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对于快充大圆柱这一未来方向,我们认为不只有46800一个答案

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昨天在上海中心,我们联动天翼公司发布了圆柱电芯系列产品,其涵盖了26、36、46系列直径尺寸,全系列达到:1)260Wh/kg + 15min 快充性能;2)高端定制化正向开发;3)高度可调(60-110)。

实际上,虽然圆柱电芯目前已经获得了市场上很大的关注,大家普遍认为在基于主流方形的动力总成同质化、软包可靠性+应对高镍挑战大的背景下,把圆柱(像特斯拉一样)做大应该是非常重要的创新突破方向,但是可能很多人并不能完全理解,为什么联动会主张做一个系列性的产品家族

原因实际上就是一句话:不同车型/客户的需求必然是不同的,相应的圆柱电芯的解决方案也不应该完全一样

所以基于这样的一个背景,今天我想在这里和大家分享我们过去3-4年的研发感悟,告诉大家为什么联动会有这样的思考和布局:为什么我们坚信这样的规划是未来的发展方向。


1)26系列——性能车首选

我们推出的第一个直径系列是26。实际上26本身也已经是圆柱电芯领域中的一个常见的尺寸了,但是联动做这个尺寸实际上是经过了与国际一流豪华车企的通力合作的:我们要定一个尺寸,相应的新的结构工艺,你是一定要研究清楚一系列问题的:

  • 可制造性如何?

  • 冷却/温控效果怎样?

  • 单体比21变大了对于更激进的化学体系的适配,尤其是在膨胀和热失控上面会带来多大的影响?

  • 快充和快充寿命在高能的必须要求下可以提升到什么极限?

  • 新的工艺在成本上会带来怎样的影响?

  • 极耳工艺使用全极耳还是多极耳?两条路径各有利弊?

  • 新的极耳工艺带来的结构设计的革新,其可靠性和可制造性如何?

实际上大家仔细一想就可以看出:一辆宝马性能车和一辆国产的A00车,有可能都会装圆柱,但是考虑了以上因素后就不难得出结论:这两种车不可能去硬做一样的尺寸,肯定是不同的车型对电芯有不同的期待的。所以我们有了第一个26尺寸。

26产品的特色是比起传统21直径有限增大,很多制造思路是可以借鉴的,然后材料-力-循环-快充控制方面会可以比较好的基于21的经验进行拔高,再加上我们使用的革命的不同于传统的机械的密封工艺与高热导率的结构设计,使用了多极耳的先进结构设计,整个电芯的性能指标非常优秀,在高性能车方面肯定是具有强大竞争力的。

当然了这样的电芯可能就没有那么适合一些特别走量的偏家用的车型,所以我们接下来推出直径更大的电芯:36和46


2)36系列——高端家用车首选

实际上,26直径对于性能的挖掘是充分的,但是也许略微激进,因为大部分车可能不会特别要求天天去跑F1工况,能在需要的时候动力强劲,平时用起来舒适省心但是性能又优秀就可以了。在这种情况下,26直径的电芯过于偏性能,而偏小的电芯使得系统集成可能还是不是那么的高效。

但是是不是一定要做到46才是高端家用车的最优解呢?

我们认为并不是,巧合的是,并非只有我们,也是有很多车企在更深入思考这个问题的:即对于一种/类车型来说,综合考虑多角度因素:极耳工艺,高能VS快充平衡,热失控管理,可制造性,把圆柱电芯做成多大更好/是不是46就一定适合?

然后我们发现,实际上3X对于高端乘用车可能是一个好选择——它追求了高性能,但是不像26那么极端性能导向,在可制造性、对于低直径参数圆柱的工艺、经验的顺承积累上会有很大的优势,而3X直径在系统集成上肯定会比2X系列要有优势/高效的多,因此在做高端家用车,满足未来高集成效率,高系统性能的CTP/CTC方向上,36肯定是非常适合的



3)46系列——走量车型必备

46800——无极耳方向是特斯拉2020年推出的概念,实际可以说是一下子为大家刷新了对于圆柱的理解和期待。因为上面基于26和36已经说了很多,所以在这里大家就很容易顺着思路得出结论:46800在可制造性上,对于激进的化学体系的适配上,热管理上肯定是比26,36系列要更难的,但是肯定系统成组会更轻松所以会更适合相对保守的化学体系(所以我是真不太理解300Wh/kg+15/10分钟快充的这个性能期待的,太过激进)。然后考虑到特斯拉的带领作用,作为行业的一个规范尺寸是可以预期的(高度当然可以根据各家的需求有变化,比如传言的BMW 46950)。

但是在这里,我们也想表达一些我们不同的观点:即哪怕只做一个46,都不应该只有一种结构一种设计。因为各家主机厂目前对于圆柱电芯的使用,对于相对应的下一代CTP/CTC的概念设计才刚刚开始,在这样的背景下,实际上哪怕只是46,都不应该只有一种设计,更不用说还有26、36去满足不同市场定位的车型的需求。

所以——


4)正向开发,探索突破,是圆柱电池领域发展的新关键词

在联动过去几年的开发中,我们是从艰难中开始摸索突破,与国际顶尖的客户克服了许多的困难,为了特定的需求正向专门开发了目前市面上不存在的技术,然后走到了今天有了全系列的产品的发布。实际上,对于圆柱电芯的使用,如上所述,各家车企实际上都在考虑,接下来应该都会有自己PACK开发思路。

但是目前这方面的工作肯定几乎各家大都处于初创阶段,车企客户需要电芯,然后才能知道大概怎么用去集成系统,然后才可能有更多的想法——如何对应发挥优点,设计不同的PACK, 也可能是——可不可以电芯做一些调整,来适应我更多的PACK的想法?

在这样的一个背景下,只有一款46800的普适性的全配必然是不够的与主机厂联合正向开发必然是一个趋势和要求(当然这个要求会比较高)。因为大家不妨类比方形电芯看一下:

方形电芯光结构设计,这么多年来是不是有了好多的尺寸?355-390-590-刀片/CTP-近来发现的300的趋势,这都是与化学体系,PACK设计理念的不断更新携手并进的。如果方形都是如此,为什么圆柱就可以一个46800解决所有问题呢?

所以我们坚信:对于(大)圆柱电池技术路线来说,不只有46800一个答案。

More than one answer。


5)展望未来

展望未来,圆柱必然将成为业内发展的一个新的增长点,如联动相信的一样,不同直径的系列产品可以满足不同市场定位车型的需求。但是的确,圆柱电芯的新一轮结构设计革新目前正在路上,它需要电芯厂有很强的主动开发能力,需要客户车企积极的打开思路,与电芯厂共同协作,这样才能在合作之下打造出有惊喜的产品。这条路注定会更辛苦一些,但是的确也更有意义。

我们常说中国制造需要更多走向创造,在全球产业链中我们要去爬的更高,去定义和引领行业。

那么在这里,联动对于做圆柱电芯的理念就是:我们要正向开发,我们要引领行业的趋势,联动的团队希望成为:

  • 做定义行业发展方向的领头羊

  • 先进电池技术的开拓者

  • 头部车企客户的坚强可依赖的伙伴

与业内同行共勉,希望中国的锂电行业越来越好。

来源:弗雷刘
化学材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-07
最近编辑:1月前
弗雷刘
博士 动力电池 新能源行业科普
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