JavaScript is required
无轮回不圆满
2023-12-26
001

金砖电池来了!

新出行社区 · 文章

明天首款搭载金砖电池的极氪007就要下线了,标志着极氪自研的金砖电池正式进入市场,从前期高调的宣传中,我们可以感觉到极氪对这款电池寄于厚望,是作为极氪核心竞争能力之一面向市场展现。极氪这款金砖电池,采用磷酸铁锂短刀片电芯,分左右二组封装,冷却采用底部液冷散热技术。这款极氪电池团队1000余人经历三年研发,内容涵盖电池全模块,实现从电芯到电池包的全栈自研,拥有全球最高体积利用率、全球量产最快充电速度等指标。

传统刀片电池
金砖电池

大家都知道,现阶段新能源车动力电池普遍使用磷酸铁锂电池和三元锂电池,磷酸铁锂电池和三元锂电池相比各有其优缺点:
磷酸铁锂电池的优点一是使用寿命长。磷酸铁锂电池的循环寿命可达3000-5000次,而三元锂电池的循环寿命一般只有2000-3000次左右。优点二是耐高温。相对于三元锂的镍钴锰酸锂而言磷酸铁锂更不容易分解,磷酸铁锂电池中的P-O共价键更稳定,不容易析氧,分解温度高达600℃,不容易发生热失控,而三元锂电池在200℃就会分解,退一万步说即使个别电芯失控,磷酸铁锂电池热蔓延速度比三元锂慢很多,增加事故逃生时间,所以磷酸铁锂电池相对更安全一些。优点三是成本低,磷酸铁锂电池不含有钴等贵重金属,因此搭载磷酸铁锂电池的汽车售价可能更具竞争力。
磷酸铁锂电池的缺点也很明显,一是低温性能不佳,磷酸铁锂电池在低温环境下活性大大降低,磷酸铁锂电池正极的导电性本身就不佳,在低温环境下更是容易发生极化,低温电解液粘度提高增加锂离子的迁移难度。因此磷酸铁锂电池有天生的低温性能不佳问题。二是电池能量密度较小,因为磷酸铁锂电池本身的颗粒不密实,所以在相同重量和体积的情况下,磷酸铁锂电池的电池容量会比三元锂电池小,根据相关统计,三元锂电池的容量密度比磷酸铁锂电池大170%。三是一致性差,一致性差是指电池组可能会出现容量不一致、内阻不一致、电压不一致等的问题,从而导致电池发生故障,并影响电池组的整体寿命,让电池寿命缩短。
针对磷酸铁锂电池的优缺点,让我们来看看金砖电池是如何扬长避短,把磷酸铁锂电池做到一个新的高度,金砖电池多项指标达到全球唯一水平。
1、继续强化金砖电池安全性,极氪充分利用磷酸铁锂电池化学特性稳定特点,加大安全方面设计和投入,金砖电池的安全性能经得起极端状况的考验。为了金砖电池的高安全性,极氪模仿电池伤害环境,做了比国标更严苛的测试,首创行业三大极限安全测试。超压针刺测试,240秒外部火烧测试,同一块电池通过6项极端工况连续测试,这些测试涵盖了电池忍受温度,密封,构造,材料等方面,以一种直观的方式,告诉我们极氪金砖电池为安全作出的努力和取得领先成果。


2、克服磷酸铁锂低温性能差的缺点,极氪在电化学材料方面有所突破,正极引入纳米级磷酸铁锂颗粒,配合复合导电剂,增强反应活性,加快锂离子从正极释放的效率。正负极之间通过超快解离电解液,提升锂离子的转移速度,并引入三层复合多孔膜,保障安全稳定。在负极,引入低焓变石墨负极材料、多梯度电极片设计和表面低阻抗 SEI 膜,为锂离子构建更高效的传输通道和更大的存储空间,同时还缩短锂离子转移的路径。结构上,采用叠片多极耳结构设计,超快充的时候,热量分布可以更均匀,另外还采用双铆极柱导流设计,相比单极柱,过流能力提升 100%。其实从金砖电池的构型来看,金砖电池的电芯比传统刀片电芯短一半左右,更短的长度内阻更小,对大功率充放电是更为有利的,实现低温快充不惧严寒。


3、提高金砖电池能量密度,极氪独创多项新的加工技术,大幅度地提高金砖电池的体积利用率,在更小的空间里塞下更多的电芯。如用轧棍反复压实正负极辅料颗粒,采用了电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”,释放电芯仓纵向空间,使体积利用率提升 7.6%;电芯间采用航空级超薄热阻隔材料,使体积利用率提升提升 6%;电池底部使用一体化液冷托盘,使体积利用率提升8.5%;通过不懈的努力,金砖电池的体积利用率全球最高,达到了 83.7%,作为参考特斯拉的 4680 电池的体积利用率是 63%,普通磷酸铁锂的体积利用率是 66%,三元锂的是 72%,金砖电池的能量密度大大提高。


4、提高电芯一致性,在参观极氪金砖电池生产线时,有二个词语印象较深,“成化”和“老化”,成化是指电芯充装电解液后,对电芯进行充放电,一方面是排除初次电化反应中气体,充实电解液,另一方面检测电芯电压、容量等指标,发现异常不得进入下一工序;老化是指电芯成品交付前进行一次更长时间的充放电测试,再次筛选排除异常电芯;而在电池包车间,我们看到每道工序都有电芯检测程序,通过反复检测,及时筛选排除异常电芯,从而确保电芯一致性。


明天随着极氪007的发布,金砖电池正式进入市场,期望金砖电池能不辱使命,不负厚望,成为全球最安全的电池,真正展现极氪核心竞争力。

新出行极氪007社区
极氪007
全部评论
只看作者
  • 最热
  • 最新
  • 最早
  • 赞赏
  • 3
    点赞
  • 2
    抢沙发