經過十多年的發展,中國動力電池領域格局已經逐漸清晰,頭部企業已經占據了絕大多數市場份額。對于后來者,“破局”難度之大可想而知。但如果有著高起點,并能洞察市場、技術和產業的痛點和短板,就是另外一番景象。
近日,正力新能在江蘇常熟舉辦“25GWh軟件定義電芯工廠投產儀式暨新技術發布會”,首次對外公布了公司「3·2·1」研發戰略,并發布了基于上述研發戰略,面向三維交通體系的多款拳頭產品。
成立于2019年的正力新能,在中國動力電池市場的已經不俗。動力電池應用分會數據顯示,今年1-4月,正力新能在中國市場動力電池裝機量排名第12位。其中,在國內三元動力電池裝機量中排名第11位,而在磷酸鐵鋰電池裝機量中位列第9位。
據電池中國了解,盡管相對目前TOP10電池企業,正力新能是個新勢力,后來者。但其核心管理層都有著資深的汽車領域經驗,并在全球汽車市場有著豐富的運維能力,且正力新能的股東有中金資本、五礦集團,耀華工業村、上汽集團、海松資本、興銀投資、廈門國貿等大拿。這對其在汽車產業、新能源產業上游、資本領域形成了多維度的賦能支撐。
正力新能作為中國電池企業新生力量異軍突起,一方面與其強大的管理團隊和龐大的“后援陣容”有關;另一方面與其深厚的技術實力,尤其是作為新勢力,可以站在前人肩膀,深刻洞察電池產業、技術、產品、制造趨勢和痛點密切相關。
在其公布的「3·2·1」研發戰略,以及由其衍生的諸多前沿重磅產品,也得以讓大眾了解這家“新勢力”為何可以做到不鳴則已,一鳴驚人。
填補空白和補短板,「3·2·1」研發戰略的生態邏輯
當前,動力、儲能電池產品逐漸成熟,但仍然存在不小短板。
材料層面,磷酸鐵鋰和三元材料已經成為電池材料的主流,并不斷迭代向前發展。然而,這兩種材料也并非沒有痛點,磷酸鐵鋰能來密度低,三元材料安全性和成本痛點突出,這些都掣肘對電動汽車、儲能產業發展。同時,鋰資源的有限性,也影響著新能源產業長遠發展。
電池形態上,方形、軟包和圓柱多元發展。但大圓柱、長薄大方形、大軟包電池仍然存在工藝、效率、良率痛點。
電池系統層面,為滿足整車高性能、低成本和高安全設計,電池系統正朝著CTP、CTB和CTC的方向迭代。但目前主流電池系統高集成后,單顆電芯不可更換,維護成本高。
往往挑戰的另一面即是機遇。
正力新能總裁陳繼程表示,填補空白、補齊短板、解決痛點是正力新能技術研發、產品設計的第一性原則,公司一直在思考不同場景下應用的實際需求,堅持用扎實均衡、全面發展的技術戰略,建立覆蓋全場景的產品戰略體系,目標是用“一顆芯”,串聯起陸海空全場景的零碳征程。
正力新能團隊通過對陸海空各應用場景需求,以及各種電池材料體系本征特性分析,結合研發、制造、應用等多個維度實踐,最終勾勒出「3·2·1」研發戰略。
在正力新能「3·2·1」研發圖譜里,3代表著三類電池化學材料,2代表著兩種電芯形態,1代表著一款可更“芯”的電池系統。由內向外,由底層向上不斷延伸拓展,從材料體系研發創新,到工藝設計變革;從結構創新,到技術多維突破,正力新能有著一套嚴謹的電池生態體系研發邏輯。
3:為何是這三類電池化學材料?
