摘要

技術創(chuàng)新推動優(yōu)質產(chǎn)能發(fā)展。

今年以來，以超充、大圓柱和固態(tài)等為代表的高性能電池，產(chǎn)業(yè)化新進展頻發(fā)，正加速推動鋰電產(chǎn)業(yè)鏈朝著更優(yōu)質生產(chǎn)結構的方向迭代。

在第十三屆科技大會上，國軒高科正式推出“G刻”5C超快充電池、“星晨”高鎳三元大圓柱電池兩款新一代電池，同時對公司首款全固態(tài)電池“金石”的相關技術進行了介紹。

首先，基于對“續(xù)航焦慮的本質是補能焦慮”的洞察，國軒高科推出了全系支持5C超充的“G刻”電池。

5C意味著其能夠實現(xiàn)9.8min補能10%-80%、15min補能5%-90%、25min補能0%-100%。 “全系”則既意味著支持純電、增程混動等全場景應用，同時覆蓋了磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰和三元等多元材料體系。

在帶電量方面，“G刻”鐵鋰系電池包容量最高超75kWh，可實現(xiàn)600km以上續(xù)航；三元電池包容量超100kWh，可實現(xiàn)800km以上續(xù)航。

更進一步來看，在正極方面，“G刻”主要通過將鐵鋰壓實密度提升至2.65g/cc、將三元電壓提升至4.45V，并對材料整體進行高熵摻雜和梯度包覆來實現(xiàn)高穩(wěn)定與低阻抗。

另據(jù)工程研究總院副院長曹勇博士介紹，“G刻”電池在能量密度上的表現(xiàn)突出，即可于鐵鋰電池單體上實現(xiàn)190Wh/kg的能量密度、在三元電池單體上實現(xiàn)255Wh/kg的能量密度，同時兼具5C快充能力。 在負極方面，“G刻”基于多元石墨材料，通過對其梯度孔隙率進行改善、建立多維超導網(wǎng)絡、提高粘結劑分布和剝離強度等，來達到極片電阻率降低30%的效果。

輔材上，“G刻”還運用了電導率超過12.4mS/cm的低粘復合電解液、吸液能力提高150%的超薄復合涂層隔膜等，并對結構進行極簡改造，最終實現(xiàn)超快充能力的突破。

熱管理方面，國軒針對三元材料采用多面冷卻的解決方案，可實現(xiàn)單電芯換熱面積提升200%；針對鐵鋰材料則采用的是底部冷卻的策略，可相應提升3%體積利用率。另結合陶瓷復材、高壓防拉弧、納米隔熱等，，“G刻”可實現(xiàn)電芯間的0熱擴散。

產(chǎn)業(yè)化進度上，G刻電池“發(fā)布即量產(chǎn)”，目前已開始推進整車夏標的測試。

瞄準D、E級車對高性能電池的需求，國軒高科基于高鎳三元和4695大圓柱結構推出了大圓柱快充電池“星晨電池”。

星晨電池容量為33.6Ah，質量能量密度達285Wh/kg，體積能量密度達775Wh/L，并可在常溫循環(huán)2500次保持70%的健康狀態(tài)。

快充性能方面，星晨電池支持4C快充，即9分鐘內從10%補能達到70%。

具體來看，星晨電池采用國軒自研的第二代硅碳材料，可實現(xiàn)1800mAh/g的克容量（提升30%）、1Ωcm電阻率（降低100倍）、92%首效、35%滿電膨脹和1200圈的單片電池循環(huán)。

其在極速電解液方面的創(chuàng)新則體現(xiàn)為60%的離子電導率提高、30%的電解液粘度降低和20%界面阻抗的降低。

電芯層面上，通過對電芯進行梯度極片設計，可使得迂曲度降低20%、離子傳輸路徑降低30%；新型結構件設計則將空間利用率提升了6%，最終可支持6C充電。

在產(chǎn)品研發(fā)之外，國軒高科在制造與供應鏈垂直整合上的能力也使得星晨產(chǎn)品的綜合優(yōu)勢明顯。

據(jù)介紹，國軒高科第七代桐城工廠已實現(xiàn)um級精度生產(chǎn)；生產(chǎn)故障率嚴控在ppb級，cov降低50%。通過自動化生產(chǎn)，該工廠實現(xiàn)了單GWh人力成本降低37.5%；疊加公司在材料端垂直整合及回收再利用上的布局，最終達到制造費用降低50%的效果。

在制造與供應鏈的支持下，星晨電池預計可于今年四季度實現(xiàn)量產(chǎn)，并先為國外主機廠進行供貨。 此外，國軒高科也公開了其磷酸錳鐵鋰啟晨電池的最新進展：預計今年Q2在滁州工廠實現(xiàn)SOP；第一批搭載啟晨電池的電動車則將于Q3進入SOP。

啟晨電池已獲得2個客戶量產(chǎn)定點，另為超過15家客戶送樣并進入測試階段。

國軒高科還首次對其在全固態(tài)電池領域的技術選擇與產(chǎn)品布局進行了介紹。

國軒全固態(tài)電池團隊在材料端的三個技術突破主要是微納化固體電解質、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔硅負極。

國軒全固態(tài)電池選擇的是硫化物電解質路線。基于對硫銀鍺礦型材料的微納化處理（D50不超過500nm），其電解質可實現(xiàn)超過10mS/cm的高電導率。

此外，其超薄膜包覆的單晶正極可實現(xiàn)比容量為220mAh/g、三維介孔硅負極比容量則為1500mAh/g。

基于以上技術，國軒高科推出首款全固態(tài)電池產(chǎn)品“金石電池”。其中30Ah全固態(tài)電芯可實現(xiàn)350Wh/kg的質量能量密度，800Wh/L的體積能量密度，電芯體系循環(huán)次數(shù)則可達3000次以上。

相關PACK則可實現(xiàn)80%的質量成組率，280Wh/kg的系統(tǒng)能量密度，并支持單次充電續(xù)航1000KM。這意味著公司已實現(xiàn)從模具電池到車規(guī)級電芯制造的突破。

目前，金石電池已一次性通過了200度熱箱測試，安全性遠超國標需求。

據(jù)固態(tài)電池項目總工程師潘瑞軍介紹，在比較保守的時間線下，國軒全固態(tài)電池預計會在2027年進行小批量上車試驗；產(chǎn)業(yè)鏈建立起來的情況下，預計2030年會瞄準350Wh/kg全固態(tài)進行量產(chǎn)。