Innovation produit CATL - nouvelles solutions pour les batteries d'alimentation
Table des matières
En tant qu'élément important de l'architecture de la plateforme, la batterie de puissance joue un rôle crucial dans la révolution de la charge rapide des véhicules électriques. Grâce à l'innovation continue de la forme des cellules, de la structure du système et des matériaux, la concurrence entre les batteries de puissance pour des scénarios d'application diversifiés ne cesse de s'intensifier. Dans ce processus, les entreprises de batteries sont à la recherche de l'innovation en matière de batteries de puissance, parmi lesquelles CATL a apporté trois nouveaux produits qui ne peuvent pas être sous-estimés.
Lancement des nouveaux produits de batterie de CATL
Lors du salon de l'automobile de Shanghai en avril 2023, CATL a présenté trois nouveaux produits de batterie, à savoir la batterie 4C Qilin, la batterie sodium-ion et la batterie condensée. Elle a annoncé la production en masse de la batterie 4C Qilin en mars et sa mise sur le marché en avril.
Batterie à ions sodium
La première nouvelle que CATL a publiée avant et après le salon de l'automobile a été l'arrivée de sa batterie sodium-ion. Le 16 avril, le premier volume de batteries sodium-ion produites en masse par CATL a été annoncé pour alimenter les modèles Chery EV. Il s'agissait non seulement des débuts de Chery EV, mais aussi des débuts des batteries sodium-ion de CATL.
Chery et CATL ont lancé conjointement la marque de batterie ENER-Q et les deux parties se sont engagées à créer un système de batterie qui couvre les types électriques purs, hybrides rechargeables et à autonomie étendue, adapté à tous les scénarios d'application des extrémités C et B, couvrant tous les systèmes de matériaux tels que les batteries au sodium, M3P, lithium-fer-phosphate et lithium ternaire.
Récemment, le prix du minerai de lithium s'est effondré, ce qui a incité de nombreux fabricants de moteurs principaux, y compris les fabricants d'automobiles, à se tourner vers le lithium. les 10 premiers fabricants de batteries pour motosLe marché chinois des piles à ions sodium est en plein essor, ce qui lui permet de pousser un soupir de soulagement. Mais lorsque les prix du minerai de lithium étaient élevés, les batteries sodium-ion, en tant que technologie de batterie à faible coût, ont également attiré l'attention de nombreuses entreprises de batteries en Chine. CATL est l'entreprise automobile qui connaît la croissance la plus rapide dans le domaine de la commercialisation des batteries sodium-ion en Chine.
En 2021, CATL a commercialisé pour la première fois des batteries sodium-ion, et cette année, les batteries sodium-ion sont enfin sur le point d'être industrialisées. Selon les données publiées par CATL, la densité énergétique d'une seule cellule de la première génération de batteries sodium-ion a atteint 160Wh/kg. De plus, elle est dotée d'une excellente stabilité thermique, qui lui permet d'atteindre une puissance de plus de 80% lorsqu'elle est chargée à température ambiante pendant 15 minutes. Dans un environnement de -20℃, le taux de rétention de la décharge est supérieur à 90%. L'efficacité de l'intégration du système peut atteindre plus de 80%.
Batterie à ions sodium
Faible coût, charge rapide, résistance au froid et forte adaptabilité sont les avantages de la batterie sodium-ion. Cependant, la batterie sodium-ion n'est pas parfaite. La densité énergétique n'est pas élevée et les durées de cycle sont inférieures à celles des batteries lithium-ion. Il s'agit là d'inconvénients que l'on ne peut ignorer pour les batteries sodium-ion au stade actuel.
Par conséquent, à court terme, si la batterie sodium-ion doit être utilisée sur les véhicules électriques, elle convient mieux à ceux qui ont de faibles exigences en matière d'autonomie et dont le prix de la batterie est sensible, tels que les petits modèles de mobilité de moins de 400 km. Il est également possible d'adopter la technologie d'intégration des systèmes de batterie AB de CATL, de mélanger et de combiner les batteries sodium-ion et lithium-ion, ce qui permet non seulement de répondre aux exigences d'endurance, mais aussi de tirer parti des avantages de la batterie sodium-ion en termes de puissance élevée et de performances à basse température.
