两轮车触发热失控,报警后5分钟不起火、不爆炸。
行业呼唤更安全、更放心的电动两轮车用锂电池。基于对安全的无限追求,2月25日,圆柱电池领域领先企业比克电池,正式推出全新一代比克PRO-M高安全电池。据介绍,该型电池可实现电池的极致安全和综合性能的全面升级,为短途出行带来更可靠、更高效的新能源解决方案。
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电池的安全是底线
此次发布会上,比克电池发布了PRO-M 18650和21700两款新产品。比克电池研究院副院长宋华杰展示的实验测试视频显示,PRO-M高安全电池能够轻松通过行业中最为严苛的针刺测试,满足国标GB43854-2024和GB40559-2024安全性能要求。
“电池的安全是底线。电池最容易发生的安全问题就是内短路,这是致命的问题。”宋华杰在接受电池中国等传播平台访谈时指出,充电时电池正极的活性锂容易析出,在电池质量比较差、监管品质不严的情况下,就容易出现起火等安全隐患。
新国标的实施,对锂电池提出了更高的要求。“GB43854对两轮车和平衡车提出一个严苛的要求,(其电池)需要通过针刺测试,针刺是比较极限的模拟内短路的情况。”宋华杰表示,这种情况下,比克针对市场的需求和质监局、国家强标两方面的要求,开发此次发布的PRO-M高安全电池。
比克电池是如何做到高安全的?宋华杰解释,这主要是得益于比克对材料体系的持续创新,使电芯能量能够稳定释放。该型电池采用热稳定性优异的耐高温复合正极,高温下仍然能保持结构稳定;采用复合涂层的隔膜,可维持良好的绝缘效果;采用高稳定性的电解液,可有效降低界面副反应。通过三重保护,提高电池的安全性能。
“安全不能只靠单点突破,必须从系统层面全面考虑,20多年来,比克已建立完善的安全体系。”宋华杰强调。首先,深入的机理研究,奠定了锂电池的安全基石。通过力学仿真、电热耦合仿真,实现电池安全状态的可视化。其次,通过持续对材料体系、极片结构的双创新,构建起坚固的安全防线。同时,严格的制程管控,可确保产品品质如一,通过大数据AI管理,提高了电池的一致性。
此外,在制造工艺方面,比克电池通过优化匀浆、涂布等工艺,让浆料更加分散,内阻更小,从而制造出高质量的极片,提高了电池一致性,最终实现了电池大倍率充放电、长循环及高安全的性能。
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实现多项高性能均衡
资料显示,在满足新国标高安全要求的同时,PRO-M高安全电池在多维度升级后,还具备强动力、宽温域、长续航等特点,各项性能均衡,可全方位提升用户的使用体验,以满足电动两轮车市场朝着高端化、个性化和智能化的发展趋势。
据介绍,比克PRO-M 18650电池,容量达到2.0Ah,电芯能量密度达到170Wh/Kg,支持1C持续充电,5C持续放电。在此基础上,比克还开发出了PRO-M 21700电池,容量达到3.0Ah,电芯能量密度达到180Wh/Kg,支持1C持续充电,4C持续放电。
同时,“这两款电池都具备宽温域、长循环的优异性能,能够在-10℃~55℃环境下充电,-30℃~70℃环境下放电,并且2C放电循环寿命达1000次以上。”宋华杰进一步表示。
在材料方面,比克PRO-M高安全电池,采用复合型导电剂、高导电性新型箔材、新型电解液添加剂,可使阻抗降低33%,放电能力提升至5C,真正实现“超C动力,芯向远方”;通过对温度适应性电解液,复合导电剂、特殊极片设计的应用,实现了-30℃~70℃的超宽温域使用,无惧寒暑;采用高电压复合正极材料、新型耐压箔材,使能量密度提升17%,实现了长续航,被誉为“高能战士”,颠覆想象。
如此高性能的电池,成本会不会很高?对此,宋华杰介绍说,针对锂电的成本问题,比克进行了一系列的降本工作。
首先是原材料方面,比克基本都采用国产原材料,还和其它正极材料厂家进行技术交流,降低钴等稀有金属的用量。二是从品质方面,比克采用自动化和智造化的设备,以提高生产效率,提升合格率。三是制造成本,比克采用的是高速全自动化设备,大批量规模化生产,可以降低分摊在生产制造过程中单个电芯的成本。
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赋能圆柱系列全矩阵
随着新国标的逐渐落地,未来电动两轮车市场将迎来更成熟和稳定的阶段,锂电池也将会大放异彩。有研究机构预测,到2030年,全球电动两轮车市场规模将超过1000亿美元(约合7200亿元人民币)。另据预测,到2025年,仅我国电动两轮车用锂电池出货量,就有望超过60GWh。
如今,随着PRO-M高安全电池的推出,也将让比克电池在新国标时代,迎来更大发展机遇。
比克电池的视野,并不局限于电动两轮车市场。据宋华杰透露,比克PRO-M高安全电池技术,还将应用在更大尺寸的圆柱电池上,从18650到21700再到46系列,赋能圆柱系列全矩阵。
值得注意的是,比克对全极耳技术有多年的研发积累,最早从4680电芯开始,如今已经导入小圆柱电池。2024年比克发布了21700-40D、21700-45D、21700-50D全极耳产品,其中21700-45D主要应用于智能消费电子和扫地机器人、智能机器人等领域,21700-40D则是瞄准电动工具和工艺性比较好的滑板车等应用场景。
“面向未来,比克将继续以创新精神赋能圆柱电池全矩阵,深入更加广泛的各类应用场景。”宋华杰说道。