CATL ürün yeniliği - güç bataryaları için yeni çözümler

Platform mimarisinin önemli bir parçası olan güç bataryası, elektrikli araçların hızlı şarj devriminde çok önemli bir rol oynamaktadır. Hücre formu, sistem yapısı ve malzeme sisteminin sürekli yenilenmesine bağlı olarak, çeşitlendirilmiş uygulama senaryoları için güç bataryası rekabeti kızışmaya devam ediyor. Bu süreçte batarya şirketleri, CATL'nin de aralarında bulunduğu güç bataryası inovasyonu için küçümsenemeyecek üç yeni ürün ortaya koyuyor.

CATL'nin yeni batarya ürünlerinin piyasaya sürülmesi

Nisan 2023'teki Şangay Otomobil Fuarı'nda CATL, 4C Qilin batarya, sodyum iyon batarya ve yoğunlaştırılmış batarya olmak üzere üç yeni batarya ürününü tanıttı. Mart ayında 4C Qilin bataryayı seri üretime geçireceğini ve Nisan ayında piyasaya süreceğini duyurdu.

Sodyum iyon pil

CATL'nin otomobil fuarından önce ve sonra yayınladığı ilk haber, sodyum iyon pilinin piyasaya sürülmesiydi. 16 Nisan'da CATL'nin ilk seri üretim sodyum iyon pillerinin Chery EV modellerine güç vereceği duyuruldu. Bu sadece Chery EV'nin değil, aynı zamanda CATL'nin sodyum iyon pillerinin de ilk çıkışıydı.

Chery ve CATL ortaklaşa ENER-Q batarya markasını piyasaya sürdü ve her iki taraf da sodyum bataryalar, M3P, lityum demir fosfat ve lityum üçlü gibi tüm malzeme sistemlerini kapsayan C-end ve B-end'in tüm uygulama senaryolarına uygun, saf elektrikli, plug-in hibrit ve genişletilmiş menzilli tam güç tiplerini kapsayan bir batarya sistemi oluşturmaya kararlı.

Son zamanlarda, lityum cevherinin fiyatı düştü ve bu da aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok ana motor üreticisini en iyi 10 motosiklet aküsü üreticisirahat bir nefes aldı. Ancak daha önce lityum cevheri fiyatları yüksekken, düşük maliyetli bir güç bataryası teknolojisi rotası olarak sodyum iyon bataryalar da Çin'deki birçok batarya şirketinin dikkatini çekti. Ve CATL, Çin'de sodyum iyon pillerin ticarileştirilmesinde en hızlı büyüyen otomotiv şirketidir.

2021 yılında CATL ilk kez sodyum iyon pilleri piyasaya sürdü ve bu yıl sodyum iyon piller nihayet sanayileşmek üzere. CATL tarafından yayınlanan verilere göre, ilk nesil sodyum iyon pilin tek hücre enerji yoğunluğu 160Wh/kg'a ulaştı. Ayrıca, 15 dakika boyunca oda sıcaklığında şarj edildiğinde gücün 80%'den daha fazlasına ulaşmasını sağlayan mükemmel termal stabiliteye sahipti. Ve -20℃'lik bir ortamda, 90%'nin üzerinde bir deşarj tutma oranı vardır. Sistem entegrasyon verimliliği 80%'nin üzerine çıkabilir.

Düşük maliyet, hızlı şarj, soğuğa dayanıklılık ve güçlü uyarlanabilirlik sodyum iyon pilin avantajlarıdır. Ancak, sodyum iyon pil mükemmel değildir. Enerji yoğunluğu yüksek değildir ve döngü süreleri lityum iyon pilden daha düşüktür, bunlar mevcut aşamadaki sodyum iyon pil için göz ardı edilemeyecek dezavantajlardır.

Bu nedenle, kısa vadede, sodyum iyon pilin elektrikli araçlara uygulanması gerekiyorsa, 400 km içindeki küçük mobilite modeli gibi düşük menzil gereksinimleri ve hassas pil fiyatı olanlarda kullanılması daha uygundur. Ya da CATL'nin AB batarya sistemi entegrasyon teknolojisini benimsemek, sodyum iyon batarya ve lityum iyon bataryayı karıştırmak ve eşleştirmek, sadece dayanıklılık gereksinimlerini karşılamakla kalmaz, aynı zamanda sodyum iyon bataryanın yüksek güç ve düşük sıcaklık performansı avantajlarına da oynar.

Piyasadaki mevcut elektrikli araç yelpazesine göre, sodyum-lityum karışımlı sodyum iyon piller pazar talebinin 65%'sini karşılayabilecektir.

4C Qilin pil

Geçen yıl CATL Qilin Bataryasını piyasaya sürdüğünde, birçok otomobil şirketi Qilin bataryasının ilk kullanıcıları olma umuduyla ilk kez adım attı. Bu yılki Şangay Otomobil Fuarı'nda Li Auto, CATL 4C Qilin bataryasını kullanarak kendi tamamen elektrikli planını tanıttı.

4C Qilin bataryası olarak adlandırılan batarya, esasen CATL Qilin bataryasının tasarımına dayanmakta ve elektrikli araç enerji ikmalinin sorunlu noktalarını çözmek için 4C+800V stratejisiyle birleştirilmektedir.

CATL'nin üçüncü nesil CTP teknolojisi olan Qilin pilinin hacim kullanım oranı 72%'yi aşmıştır ve pil paketi entegrasyonu şu anda dünyadaki en yüksek seviyededir. Üçlü bir hücre kullanılırsa, enerji yoğunluğu 255Wh/kg'a ulaşabilir. Lityum demir fosfat batarya kullanılırsa, sistem enerji yoğunluğu 160Wh/kg'a ulaşabilir; Tesla 4680 batarya ile karşılaştırıldığında, birim hacim başına enerji yoğunluğu 13% daha yüksektir.

