大软包技术应用 孚能发布SPS电池

9月9日,孚能科技举行“2022孚能科技战略及新品发布会”,正式推出全新动力电池解决方案——SPS(Super Pouch Solution),提出一整套从电芯到系统,从制造到回收的创新解决方案,在续航里程、充电效率、降本增效、适配车型等方面打造满足客户要求和用户需求的全新产品。
电芯性能的优劣决定着电池系统性能的边界,作为动力电池的全新解决方案,孚能科技SPS并非只是系统结构设计创新,而是集大软包电芯、大软包电池系统、大软包电池制造和直接回收四大创新技术于一体。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
采用大软包电芯卧式布置设计的孚能科技SPS,使电池系统部件减少50%,材料成本降低33%,提升体积利用率到75%;与搭载4680圆柱电池的车型相比,孚能科技SPS的体积利用率高出12%,拥有3倍循环寿命,导热效率提升60%。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
与此同时,同步升级的制造工艺,使得SPS具备可观的投资产出比,直接回收技术的成熟在减少能耗和降低成本的基础上,进一步提升材料利用率。 
从电芯到结构的全新设计
孚能科技推出的全极耳、多极耳大软包动力电芯,改变上一代动力电池系统多电芯串联的设计,进而简化电池系统结构;具备从2.4C到5C甚至更高的充放电倍率,满足各类新能源汽车的动力需求;应用半固态电解质,降低液态电解液的用量,提升电芯的本征安全。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
得益于对材料体系的高度兼容,大软包电芯能用于高镍三元到低镍富锂锰、磷酸锰铁锂、钠离子等材料体系,匹配不同需求。
除三元材料之外,孚能科技在发布会上还首次系统性展示了其他材料体系的研发路线。
钠离子电池、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等计划在2023年推出第一代产品,目标是到2030年将钠离子电池能量密度从160Wh/kg提升到220Wh/kg,磷酸铁锂和磷酸锰铁锂的能量密度形成从200Wh/kg到240Wh/kg的产品覆盖。在低镍方面,孚能科技计划在2024年推出250Wh/kg的低镍富锰体系产品,预计在2030年进一步提高至290Wh/kg。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
在大软包电芯成功研制的基础上,SPS大软包电池系统得以采用高效液冷板与底盘的一体化设计,半固态大软包电芯直接集成于系统底盘,使系统零部件减少50%,材料成本降低33%,体积利用率增加30%至75%。
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在体积利用率再创新高的同时,高效液冷板和导热片的复合使用给大软包电芯提供了“双面液冷,三面传热”的高效热交换,电池系统的散热效率提升4倍;精准全面的控温,让电池系统循环寿命超过3000次。
在此基础上,多种材料对大软包电芯形成6面防护,配以高效排气通道的设计和热交换能力,SPS大软包电池系统配置8系或更高镍含量的电芯,依然能做到单体电芯的热失控不扩散(NO TP)。
在低温性能上,大软包电芯的全极耳和叠片工艺,给电芯带来更低内阻和更好的低温放电表现;液冷板和纳米保温材料的加入,均衡电池系统的内部温度;为了满足极寒条件下的正常充电,SPS应用了全新的低温快速自加热设计。实验数据显示,在零下20摄氏度的环境中,SPS系统容量始终保持在90%以上,且充电时间缩短一半。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
标准底盘,标配快充,适配全系乘用车
鉴于未来快充充电桩300-350kW的功率,SPS以不同充电倍率大软包电芯,实现了“充电10分钟,续航400公里”的统一配置,满足各类用户的出行和补能需求。
孚能科技展示了2.4C、3C和4C三种倍率快充电芯,对应带电量150kWh、100kWh和75kWh,对应续航里程1000km、800km和600km,充电10分钟补能40%、50%和70%,分别实现400km、400km和560km的续航里程。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
在保持电池系统底盘尺寸不变的情况下,孚能科技SPS可以通过调节卧式布置的大软包电芯厚度,灵活调节电池系统的底盘高度,即同款底盘、一款电芯就可适配全系乘用车型。
电芯厚度的变化让SPS的底盘高度能够在85mm到145mm之间灵活调节,搭载不同能量密度的大软包电芯让电池系统拥有从80kWh到150kWh的不同带容量,满足从性能轿跑到城市皮卡的电动化需求,为整车企业客户缩短新车型的研发周期,并在电芯、底盘等关键部件上具备通用性,降低采购成本,保障稳定供应。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
在制造端,大软包电芯的投产,将大幅降低产能投资成本和制造流程费用,设备投资减少50%,厂房面积减少60%,制造能耗和费用分别降低35%和30%,极大改善了大软包电芯的投资产出比。
大软包技术应用 孚能发布SPS电池
值得一提的是,孚能科技历时10余年开发和验证了锂电池的直接回收技术,可保留正极材料的晶体结构并再次利用,进一步降低成本和能耗,并将材料利用率提升至99%以上。根据美国第三方实验室数据,掺入25%直接回收的正极材料制成的电芯与全新正极材料制成的电芯,在性能表现上无明显差异。
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