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2021-06-30 点击量:477次
在锂离子电池高镍化的征途中,圆柱电池分明比方形电池和软包电池快人一步,而在NCA和NCM811的路径选择上,市场角力的关键点在于,谁能在安全性上更上一筹,谁就将更具产品竞争力。
配套特斯拉的松下,给出的答案是NCA体系,背后的原由在于,尽管NCA体系加工制造难度比NCM811更大,但其在的安全性上具有更胜一筹的优点。而韩国锂电巨头三星SDI,也在分明加大关于NCA体系的投入。
而这也是对标日韩电池系的江苏天鹏(TENPOWER)在布局高镍电池时,将目光锁定于NCA体系的最重要原由。
在三元圆柱锂离子电池深耕十多年之后,江苏天鹏(TENPOWER)成为国内首家量产NCA体系圆柱电池的公司。
高工锂电获悉,江苏天鹏(TENPOWER)NCA体系圆柱电池已经于2017年实现规模化量产,同时已经在包括高端电动工具、园林工具、两轮车、微型电动汽车等使用范畴得到批量使用,并得到了来自客户端的良好反馈。
关于NCA技术路线的选择,江苏天鹏(TENPOWER)总经理陈璇向高工锂电表示,天鹏经过多年研发、探测发现,尽管NCA体系在材料加工以及电池制造上难度都更高,成本也更高,但是其在整体的稳定可靠性,尤其是在一些极端滥用条件下的安全性上有分明优点,这契合了天鹏的产品价值观和公司文化,正是看中于此,江苏天鹏(TENPOWER)确立了NCA方向。
然而,要真正将NCA电池推向量产,绝非易事,尤其是以国内现有的供应链体系和加工制造控制能力,对此,江苏天鹏(TENPOWER)对标日韩系公司,在产品设计、加工制造、供应链把控等各个环节进行了一系列针对性的冲破。
陈璇解析,NCA电池加工的难度重要体今朝三个层面,一是原材料稳定性的控制;二是电池的设计;三是电池加工制造的过程控制。
NCA中镍钴铝常见的配比为8:1.5:0.5,铝的含量非常少,以Al(过渡金属)代替锰,是将镍钴锰酸锂通过离子掺杂和表面包覆进行改性,离子掺杂可以加强材料的稳定性,提高材料的循环性能。
但是在制作过程中,由于Al为两性金属,不易沉淀,因此NCA材料制作工艺上存在门槛,目前国际上具有NCA多年、大批量稳定加工相关经验的厂家,还重要在日韩。
在原材料的稳定性控制上,NCA材料生成难度高,一般的加工设备,工艺条件和过程环境是无法满足NCA材料的稳定性的要求。
自2014年起,江苏天鹏(TENPOWER)对国内外的材料厂商进行了大量的评价探测分解。比较国内NCA材料的综合性能和稳定性,进口的NCA材料在各项指标的稳定性上具有分明的优点,尽管价格也会高于国内,但是为保证产品的高可靠性和一致性。
江苏天鹏(TENPOWER)选择采用与三星、村田等日韩系的材料供应链,并建立了供应链的战略合作,以此保证稳定的供给。
在电池的设计上,可靠性设计是产品具有更好一致性和稳定性的基础,关于NCA体系而言,更是如此,聚焦于此,江苏天鹏(TENPOWER)结合自身在圆柱电池10多年的研发相关经验,针关于NCA体系做了针对性的设计开发和产品验证,在追求高比能量的同时,重点兼顾安全和一致性,并通过了国家强制检验。
在加工制造的过程控制上,与其它材料体系只需注液工序对湿度进行严格控制不同,NCA要求在电池加工全过程均要控制湿度在2%以下,这对加工制造提出了很大的挑战。
江苏天鹏(TENPOWER)解析,为了满足严苛的加工条件,天鹏NCA体系电池全程都在2%RH以下的环境控制的加工车间内制造。即便如此,高残碱的NCA体系的浆料仍旧面对稳定性问题,对此,江苏天鹏(TENPOWER)掌握了一套特殊的工艺过程解决,以保障产品的一致性和稳定性。
基于NCA体系,江苏天鹏(TENPOWER)开发了多元化系列产品,分别针关于高端电动工具、吸尘器、电动汽车及两轮车等不同的细分市场。
针对高端电动工具、吸尘器等小动力市场,天鹏主打的产品为2.5Ah18650电芯,该产品兼顾了高容量和大倍率,可以实现15C放电,满足小动力使用关于倍率的高要求。
针对电动汽车和轻型车范畴,天鹏的的主力产品为28HE、32HE18650等电芯,该系列产品能满足微型电动汽车和电动自行车关于高续航的要求,同时可以实现2-5C的放电倍率,快充性能优秀,可以应对整包140-160kwh/kg的中长期技术要求。目前该系列产品已经在包括上汽通用五菱、五羊本田、博世等客户的不同产品上得到使用。
此外,针对现有的以汽油机为动力的园林工具以及很多直流大电流工具,江苏天鹏(TENPOWER)开发了基于NCA体系的21700规格电池,可以满足更大倍率、更大能量密度以及更低成本的使用要求,该产品已经处于小批量产阶段。
除了在NCA体系电池上国内领跑,江苏天鹏(TENPOWER)在小动力锂电池范畴的倍率性能提升上也远超同行,甚至超越了部分国际竞争对手。
目前,江苏天鹏(TENPOWER)的30A高倍率产品稳定出货中,其18650系列1.5/2.0AH-30A产品已处理了30A继续放电寿命短及温升问题,短时间脉冲轻松承载100A以上电流,低温性能探测方面也成就优异,在-10℃的环境下循环性能良好,保障了低温环境的使用安全,能更好的满足客户在极端环境下的使用要求,其良好的产品品质赢得了市场越来越多的酷爱。
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