La batería de carga rápida con una autonomía de 1.000 km y 10 minutos ha iniciado una nueva ronda de competencia tecnológica.
En 2022, bajo las múltiples presiones del fuerte aumento de las materias primas, la estrecha cadena de suministro y la expansión de la capacidad de producción, las empresas nacionales de baterías todavía están ocupadas lanzando una nueva ronda de competencia de actualización tecnológica, y el impulso es en plena marcha.
En el Día de la Tecnología de GAC 2022 a finales de junio, GAC lanzó una nueva generación de tecnología de baterías de hierro y súper litio (SmLFP) basada en tecnología microcristalina. Sin mencionar la tecnología específica, términos como tecnología microcristalina y hierro-litio de ultra alta potencia en la introducción tienen un fuerte significado de "tecnología negra".
El 23 de junio, Contemporary Ampere Technology Co., Ltd., empresa líder en baterías eléctricas, mostró una vez más su encanto de "la gente habla muy poco" y lanzó la tercera generación CTP (Cell to Pack) en un vídeo corto de 4 minutos Tecnología - Kirin Battery. La presentación oficial deja atrás directamente la batería 4680 de Tesla: con el mismo sistema químico y el mismo tamaño de batería, la potencia de la batería Kirin se puede aumentar en un 13% en comparación con el sistema 4680.
Más lejos, la batería del Cubo de Rubik de SAIC, la batería Tiangong de Nezha, la tecnología Leapmoon CTC, la tecnología CTB de BYD, la batería de estado semisólido de Guo Xuan Hi-Tech... todas tienen un aspecto animado.
En la actualidad, el campo de las baterías de energía doméstica está desencadenando una nueva ronda de competencia por la mejora de la tecnología. Se puede ver en el método de denominación: batería de hoja, batería de cargador, batería de ámbar, batería de mica, batería de cubo de Rubik. , Batería Tiangong... la cantidad de opciones de nombres es abrumadora. Incluso "Wang Ning", que siempre ha sido discreto y pragmático, siguió la tendencia de la industria y le dio a su batería CTP de tercera generación un nombre auspicioso.
Entonces, ¿cuáles son las características de esta ronda de actualización tecnológica y “carrera armamentista” entre las empresas de baterías eléctricas, y qué impacto tendrá en la industria?
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Se acerca la era de los 1.000 kilómetros de autonomía.
"Lo compraré si la duración de la batería supera los 1.000 kilómetros". Esto es una burla a la ansiedad de los internautas sobre la duración de la batería de los vehículos eléctricos. Actualmente, una autonomía de 1.000 kilómetros no es un sueño. Muchas empresas afirman haber alcanzado la altura técnica de 1.000 kilómetros.
La batería Kirin de la contemporánea Amperex Technology Co., Ltd. tiene un nivel de integración de sistema más alto del mundo, una tasa de utilización de volumen de más del 72 %, una densidad de energía de hasta 255 Wh/kg y un vehículo autonomía de 65.438+0.000 kilómetros. Se espera que la producción en masa esté prevista para 2023.
A finales de mayo de este año, Guo Xuan High-tech lanzó tecnología de batería semisólida, diciendo que la densidad de energía de una sola batería alcanzaba los 360 Wh/kg, la densidad de energía general del paquete de baterías era 260 Wh/kg y la autonomía de crucero podría alcanzar los 1.000 km. Se pondrá oficialmente en producción en masa este año.
A principios de este año, GAC Ayan lanzó el modelo de estiramiento facial a medio plazo AION LX Plus. Lo más destacado del nuevo coche es que la autonomía máxima es de hasta 1.008 km. Este es también el primer coche producido en serie con una autonomía puramente eléctrica de más de 1.000 km.
También a principios de este año, SAIC lanzó dos vehículos totalmente eléctricos. Los dos nuevos automóviles están equipados con baterías eléctricas desarrolladas conjuntamente por SAIC y Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. La densidad de energía única alcanza los 300 Wh/kg, puede lograr una atenuación cero (condiciones de trabajo NEDC) y nunca se encenderá espontáneamente durante 200.000 kilómetros. El nuevo coche está equipado con una batería de 93 kWh de serie y una batería de 115 kWh como configuración de gama alta, con una autonomía máxima de crucero de más de 1.000 km. Se espera que la producción y entrega en masa se realicen en el cuarto trimestre de este año.