Sur la base de la gamme actuelle de véhicules électriques sur le marché, les batteries sodium-ion avec un mélange sodium-lithium pourront couvrir 65% de la demande du marché.
Batterie 4C Qilin
L'année dernière, lorsque CATL a lancé la batterie Qilin, de nombreuses entreprises automobiles se sont manifestées pour la première fois, espérant devenir les premiers utilisateurs de la batterie Qilin. Au salon de l'automobile de Shanghai de cette année, Li Auto a dévoilé son propre projet de voiture entièrement électrique, utilisant la batterie CATL 4C Qilin.
La batterie 4C Qilin est essentiellement basée sur la conception de la batterie CATL Qilin, combinée à la stratégie 4C+800V pour résoudre les problèmes de réapprovisionnement en énergie des véhicules électriques.
En tant que technologie CTP de troisième génération de CATL, le taux d'utilisation du volume de la batterie Qilin a dépassé 72%, et l'intégration de la batterie est actuellement la plus élevée au monde. Si une cellule ternaire est utilisée, sa densité énergétique peut atteindre 255Wh/kg. Si l'on utilise une batterie au phosphate de fer lithié, la densité énergétique du système peut atteindre 160Wh/kg. Par rapport à la batterie Tesla 4680, la densité énergétique par unité de volume est supérieure de 13%.
Batterie 4C Qilin
La batterie Qilin 4C est une augmentation du taux de charge et de décharge de la batterie. Pour la charge, 4C représente le courant d'entrée défini, qui prend une heure pour charger la batterie à 400% de sa capacité. En d'autres termes, à l'intensité de courant définie, l'ensemble du processus de charge peut être achevé en 15 minutes.
En outre, la fonction de refroidissement de la batterie Qilin a été multipliée par quatre par rapport aux zones de refroidissement traditionnelles. Si la charge rapide génère de la chaleur, elle ne sacrifie en rien la durée de vie, la densité énergétique ou les tests de sécurité, ce qui permet une charge rapide en 10 minutes.
Dans la solution de supercharge à 800 V de Li Auto, la batterie Qilin 4C peut être chargée pendant 10 minutes pour atteindre une autonomie de 400 km. Dans le cadre de la plateforme haute tension 800V, tous les composants de l'architecture électrique du véhicule ont été mis à niveau et redessinés pour résister à des tensions plus élevées. tension de la batterie lithium-ion. Les batteries d'alimentation ne font pas exception, car elles nécessitent des taux de charge et de décharge plus élevés pour répondre aux besoins de charge rapide et des capacités de gestion thermique plus importantes pour garantir la sécurité.
La batterie 4C Qilin peut être considérée comme une batterie spécialement conçue pour la plateforme 800V. Comme de plus en plus de constructeurs automobiles adoptent l'architecture de la plateforme haute tension 800V, nous verrons de plus en plus de modèles utiliser cette batterie à l'avenir.
Batterie condensée
Lors de la conférence de lancement du 19 avril, CATL a officiellement présenté une batterie condensée dont la densité énergétique unique peut atteindre 500 Wh/kg. La densité énergétique actuelle des batteries ternaires au lithium utilisées dans les véhicules électriques se situe entre 220 et 300 Wh/kg ; si nous les remplaçons toutes par des quantités égales de batteries condensées, l'autonomie peut être doublée. De cette manière, l'anxiété liée au kilométrage et le poids de la batterie ne semblent pas être un problème.
L'état condensé désigne un système composé d'un grand nombre de particules ayant de fortes interactions entre elles. Il existe plusieurs types d'états condensés dans la nature, notamment l'état superfluide à basse température, l'état supraconducteur, le condensat de Bose Einstein, les états ferromagnétiques dans les milieux magnétiques, l'état antiferromagnétique, etc.
On peut dire que la caractéristique des systèmes de batteries à l'état condensé est la capacité d'atteindre des états superfluides et supraconducteurs, avec une conductivité plus forte.
