Акумулятор Dragon Armor - нова революція в галузі акумуляторних батарей

У 2023 році електрифікація автомобілів у Китаї вийшла на новий етап. Для підприємств, що виробляють акумуляторні батареї, той, хто зможе запропонувати батареї з вищою якістю, вищою безпекою та вищою продуктивністю, отримає домінуючу позицію на майбутньому ринку.

Оптимізація акумуляторних батарей рухається до мети надзвичайної безпеки, надзвичайної продуктивності та найнижчої вартості, серед яких довгі тонкі квадратні акумуляторні батареї стають основним трендом завдяки своєму великому потенціалу в галузі безпеки, щільності енергії, ефективності виробництва та вартості. Як одна з довгих тонких квадратних акумуляторних батарей, Батарея Dragon Armor приносить нову революцію в Промисловість літієвих батарей.

Випуск батареї Dragon Armor

15 грудня (за пекінським часом) SVOLT Energy представила третє покоління продуктів CTP під назвою "Dragon Armor" у 3-й День акумулятора. 18 квітня 2023 року, всього через чотири місяці після цього, акумуляторна батарея Dragon Armor дебютувала на Шанхайському автосалоні.

Що таке батарея Dragon Armor

Назва "Dragon Armor" натхненна легендарними обладунками клану Дракона, що означає, що батарея Dragon Armor є одночасно міцною та інтегрованою, що означає непорушну безпеку батареї.

Акумулятор Dragon Armor є першим продуктом, в якому застосована конструкція термоелектричного розділення з дренажним каналом, розташованим в нижній частині корпусу, і зоною електричного підключення, розташованою збоку корпусу. Коли в елементі виникає тепловий витік, високотемпературна газорідинна суміш швидко виводиться по випускному каналу найкоротшим шляхом, що ідеально вирішує проблему теплового витоку.

Переваги батареї Dragon Armor

Нижче наведено чотири переваги батареї Dragon Armor.

Максимальна продуктивність

У порівнянні з великими циліндричними батареями серії 46, батарея Dragon Armor спроектована таким чином, щоб можна було використовувати різноманітні короткі леза, які можуть бути адаптовані до повного спектру зарядних ваг і хімічних систем.

Серія акумуляторів SVOLT з короткими лопатями охоплює продукти серій L300, L400, L500 до L600, що охоплюють всю шкалу зарядки 1,6-4C, транспортні засоби, накопичувачі енергії, будівельну техніку, низькошвидкісний трамвай та інші сценарії застосування, а також безкобальтові, потрійні та вседоменні хімічні системи.

Наприклад, батарея Dragon Armor (літій-залізо L6) досягла збільшення загальної потужності на 10,9% порівняно з традиційною літій-залізною батареєю CTP (обмотка L2, структура CTP 2.0). Однак, батарея Dragon Armor має вищу безпеку завдяки термоелектричному розділенню.

За тієї ж схеми швидкого заряду 2C ємність акумуляторної батареї Dragon Armor (нікель при високій напрузі L3) на 5% вища, ніж у 46-циліндрової батареї (з високим вмістом нікелю).

З точки зору схеми швидкого заряду 4C, 46 циліндрів повинні охолоджуватися збоку і зверху, але збільшення нижнього охолодження вплине на висоту комірки на 5 мм. У той час як батарея Dragon Armor охолоджується з обох боків, не впливаючи на простір між елементами.

Максимальна безпека

На автосалоні компанія SVOLT продемонструвала останні теплові випробування батареї Dragon Armor. Під час тесту на тепловий розряд, тепло спровокувало тепловий розряд елемента батареї в середині всієї упаковки. Однак відкритого полум'я не було помічено в усьому блоці акумуляторів Dragon Armor, а один елемент, що вийшов з-під контролю, не поширився на сусідні елементи, що дійсно забезпечило максимальну безпеку акумуляторної батареї.

Це головним чином завдяки вдосконаленій конструкції "термоелектричної сепарації" батареї Dragon Armor. Наразі лідерами в галузі технології термоелектричної сепарації є компанії Tesla та SVOLT.

Термоелектричне розділення розглядається як шлях до наступного покоління технологій захисту. Комплексне врахування теплових та електричних факторів, завдяки незалежній диференціації зони скидання тиску теплового розряду та зони передачі енергії, значно зменшує ймовірність виходу з ладу внутрішньої високовольтної дуги, займання, щоб досягти справжнього "відсутності теплового розряду".

Заснована на інноваціях другого покоління акумуляторів з коротким лезом, батарея Dragon Armor має вибухозахищені клапани, розміщені в нижній частині, що дозволяють швидко направлено скидати тиск у разі теплового розряду елемента. Розпилювач може бути швидко випущений в заданому напрямку через короткий канал, не поширюючись на сусідні елементи. У той же час, в батареї Dragon Armor з'єднання елементів розміщено збоку, завдяки чому досягається "термоелектричне розділення" в напрямку Y і Z.

Акумулятор Dragon Armor забезпечує одностороннє охолодження зверху і двостороннє охолодження зверху і знизу, щоб задовольнити вимоги різних сценаріїв застосування. Двостороннє охолодження дозволяє елементу батареї контактувати з охолоджувальною пластиною на великій площі, збільшуючи тепловіддачу на 70% порівняно зі звичайним рівнем, що підвищує безпеку акумуляторної батареї як у сценаріях швидкого заряду, так і без заряду.