A principios de 2021, NIO anunció el lanzamiento de un paquete de baterías de estado sólido de 150 kWh en el NIO Day, con una autonomía de crucero de más de 1000 km. Según el plan, las baterías de estado semisólido se instalarán en el modelo NIO ET7 en el tercer trimestre de este año.
Para el desafío de los 1.000 km de potencia de la batería, la actitud de Tesla es bastante orgullosa: ¡tiene la tecnología, pero no es necesaria! En marzo de este año, el fundador de Tesla, Musk, dijo en Twitter: "Hace un año podríamos construir un coche eléctrico con una autonomía de más de 600 millas (65.438+0.000 kilómetros), pero esto empeorará el producto porque en el 99,9% de los casos En algunos casos llevará potencia innecesaria, lo que empeorará la aceleración, el manejo y la eficiencia.
"
También en marzo de este año, el presidente de BYD, Wang Chuanfu, expresó una opinión similar en el Foro China Electric Vehicles 100 de 2022:
"En el pasado, la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos Los vehículos eran de 200 kilómetros en ese momento, la densidad de energía era el indicador más importante; pero cuando la autonomía de crucero alcanza los 500 kilómetros, la densidad de energía de la batería ya no es el más importante, y los indicadores más importantes pueden convertirse en seguridad, costo, ciclo de vida, etc. ”.
En los foros de la industria del automóvil, algunos expertos también criticaron que la tecnología de baterías con una autonomía de 1.000 km es innecesaria. La tecnología de baterías con una autonomía de más de 1.000 km, que cumple con los requisitos de seguridad y bajo costo, y. La capacidad de carga rápida de 5 a 10 minutos es "Fudge" y no se puede lograr con las capacidades técnicas actuales.
Sin embargo, al igual que el "desvío del examen de ingreso a la escuela secundaria" que permite que la mitad de los niños pasen a la formación profesional. En las escuelas secundarias, todo el mundo sabe que la sociedad no exige que todos sean estudiantes universitarios, pero pocos padres pueden aceptar que sus hijos sean transferidos a escuelas secundarias vocacionales después de graduarse de la escuela secundaria y se encuentren en la etapa rebelde de la "escuela secundaria". /p>
Las empresas de baterías eléctricas no saben que la mayoría de los usuarios no necesitan un coche con una autonomía de 1.000 kilómetros, pero ¿quién no quiere pasarlo? Desafía las imponentes alturas técnicas de 1.000 kilómetros para mostrar tu. fuerza técnica y demostrar que eres el "hijo elegido" de la pista de baterías de potencia.
Después de todo, poder alcanzar 1.000 kilómetros de duración de la batería no es solo una cuestión de apilar paquetes de baterías, sino también. para cumplir con las condiciones de seguridad, costo, carga rápida de alto voltaje, ciclo de vida, etc., lo cual es una gran prueba de la base técnica de las empresas de baterías eléctricas.
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Menos innovación material y más innovación estructural.
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Hay dos caminos para la innovación tecnológica en baterías de energía: uno es la innovación de sistemas materiales, como las innovación de materiales de electrodos positivos, como tecnología con alto contenido de níquel, bajo en cobalto/sin cobalto, y la innovación de materiales de electrodos negativos, desde grafito hasta materiales a base de silicio, tecnología, etc. También está la batería de iones de sodio lanzada por; Contemporary Amperex Technology Co., Ltd., que utiliza iones de sodio de una fuente más amplia y de menor costo, que también es una innovación en materiales.
La otra es la innovación en tecnología y estructura. La tecnología de lámina / laminación, la tecnología CTP (batería a cuerpo) y CTC (celda a chasis) en los últimos años CTB y CTC tienen nombres diferentes, pero son casi iguales. La tecnología integrada se refiere al diseño integrado de baterías y chasis. , y la parte inferior del cuerpo para lograr el propósito de reducir la formación de baterías, diseño liviano, reducir costos y mejorar la seguridad.