Par conséquent, les batteries condensées ont une plus grande capacité, une conductivité plus efficace et des performances plus stables. En termes de paramètres, la densité énergétique la plus élevée d'une batterie à condensation peut atteindre 500 Wh/kg, ce qui est bien plus que 160 Wh/kg pour une batterie à ions sodium, 180 Wh/kg pour une batterie lithium-fer et 300 Wh/kg pour une batterie ternaire au lithium. Cela signifie que pour les véhicules électriques purs dont l'autonomie actuelle est de 500 à 700 km, si les batteries à l'état condensé peuvent être remplacées, leur autonomie dépassera facilement 1 000 km.
Afin de créer des batteries condensées, le CATL a réalisé une série de percées technologiques, y compris de nombreuses technologies de base telles que des électrolytes condensés biomimétiques à haute puissance, une cathode à haute énergie spécifique, une nouvelle anode et des séparateurs. Ce n'est qu'en résolvant ces problèmes que les batteries pourront être à la fois sûres et efficaces.
CATL batterie condensée
Les batteries condensées destinées aux véhicules auront une capacité de production de masse au cours de cette année. Les véhicules électriques à très grande autonomie équipés de batteries à condensation pourraient voir le jour d'ici un à deux ans.
Toutefois, l'ambition de la CATL à l'égard des batteries à l'état condensé ne semble pas se limiter aux voitures. Actuellement, elle collabore au développement de projets d'avions civils électriques pilotés basés sur des batteries à l'état condensé, en appliquant des normes et des essais au niveau de l'aviation qui sont beaucoup plus stricts que pour les automobiles, en vue de l'utilisation de batteries à l'état condensé dans les avions.
Résumé
Quatre mois seulement se sont écoulés depuis 2023, et CATL nous a réservé trois surprises : la future batterie 4C Qilin, la batterie sodium-ion mise en production dans l'année, et la batterie condensée, qui constitue une percée dans l'industrie des batteries. Il s'agit non seulement d'un nouveau progrès dans la recherche et la force technologique du CATL, mais aussi d'une nouvelle vitalité et d'un nouvel élan pour les industries des batteries et de l'automobile.
Innovation produit CATL - nouvelles solutions pour les batteries d'alimentation
En tant qu'élément important de l'architecture de la plateforme, la batterie de puissance joue un rôle crucial dans la révolution de la charge rapide des véhicules électriques. Grâce à l'innovation continue de la forme des cellules, de la structure du système et des matériaux, la concurrence entre les batteries de puissance pour des scénarios d'application diversifiés ne cesse de s'intensifier. Dans ce processus, les entreprises de batteries sont à la recherche de l'innovation en matière de batteries de puissance, parmi lesquelles CATL a apporté trois nouveaux produits qui ne peuvent pas être sous-estimés.
Lancement des nouveaux produits de batterie de CATL
Lors du salon de l'automobile de Shanghai en avril 2023, CATL a présenté trois nouveaux produits de batterie, à savoir la batterie 4C Qilin, la batterie sodium-ion et la batterie condensée. Elle a annoncé la production en masse de la batterie 4C Qilin en mars et sa mise sur le marché en avril.
Batterie à ions sodium
La première nouvelle que CATL a publiée avant et après le salon de l'automobile a été l'arrivée de sa batterie sodium-ion. Le 16 avril, le premier volume de batteries sodium-ion produites en masse par CATL a été annoncé pour alimenter les modèles Chery EV. Il s'agissait non seulement des débuts de Chery EV, mais aussi des débuts des batteries sodium-ion de CATL.
Chery et CATL ont lancé conjointement la marque de batterie ENER-Q et les deux parties se sont engagées à créer un système de batterie qui couvre les types électriques purs, hybrides rechargeables et à autonomie étendue, adapté à tous les scénarios d'application des extrémités C et B, couvrant tous les systèmes de matériaux tels que les batteries au sodium, M3P, lithium-fer-phosphate et lithium ternaire.