歷經多年市場檢驗,磷酸鐵鋰和三元已經成為主流的電池材料。如前所述,磷酸鐵鋰和三元也并非已經“完美”,還有進一步挖掘的潛力。據於洪將介紹,正力新能在現有材料基礎上,開發了超高鎳多元材料、復合型磷酸鹽材料和新型堿金屬離子材料。
第一類:超高鎳多元材料,鎳含量高達92%~98%。
相較于磷酸鐵鋰,三元材料能量密度更高、低溫性能更好、快充性能更優,但是因其含鈷、鎳等高價金屬元素,成本較高。
在中高端電動汽車、電動載人飛行器等對動力電池性能需求較高的應用領域,超高鎳多元材料是“最優解”。
截至目前,正力新能已經開發出能量密度320Wh/kg,具備高能量密度、高倍率、高安全和快充的超高鎳多元材料電池,滿足電動載人飛行器市場需求。同時,基于超高鎳多元材料,正力新能開發的正力·乾坤電池,系統能量密度高達260Wh/kg,可滿足中高端車型長續航、高安全等需求。
據知情人士介紹,除了自研自產,正力新能超高鎳多元材料已經配套國際頭部車企,供其進行高性能電池研發制造。
正力新能超高鎳多元材料搭配電解液可以為液態,也可以為固態,這意味著公司已經布局固態電池技術。
第二類:復合型磷酸鹽材料。基礎材料為磷酸鹽體系,可摻雜鎳、鈷、錳、鈦等元素。
今年前4個月,磷酸鐵鋰電池在中國市場裝機占比接近7成,磷酸鐵鋰以其經濟性、安全性、循環性能好等優勢,成為主流。但其能量密度短板也非常明顯。
據悉,正力新能復合型磷酸鹽材料能量密度高于磷酸鐵鋰,成本低于三元。搭載復合型磷酸鹽材料電池車型,續航可以覆蓋500km~700km,是一款兼顧能量密度和成本的材料,既可以作為磷酸鐵鋰和三元的有效補充,也可以替代磷酸鐵鋰和三元,在相關市場成為新的主流材料。
第三類:新型堿金屬離子材料,包含了鈉離子、鉀離子等材料;
據於洪將介紹,此類材料資源儲量豐富,制程工藝與現有鋰離子電池存在較多相似,成本遠低于磷酸鐵鋰和三元,是下一代低成本方案的最佳選擇。
現階段,正力新能已經完成鈉離子電池布局,第一代功率型產品可滿足3C充電、循環壽命高達3000次。
正力新能第一批高功率鈉離子電池已在海外裝車測試,電芯在20C倍率下容量保持率高達94%,-20℃低溫下具備92%的容量保持率。
正力新能這三類材料的戰略布局,已經可以覆蓋未來不同細分市場的需求。
2:主打方形和圓柱兩種電池形態
在電芯形態方面,正力新能將主要聚焦方形、圓柱兩種形態。
從國內市場來看,方形電池市場份額占比已經接近90%,正力新能現有產能也以方形電池為主,并且持續進行方形電池迭代。
大圓柱電池具備極致性能、極致效率、極致安全、極致降本等特性,被認為是中高端車型的優選解決方案。
正力新能已戰略布局了圓柱電芯,不僅有46標準系列的圓柱,更有直徑高達66mm的超大圓柱。應用上,不僅在中高端電動汽車領域使用,未來還將覆蓋儲能多個應用場景。
1:一款可更“芯”電池系統——正力·乾坤電池
為滿足整車高性能需求,業界都在開發高集成的電池系統。值得注意的是,目前主流電池系統在高集成后,單顆電芯不可拆卸、售后維修成本非常高,甚至不具備維修性,只能換電池包。
正力新能團隊從微創手術和組織修復汲取靈感,在業內首創極柱榫卯卡接技術,采用無結構膠設計,可實現全生命周期單顆電芯簡易“更換”,開辟了電池系統高集成+便捷維護的新路徑。
除了極柱榫卯卡接技術,正力·乾坤電池還包含公司自主研發的極柱冷卻、熱電分離、高度集成等多項原創技術。
高能量密度:正力·乾坤電池將箱體與下冷板集成,上蓋與上冷板集成,實現空間功能共用。得益于極高的集成效率,正力·乾坤電池系統能量密度高達260Wh/kg,處于目前行業領先水平。
極柱散熱技術:正力·乾坤電池首創的極柱散熱技術和雙重液冷技術,冷卻效率提升58%,強悍的冷卻能力,使得系統可以滿足6C快充的能力,為7分鐘超級快充保駕護航。
熱電分離技術:正力·乾坤電池極柱與防爆閥進行了異側設計,實現了熱電分離,從而保證電池系統的高安全性。
榫卯卡接技術:單顆電芯可更換,且更安全、更可靠。全生命周期維護成本低。
值得一提的是,正力·乾坤電池系統,不僅可以應用在動力電池市場,比如新能源汽車、電動船舶、電動載人飛行器,也可以應用在工業儲能、商業儲能和家庭儲能等儲能市場。
由內部的化學材料到電芯形態,再到電池系統,最終應用到動力電池和儲能電池的不同細分市場,正力新能的目標是覆蓋陸海空全場景的應用需求。基于「3·2·1」研發戰略支撐,正力新能重磅推出了正力·航空電池、正力·乾坤電池、正力·儲能電池和正力·鈉離子電池等四大系列,滿足不同應用領域的產品解決方案。
對于正力新能「3·2·1」研發戰略、產品和軟件定義電芯工廠的亮相,正力新能董事長曹芳談道,新工廠、新技術、新產品,是公司實現產品與技術跨越發展的一個新起點,也將開啟正力新能在全新使命驅動下的品牌新篇章。在國家“碳達峰、碳中和”戰略目標穩步推進的大背景下,在全球新能源產業蓬勃發展的大潮中,正力新能將立足新能源賽道,遵循追求極致、腳踏實地的價值觀,為新能源產業不斷創新貢獻一份力量,為社會發展創造更大價值。
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