En comparación, la innovación en el material de la batería es más difícil y la evolución y la iteración no son tan grandes. Rápidamente, por ejemplo, la investigación sobre baterías de iones de sodio y baterías de iones de litio comenzó casi al mismo tiempo, y les llevó varias décadas alcanzar el umbral de la producción comercial en masa.
Investigación sobre sólidos. La tecnología de baterías de estado también comenzó en las décadas de 1970 y 1980, y la investigación y el desarrollo han estado en pleno apogeo en los últimos 10 años. Sin embargo, actualmente, la producción en masa de baterías semisólidas se logrará en el mejor de los casos en 2025, y la producción en masa de baterías. Las baterías totalmente de estado sólido se lograrán en 2030. Después de eso,
También hay mejoras en los materiales de ánodos y cátodos de las baterías de litio, como las baterías sin cobalto, en las que no es tan fácil y difícil innovar cada vez. año
Las innovaciones tecnológicas y estructurales son relativamente fáciles. La batería Kirin de Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. se ha actualizado a la tercera generación en solo tres años, de 2019 a 2022.
La batería Kirin de Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. es un representante de la idea central de la innovación en la estructura de la batería de energía: cambiar la estructura original del paquete de batería-módulo-batería. el paquete de baterías En 2019, Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. lanzó la tecnología CTP de primera generación, que fue la primera en permitir que la tasa de utilización del volumen de la batería supere el 50% y abrir una estructura de batería de energía sin módulos.
La batería Kirin tiene tres aspectos técnicos destacados. En primer lugar, las vigas y vigas longitudinales, los paneles de refrigeración por agua y las almohadillas de aislamiento térmico se integran en un sándwich elástico multifuncional. El diseño simplificado permite que la tasa de utilización del volumen de las baterías Kirin supere el 72% (el nivel más alto de la industria), lo que puede prevenir eficazmente la fuga térmica y mejorar la resistencia a golpes e impactos del paquete de baterías, mejorando así la seguridad y la vida útil de las celdas de la batería.
2. Múltiples módulos funcionales* * *Utilice el espacio inferior para diseñar de manera inteligente la protección estructural, la conexión de alto voltaje, el escape térmico y otros módulos funcionales para aumentar el espacio de energía en un 6 %.
En tercer lugar, la primera tecnología de disipación de calor de área grande para el núcleo de la batería aumenta la conductividad térmica en un 50%, acorta el tiempo de control de temperatura del núcleo de la batería a la mitad del original y admite un arranque rápido en caliente de 5 minutos. . También tiene un rendimiento de carga rápida 4C y puede cargar hasta un 80% de potencia en 10 minutos.
Además, la tecnología de batería Kirin se adapta a las rutas técnicas del fosfato de hierro y litio. La densidad energética del sistema de batería ternaria se ha incrementado a 255 Wh/kg, y la densidad de energía del fosfato de hierro y litio. El sistema de batería se ha incrementado a 160Wh/kg.
En resumen, la tecnología de batería Kirin ha logrado "mejoras en la duración de la batería, carga rápida, seguridad, vida útil, eficiencia y rendimiento a baja temperatura" y también ha elevado la densidad de energía de la batería a un nuevo nivel.
La famosa batería Blade de BYD es también una innovación en tecnología y estructura. Al reformar el diseño y el proceso del paquete de baterías, la utilización general del espacio del paquete de baterías se ha incrementado del 40% al 60%. Por lo tanto, la densidad de energía volumétrica ha aumentado aproximadamente un 50% en comparación con el pasado, mejorando así la vida útil de la batería. .
La batería 4680 de Tesla es a la vez una innovación tecnológica y estructural y una innovación material. En comparación con la batería 2170 de la generación anterior, la energía de la batería 4680 aumenta 5 veces, la autonomía de crucero aumenta un 16%, la potencia aumenta 6 veces y se reduce el costo por kilovatio hora a nivel de batería. en un 14%.