Récemment, le prix du minerai de lithium s'est effondré, ce qui a incité de nombreux fabricants de moteurs principaux, y compris les fabricants d'automobiles, à se tourner vers le lithium. les 10 premiers fabricants de batteries pour motosLe marché chinois des piles à ions sodium est en plein essor, ce qui lui permet de pousser un soupir de soulagement. Mais lorsque les prix du minerai de lithium étaient élevés, les batteries sodium-ion, en tant que technologie de batterie à faible coût, ont également attiré l'attention de nombreuses entreprises de batteries en Chine. CATL est l'entreprise automobile qui connaît la croissance la plus rapide dans le domaine de la commercialisation des batteries sodium-ion en Chine.
En 2021, CATL a commercialisé pour la première fois des batteries sodium-ion, et cette année, les batteries sodium-ion sont enfin sur le point d'être industrialisées. Selon les données publiées par CATL, la densité énergétique d'une seule cellule de la première génération de batteries sodium-ion a atteint 160Wh/kg. De plus, elle est dotée d'une excellente stabilité thermique, qui lui permet d'atteindre une puissance de plus de 80% lorsqu'elle est chargée à température ambiante pendant 15 minutes. Dans un environnement de -20℃, le taux de rétention de la décharge est supérieur à 90%. L'efficacité de l'intégration du système peut atteindre plus de 80%.
Faible coût, charge rapide, résistance au froid et forte adaptabilité sont les avantages de la batterie sodium-ion. Cependant, la batterie sodium-ion n'est pas parfaite. La densité énergétique n'est pas élevée et les durées de cycle sont inférieures à celles des batteries lithium-ion. Il s'agit là d'inconvénients que l'on ne peut ignorer pour les batteries sodium-ion au stade actuel.
Par conséquent, à court terme, si la batterie sodium-ion doit être utilisée sur les véhicules électriques, elle convient mieux à ceux qui ont de faibles exigences en matière d'autonomie et dont le prix de la batterie est sensible, tels que les petits modèles de mobilité de moins de 400 km. Il est également possible d'adopter la technologie d'intégration des systèmes de batterie AB de CATL, de mélanger et de combiner les batteries sodium-ion et lithium-ion, ce qui permet non seulement de répondre aux exigences d'endurance, mais aussi de tirer parti des avantages de la batterie sodium-ion en termes de puissance élevée et de performances à basse température.
Sur la base de la gamme actuelle de véhicules électriques sur le marché, les batteries sodium-ion avec un mélange sodium-lithium pourront couvrir 65% de la demande du marché.
Batterie 4C Qilin
L'année dernière, lorsque CATL a lancé la batterie Qilin, de nombreuses entreprises automobiles se sont manifestées pour la première fois, espérant devenir les premiers utilisateurs de la batterie Qilin. Au salon de l'automobile de Shanghai de cette année, Li Auto a dévoilé son propre projet de voiture entièrement électrique, utilisant la batterie CATL 4C Qilin.
La batterie 4C Qilin est essentiellement basée sur la conception de la batterie CATL Qilin, combinée à la stratégie 4C+800V pour résoudre les problèmes de réapprovisionnement en énergie des véhicules électriques.
En tant que technologie CTP de troisième génération de CATL, le taux d'utilisation du volume de la batterie Qilin a dépassé 72%, et l'intégration de la batterie est actuellement la plus élevée au monde. Si une cellule ternaire est utilisée, sa densité énergétique peut atteindre 255Wh/kg. Si l'on utilise une batterie au phosphate de fer lithié, la densité énergétique du système peut atteindre 160Wh/kg. Par rapport à la batterie Tesla 4680, la densité énergétique par unité de volume est supérieure de 13%.
La batterie Qilin 4C est une augmentation du taux de charge et de décharge de la batterie. Pour la charge, 4C représente le courant d'entrée défini, qui prend une heure pour charger la batterie à 400% de sa capacité. En d'autres termes, à l'intensité de courant définie, l'ensemble du processus de charge peut être achevé en 15 minutes.
En outre, la fonction de refroidissement de la batterie Qilin a été multipliée par quatre par rapport aux zones de refroidissement traditionnelles. Si la charge rapide génère de la chaleur, elle ne sacrifie en rien la durée de vie, la densité énergétique ou les tests de sécurité, ce qui permet une charge rapide en 10 minutes.