Контрольована вартість

Дотепер висока вартість квадратних штабельованих комірок була основною проблемою в галузі через низьку ефективність пристроїв для штабелювання.

Цього року компанія SVOLT офіційно впровадила технологію штабелювання 3.0 - технологію "fly-stack" у виробничу лінію, щоб вирішити проблеми, з якими стикається галузь, за допомогою більш ефективного виробничого процесу.

На етапі виробництва технологія fly-stack поєднує в собі технологію термічної рекомбінації полярних пластин і технологію синтезу декількох пластин, а ефективність укладання досягає 0,125 секунди на пластину, зменшуючи площу обладнання. У порівнянні з традиційним маршрутом укладання, ефективність однієї пластини покращується більш ніж на 200%, заощаджуючи 53% інвестицій на ГВт-год, і заощаджуючи більш ніж 45% площі одиниці обладнання. Чотири обладнання з літаючим штабелем можуть виробляти 300 000-400 000 коротких лопатевих комірок на місяць і можуть бути гнучко налаштовані відповідно до потреб замовника.

Підвищення виходу продукції також є ефективним способом зниження вартості акумуляторної батареї. Технологія fly-stack повністю усуває складку діафрагми і приховану небезпеку втрати порошку з полюсного листа завдяки попередній термічній рекомбінації діафрагми і полюсного листа, а також забезпечує повну стабільність внутрішньої структури батареї завдяки інтеграції діафрагми і гарячому пресуванню. Візуальне виявлення 100%AI кожного полюсного листа забезпечує відсутність внутрішніх дефектів і вирішує такі проблеми контролю та моніторингу дефектів, як згинання діафрагми та погане вирівнювання в галузі. Норма виходу продукції може досягати більше 95%.

З боку батареї, високоінтегрована конструкція батареї Dragon Armor дозволила зменшити її розмір і вагу завдяки інноваціям в конструктивному дизайні, в результаті чого коефіцієнт об'єднання акумуляторів склав 76%, що ефективно знизило витрати на батарею.

Що стосується матеріалів, то шаруватий безкобальтовий матеріал, самостійно розроблений компанією SVOLT, був запущений у масове виробництво. Розроблена батарея з високим вмістом феромарганцю та нікелю має вищу щільність енергії, ніж літій-залізо-фосфатна, що робить її вартість ще більш контрольованою.

Максимальна сумісність

З точки зору сумісності, акумулятор Dragon Armor з коротким лезом базується на довгій і тонкій конструкції. Процес укладання забезпечує відмінну продуктивність батареї. Послідовна і паралельна схема є гнучкою і підтримує перемикання між 590 стандартними модулями, що краще відповідає технології CTC і мінімізує складність конструкції акумуляторної батареї.

Акумулятор Dragon Armor сумісний з різними хімічними системами і доступний для автомобілів A00-D. Надзвичайна сумісність скорочує цикл досліджень і розробок нових моделей для автомобільних підприємств, а універсальність акумуляторних блоків також зменшує подальші витрати на закупівлю.

Що потрібно вдосконалити для батареї Dragon Armor

Ефективність виробництва штабелів

У 2019 році перше покоління високошвидкісних стекових комірок SVOLT змогло досягти ефективності 0,6 с/шт. У 2020 році друге покоління еволюціонувало до 0,45 с/шт, а третє покоління досягло 0,125 с/шт. Сьогодні технологія fly-stack все ще оптимізується, і для подальшого підвищення ефективності розробляється більш швидкісне четверте покоління.

Ефективність лінії обладнання

Через недостатній досвід у процесі виробництва довгих і тонких акумуляторних елементів у галузі, ефективність лінії обладнання не може задовольнити попит. Наразі в галузі широко використовується лінія обладнання потужністю 16PPM, а SVOLT наразі розробляє більш ефективну лінію обладнання потужністю 32PPM, яка, як очікується, подвоїть виробництво.

Ефективність впорскування

Ефективність ін'єкції довгих комірок також є вузьким місцем. Компанія SVOLT розробляє нове ін'єкційне обладнання, процеси ін'єкції та матеріали, що швидше абсорбуються, щоб скоротити час ін'єкції.

Матеріали батареї

На додаток до процесу, більш економічно ефективним матеріали для акумуляторів з боку продукту також дуже важливо вдосконалювати, наприклад, літій-марганцевий залізний фосфат, який має вищу щільність енергії, ніж літій-залізний фосфат, або високомарганцеві залізо-нікелеві акумулятори, які не містять кобальту і мають контрольовану вартість. Літій-залізо-фосфат, літій-марганець-залізо-фосфат, потрійні системи тощо можуть використовуватися в акумуляторних системах Dragon Armor для подальшого вирішення питань вартості

На сьогоднішній день батарея Dragon Armor може не тільки забезпечити повне покриття діапазону 300-1000 кілометрів, але й відповідати швидкості зарядки 2C платформи 400V для автомобілів, а також двосторонньому охолодженню і надшвидкій зарядці платформи 800V для 4C. Акумулятор Dragon Armor є одним з найкращих варіантів для задоволення потреб автомобільних компаній у безпеці, вартості та продуктивності.