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全极耳工艺将助圆柱锂..

全极耳工艺将助圆柱锂电池再启航
2021-01-14

2020年9月,特斯拉举办了“电池日”活动。“无极耳工艺”成为“电池日”活动上的重磅技术,并搭载在了新发布的“4680圆柱电池”产品上。

根据特斯拉的介绍,基于无极耳工艺的4680型圆柱锂电池,电池容量较目前21700提升了5倍、输出功率提升6倍,车辆续航里程提高16%,同时电池每千瓦时成本也明显降低。据悉,无极耳工艺设计,有助于降低内阻,减少发热,从而为车辆带来更优的能耗表现以及充电性能。这也为特斯拉4680电池的创新提供了支撑。

事实上,在特斯拉推出无极耳工艺之前,国内就已经有设备、电池企业在极耳工艺上开展了类似的研发创新。

“特斯拉的无极耳‘4680’电芯,采用了无极耳工艺,事实上与国内企业研发的圆柱型32135-40135锂离子电池的‘全极耳工艺’有异曲同工之处。”宁波久鼎新能源科技有限公司相关负责人告诉电池中国网,目前国内包括宁波久鼎等在内的企业已经研发并推出了全极耳工艺的圆柱型锂电池生产设备,“由于全极耳(无极耳)工艺的圆柱型锂电池,能量密度高,输出功率提升数倍,同样空间下车用搭载这种锂电池续航里程增加13%,且电池成本每千瓦时可以降低10%以上。”

该人士还进一步介绍称,采用全极耳工艺设计,正、负极集流体与外壳、盖帽直接连接,使得电流传导面积成倍增大,电流导电距离大大缩短,从而降低了电池的内阻,减少发热量,延长电池寿命,并提高充放电峰值功率。

此外,全极耳工艺与目前单、双极耳传统工艺相比,还表现在先卷边封口,预留注液孔,当化成后可以通过拆掉注液孔中的堵头,将化成过程中产生的气体释放,这使电池内压大大下降,减少由于内压增大而使电池失效甚至爆炸的可能,安全性进一步提高。

正是全极耳/无极耳工艺有着诸多优点,目前包括特斯拉、宁波久鼎新能源、逸飞激光等众多产业链企业都大举在这一工艺设计上进行探索创新并推出相关产品。

作为新理念的工艺设计,特斯拉提出并应用无极耳工艺设计,也是基于收购了早前生产圆柱型碱性电池生产线的公司——加拿大海霸,以及引入Jeff Dahn研究团队,为无极耳大圆柱型锂电池生产做设备技术研发提供了基础支撑。由于无极耳(全极耳)仍属于新技术,目前国内相关电池、设备企业在这一领域的探索仍相对有限,能提供无极耳(全极耳)工艺的设备还相对较少。

“与加拿大海霸相似,宁波久鼎新能源也是一家专业从事碱性电池生产装备的企业,在圆柱型电池生产装备方面具有较大的优势,设计制造的碱性电池生产线达到600PPM以上。”据宁波久鼎新能源相关负责人介绍,公司自2018年进入锂电池领域,开始以锂电池生产装备作为主攻方向,目前已完成了200PPM的圆柱型32135-40135、4680锂离子电池相关设备的设计,其中就包括大圆柱型全极耳(无极耳)正、负极电芯揉平机设备的设计开发。此外,公司在滚槽机、封口卷边机、脱/戴防溢帽(罩杯)机、注电液机、高压电液吸收机等圆柱锂电池相关设备的设计与研发上都积累了丰富经验。

据悉,目前包括特斯拉以及其电池供应商LG新能源、松下电池都已经在着手4680电池的生产制造,预计无极耳(全极耳)工艺也将在接下来几年快速落地。国内方面,全极耳(无极耳)工艺提出的可能更早,并且已经有部分设备企业开始布局并不断完善,相信也会带动国内锂电池,尤其是大圆柱锂电池再拓新的台阶。


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