El proceso utiliza tecnología sin tablas, que simplifica los procesos de bobinado y recubrimiento en el proceso de producción de la batería, aumenta el área conductora, reduciendo así la resistencia interna de la celda y aumentando la corriente. Estructuralmente, es el primero en iniciar la tendencia tecnológica CTC (Cell to Chassis) e integrar la batería directamente en el chasis del vehículo.
En términos de innovación de materiales, se utiliza silicio en bruto como material del ánodo y se utiliza un "cátodo con alto contenido de níquel" sin cobalto. Aumente la densidad de energía y el rendimiento mientras reduce significativamente los costos.
La innovadora batería integral de AVIC es también una innovación estructural. Al adoptar innovaciones tecnológicas como paredes de carcasa ultrafinas, molduras de carcasa multidimensionales, empaques compuestos multifuncionales y conexiones eléctricas de puente integradas, el peso de la estructura de la batería de energía se reduce en un 40% y la cantidad de componentes se reduce en un 40%. 25%.
También están la batería Rubik's Cube de SAIC, la batería Tiangong de Nezha Auto, la tecnología Leapmoon CTC y la tecnología CTB de BYD, todas las cuales son innovaciones tecnológicas en tecnología y estructura.
Como caballo oscuro en el campo de las nuevas energías, GAC ha realizado frecuentes movimientos en innovación tecnológica en los últimos años. También ha tomado un camino inusual en la innovación de materiales para baterías eléctricas y en repetidas ocasiones ha realizado "grandes movimientos". ":
En 2021, GAC Aian lanzó tres tecnologías de baterías desarrolladas de forma independiente: baterías de cargador, baterías de carga súper rápida basadas en grafeno y baterías de ánodo de silicio esponjoso. Las baterías de cargador pertenecen a la ruta de la innovación estructural, mientras que las baterías de carga ultrarrápida basadas en grafeno y las baterías de ánodo de silicio esponjoso pertenecen a la innovación de materiales. Se afirma que la batería de carga súper rápida basada en grafeno puede cargarse al 80% en 8 minutos, y se afirma que la batería de ánodo de silicio de larga duración es la primera batería eléctrica del mundo en superar la marca de resistencia de 1000 km. producido en masa e instalado en automóviles a principios de este año.
En comparación con las baterías de fosfato de hierro y litio producidas en masa en el mercado, la batería SmLFP recientemente lanzada por GAC tiene una densidad de energía masiva aumentada en un 13,5%, una densidad de energía en volumen aumentada en un 20% y una capacidad de -20%. Temperatura baja de °C alrededor del 10%, la carga rápida puede alcanzar más de 2C y la duración de la batería puede alcanzar más de 15.000 kilómetros (>4000 semanas @80%), superando el problema de la industria del "equilibrio de rendimiento" de la batería de litio. tecnología
Con En una nueva ronda de competencia tecnológica, el umbral de la industria de la pista de baterías eléctricas también aumenta constantemente. No hay batería de larga duración ni carga rápida 4C, por lo que no puedo conseguirla. Sin embargo, detrás de todo tipo de innovaciones tecnológicas de baterías eléctricas, hay habilidades reales o impulso popular y publicidad exagerada. Los verdaderos colores se revelarán solo después de la producción e instalación en masa.
De todos modos, varias tecnologías de baterías que no se incendian ni explotan llevan dos o tres años clamando. Parece que las principales empresas han conquistado esta tecnología central. Sin embargo, son constantes los incidentes en los que vehículos eléctricos se incendian, incluidos muchos de fabricantes internacionales y marcas conocidas. En cuanto a la duración de la batería, todavía existen muchas diferencias entre los parámetros promocionales oficiales y el rendimiento real.
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Demuestra una vez más que los tiempos han cambiado y las reglas del juego en el mercado automovilístico chino. Los vehículos de nueva energía están aumentando con fuerza y la transformación industrial se está acelerando. La actual ronda de competencia por mejoras tecnológicas entre las empresas nacionales de baterías eléctricas proporcionará un mayor impulso para la sustitución de los vehículos de combustible por vehículos eléctricos y el aumento de los vehículos eléctricos en China.
Imagen: Red de origen