4C Qilin batarya, bataryanın şarj ve deşarj hızında bir artıştır. Şarj için 4C, bataryayı kapasitesinin 400%'sine şarj etmek için bir saat süren giriş ayar akımını temsil eder. Yani, ayarlanan akım yoğunluğunda, tüm şarj işlemi 15 dakika içinde tamamlanabilir.

Dahası, Qilin bataryanın soğutma işlevi geleneksel soğutma alanlarına kıyasla yaklaşık dört kat artmıştır. Hızlı şarjın ısı üretmesi koşuluyla, herhangi bir kullanım ömründen, enerji yoğunluğundan veya güvenlik testinden ödün vermez ve 10 dakika içinde hızlı şarjı mümkün kılar.

Li Auto'nun 800V süper şarj çözümünde, 4C Qilin batarya 400 km menzile ulaşmak için 10 dakika boyunca şarj edilebilir. 800V yüksek voltaj platformu altında, aracın elektrik mimarisinin tüm bileşenleri yükseltildi ve daha yüksek voltajlara dayanacak şekilde yeniden tasarlandı. lityum iyon pil voltajı. Hızlı şarj ihtiyaçlarını karşılamak için daha yüksek şarj ve deşarj hızlarına ve güvenliği sağlamak için daha güçlü termal yönetim özelliklerine ihtiyaç duyduklarından, güç bataryaları da bir istisna değildir.

4C Qilin akü, 800V platformu için özel olarak tasarlanmış bir akü olarak görülebilir. Giderek daha fazla otomobil şirketinin 800V yüksek voltajlı platform mimarisini benimsemesiyle, gelecekte bu bataryayı kullanan daha fazla model göreceğiz.

Yoğunlaştırılmış akü

CATL, 19 Nisan'daki lansman konferansında, 500Wh/kg'a kadar tek bir enerji yoğunluğuna sahip yoğunlaştırılmış bir pili resmi olarak piyasaya sürdü. Elektrikli araçlarda kullanılan üçlü lityum pillerin mevcut enerji yoğunluğu 220-300Wh/kg arasındadır, eğer hepsini eşit miktarda yoğunlaştırılmış pillerle değiştirirsek, menzil iki katına çıkarılabilir. Bu şekilde, kilometre kaygısı ve batarya ağırlığı endişe yaratmayacak gibi görünüyor.

Yoğun hal, aralarında güçlü etkileşimler olan çok sayıda parçacıktan oluşan bir sistemi ifade eder. Doğada, düşük sıcaklıklarda süper akışkan hal, süper iletken hal, Bose Einstein yoğunlaşması, manyetik ortamdaki ferromanyetik haller, antiferromanyetik hal ve benzeri dahil olmak üzere çeşitli yoğun hal türleri vardır.

Yoğunlaştırılmış hal pil sistemlerinin karakteristiğinin, daha güçlü iletkenlik ile süper akışkan ve süper iletken durumlara ulaşma yeteneği olduğu söylenebilir.

Bu nedenle, yoğunlaştırılmış piller daha büyük bir kapasiteye, daha verimli iletkenliğe ve daha istikrarlı bir performansa sahiptir. Parametreler açısından, yoğunlaştırılmış bataryanın en yüksek enerji yoğunluğu 500Wh/kg'a ulaşabilir ki bu 160Wh/kg sodyum iyon batarya, 180 Wh/kg lityum demir batarya ve 300Wh/kg üçlü lityum bataryadan çok daha fazladır. Bu, mevcut menzili 500-700 km olan saf elektrikli araçlar için, yoğunlaştırılmış durumdaki piller değiştirilebilirse, menzillerinin kolayca 1000 km'yi aşacağı anlamına gelir.

CATL, yoğunlaştırılmış piller oluşturmak için yüksek güçlü biyomimetik yoğunlaştırılmış elektrolitler, yüksek özgül enerjili katot, yeni anot ve ayırıcılar gibi birçok temel teknoloji de dahil olmak üzere bir dizi teknolojik atılım gerçekleştirmiştir. Bataryalar ancak bu sorunların çözülmesiyle hem güvenli hem de verimli olabilir.

Araç sınıfı yoğunlaştırılmış bataryalar bu yıl içinde seri üretim kapasitesine sahip olacak. Önümüzdeki 1-2 yıl içinde yoğunlaştırılmış bataryalarla donatılmış ultra uzun menzilli elektrikli araçlar görebiliriz.

Ancak CATL'nin yoğunlaştırılmış bataryalara yönelik tutkusu otomobillerle sınırlı değil gibi görünüyor. Şu anda, yoğunlaştırılmış bataryaların uçaklarda kullanımına hazırlık olarak, otomobillerden çok daha sıkı havacılık seviyesi standartları ve testleri yürüterek, yoğunlaştırılmış durum bataryalarına dayalı sivil elektrikli insanlı uçak projelerinin geliştirilmesi konusunda işbirliği yapıyorlar.

Özet

2023'ten bu yana sadece dört ay geçti ve CATL bize üç sürpriz getirdi: yaklaşan 4C Qilin batarya, yıl içinde üretime alınan sodyum iyon batarya ve batarya endüstrisinde bir atılım olarak yoğunlaştırılmış batarya. Bu sadece CATL'nin araştırma ve teknolojik gücündeki bir başka ilerleme değil, aynı zamanda batarya ve otomotiv endüstrilerine yeni bir canlılık ve yeni bir ivme getiriyor.