Dans la solution de supercharge à 800 V de Li Auto, la batterie Qilin 4C peut être chargée pendant 10 minutes pour atteindre une autonomie de 400 km. Dans le cadre de la plateforme haute tension 800V, tous les composants de l'architecture électrique du véhicule ont été mis à niveau et redessinés pour résister à des tensions plus élevées. tension de la batterie lithium-ion. Les batteries d'alimentation ne font pas exception, car elles nécessitent des taux de charge et de décharge plus élevés pour répondre aux besoins de charge rapide et des capacités de gestion thermique plus importantes pour garantir la sécurité.
La batterie 4C Qilin peut être considérée comme une batterie spécialement conçue pour la plateforme 800V. Comme de plus en plus de constructeurs automobiles adoptent l'architecture de la plateforme haute tension 800V, nous verrons de plus en plus de modèles utiliser cette batterie à l'avenir.
Batterie condensée
Lors de la conférence de lancement du 19 avril, CATL a officiellement présenté une batterie condensée dont la densité énergétique unique peut atteindre 500 Wh/kg. La densité énergétique actuelle des batteries ternaires au lithium utilisées dans les véhicules électriques se situe entre 220 et 300 Wh/kg ; si nous les remplaçons toutes par des quantités égales de batteries condensées, l'autonomie peut être doublée. De cette manière, l'anxiété liée au kilométrage et le poids de la batterie ne semblent pas être un problème.
L'état condensé désigne un système composé d'un grand nombre de particules ayant de fortes interactions entre elles. Il existe plusieurs types d'états condensés dans la nature, notamment l'état superfluide à basse température, l'état supraconducteur, le condensat de Bose Einstein, les états ferromagnétiques dans les milieux magnétiques, l'état antiferromagnétique, etc.
On peut dire que la caractéristique des systèmes de batteries à l'état condensé est la capacité d'atteindre des états superfluides et supraconducteurs, avec une conductivité plus forte.
Par conséquent, les batteries condensées ont une plus grande capacité, une conductivité plus efficace et des performances plus stables. En termes de paramètres, la densité énergétique la plus élevée d'une batterie à condensation peut atteindre 500 Wh/kg, ce qui est bien plus que 160 Wh/kg pour une batterie à ions sodium, 180 Wh/kg pour une batterie lithium-fer et 300 Wh/kg pour une batterie ternaire au lithium. Cela signifie que pour les véhicules électriques purs dont l'autonomie actuelle est de 500 à 700 km, si les batteries à l'état condensé peuvent être remplacées, leur autonomie dépassera facilement 1 000 km.
Afin de créer des batteries condensées, le CATL a réalisé une série de percées technologiques, y compris de nombreuses technologies de base telles que des électrolytes condensés biomimétiques à haute puissance, une cathode à haute énergie spécifique, une nouvelle anode et des séparateurs. Ce n'est qu'en résolvant ces problèmes que les batteries pourront être à la fois sûres et efficaces.
Les batteries condensées destinées aux véhicules auront une capacité de production de masse au cours de cette année. Les véhicules électriques à très grande autonomie équipés de batteries à condensation pourraient voir le jour d'ici un à deux ans.
Toutefois, l'ambition de la CATL à l'égard des batteries à l'état condensé ne semble pas se limiter aux voitures. Actuellement, elle collabore au développement de projets d'avions civils électriques pilotés basés sur des batteries à l'état condensé, en appliquant des normes et des essais au niveau de l'aviation qui sont beaucoup plus stricts que pour les automobiles, en vue de l'utilisation de batteries à l'état condensé dans les avions.
Résumé
Quatre mois seulement se sont écoulés depuis 2023, et CATL nous a réservé trois surprises : la future batterie 4C Qilin, la batterie sodium-ion mise en production dans l'année, et la batterie condensée, qui constitue une percée dans l'industrie des batteries. Il s'agit non seulement d'un nouveau progrès dans la recherche et la force technologique du CATL, mais aussi d'une nouvelle vitalité et d'un nouvel élan pour les industries des batteries et de l'automobile.