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Ampace儲(chǔ)能電芯,以安全為基石打造產(chǎn)品力
發(fā)布時(shí)間:2022-09-20 17:36:42

廈門(mén)新能安(Ampace)是寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司(CATL)和新能源科技集團(tuán)(ATL)兩大全球鋰電巨頭在2021年4月共同投資設(shè)立的合資公司。Ampace將“以極致用戶(hù)體驗(yàn)的綠色能源解決方案,驅(qū)動(dòng)世界前行,賦能美好生活”作為使命,目標(biāo)市場(chǎng)定位在儲(chǔ)能系統(tǒng)、高功率產(chǎn)品、微型電動(dòng)兩輪車(chē)等中型電池。


在儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域,Ampace業(yè)務(wù)涵蓋家儲(chǔ)、工商儲(chǔ)、不間斷電源等產(chǎn)品,目前已服務(wù)于中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、歐盟和澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)的主要客戶(hù)。


Ampace儲(chǔ)能電芯選擇軟包磷酸鐵鋰路線。從化學(xué)體系角度,磷酸鐵鋰體系有著安全的本征優(yōu)勢(shì):熱分解溫度高,分解過(guò)程中不產(chǎn)生氧氣等助燃?xì)怏w,且滿(mǎn)充態(tài)正極無(wú)多余鋰元素,不易過(guò)充析鋰。在電芯形態(tài)方面,Ampace選擇軟包路線,一方面是軟包體系有著循環(huán)好,能量密度、功率密度雙高,尺寸靈活等性能優(yōu)勢(shì),另一方面,傳承于寧德新能源(ATL)在軟包領(lǐng)域20年的耕耘,Ampace在軟包電芯的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及可靠性方面有著深厚的技術(shù)積累,形成690+以上的獨(dú)家專(zhuān)利和大量的技術(shù)Know-how。


Ampace在儲(chǔ)能領(lǐng)域始終堅(jiān)持以安全為基石打造產(chǎn)品力。Ampace理解的安全是源自設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)證全流程的保證;是從Fresh到EOL的全生命周期安全;是包含了電芯的本征安全,電源管理系統(tǒng)(BMS)的主動(dòng)安全,以及發(fā)生失效后將危害將至最低的被動(dòng)安全。


Ampace儲(chǔ)能電芯,以安全為基石打造產(chǎn)品力

圖1:Ampace安全理念


設(shè)計(jì)方面,從客戶(hù)需求出發(fā),充分識(shí)別實(shí)際應(yīng)用工況中的安全風(fēng)險(xiǎn),并給與充分的設(shè)計(jì)余量,保證產(chǎn)品性能可完全彌補(bǔ)原料批次波動(dòng)、制程COV以及產(chǎn)品使用周期中的自然老化。Ampace實(shí)現(xiàn)了從材料基因到系統(tǒng)架構(gòu),從微觀到宏觀的全方位設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。尤其在聚合物隔膜、多極耳卷繞結(jié)構(gòu)、厚涂布等方面具有自己的專(zhuān)利壁壘和技術(shù)護(hù)城河。


Ampace認(rèn)為電芯安全一方面是設(shè)計(jì)出來(lái)的,另一方面是管理出來(lái)的。從原材料管控開(kāi)始,Ampace沿用ATL一脈相承的供應(yīng)商管理體系,對(duì)原材料的準(zhǔn)入有著行業(yè)內(nèi)最高標(biāo)準(zhǔn)。制造方面采用智能制造、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程,對(duì)影響電芯性能、可靠性的磁性雜質(zhì)、Particle、毛刺、陰陽(yáng)極錯(cuò)位等關(guān)鍵工序施加嚴(yán)格管控及檢測(cè)。與此同時(shí),Ampace儲(chǔ)能專(zhuān)用的第三代高速拉線的在生產(chǎn)效率及產(chǎn)品一致性方面也處于行業(yè)領(lǐng)先水平。


儲(chǔ)能領(lǐng)域電芯使用周期往往是數(shù)十年,如何保證、證明產(chǎn)品在如此長(zhǎng)的生命周期內(nèi)的可靠性是行業(yè)面臨的難題。在這方面,Ampace借助規(guī)模亞洲第一的實(shí)驗(yàn)室,在材料、Cell、PACK、終端系統(tǒng)全層次進(jìn)行充分驗(yàn)證。在電芯層面,每個(gè)體系會(huì)有>300顆電芯進(jìn)行超過(guò)18個(gè)月的測(cè)試,以評(píng)估電芯全生命周期安全性。除了常規(guī)的循環(huán)等性能測(cè)試及濫用測(cè)試,團(tuán)隊(duì)針對(duì)運(yùn)輸震動(dòng)、高溫高濕等實(shí)際工況,制定了工況譜震動(dòng)、水蒸氣滲透等特殊測(cè)試及綜合應(yīng)力串聯(lián)測(cè)試。并由專(zhuān)業(yè)的可靠性團(tuán)隊(duì)和仿真團(tuán)隊(duì)基于歷史大數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)模型,研發(fā)了加速驗(yàn)證模型、壽命預(yù)測(cè)模型。模型顯示, 在日本沖繩工況下,Ampace儲(chǔ)能電芯15年封裝失效率小于10dppm (圖2)。


Ampace儲(chǔ)能電芯,以安全為基石打造產(chǎn)品力

圖2:Ampace電芯可靠性驗(yàn)證結(jié)果 


從設(shè)計(jì)、制造到驗(yàn)證的嚴(yán)格把控,造就了Ampace電芯卓越的產(chǎn)品力。以家儲(chǔ)62.4Ah電芯為例,凝結(jié)了Ampace低鋰耗石墨、寬溫域電解液、高安全涂層等技術(shù),表現(xiàn)出高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)、高安全的綜合特性:其擁有180Wh/kg的高能量密度,>6000圈的循環(huán)壽命以及10年以上的日歷壽命,并具備優(yōu)異的高低溫性能,使用溫度區(qū)間達(dá)到-20℃~55℃。安全性能方面,包括新鮮電芯及EOL電芯,均可通過(guò)圓棒沖擊,55℃ 外短路,4.35V過(guò)充等嚴(yán)苛的濫用測(cè)試 (圖3),并保持電芯不漏液。在最具挑戰(zhàn)的針刺測(cè)試中,也表現(xiàn)出鋼釘全貫穿通過(guò)的極佳安全性。目前該產(chǎn)品已配套歐美日等地家儲(chǔ)市場(chǎng),贏得良好口碑。


Ampace儲(chǔ)能電芯,以安全為基石打造產(chǎn)品力

圖3:Ampace儲(chǔ)能電芯濫用測(cè)試結(jié)果


電芯的本征安全是儲(chǔ)能系統(tǒng)的根基,Ampace的電源管理系統(tǒng)(BMS)又進(jìn)一步為系統(tǒng)的安全助力。Ampace BMS系統(tǒng)全生命周期SOH精度5%,BMS精準(zhǔn)策略可延長(zhǎng)50%電芯壽命;高精度析鋰檢測(cè)技術(shù),全工況DCR檢測(cè)可提前識(shí)別電芯析鋰、內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn),云技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池異常,為全生命周期安全保駕護(hù)航。


有以上技術(shù)加持,Ampace儲(chǔ)能電芯在全球范圍內(nèi)獲得23項(xiàng)以上的認(rèn)證。在市場(chǎng)端,贏得國(guó)內(nèi)外多家主流客戶(hù)信賴(lài),累積四年出貨,市場(chǎng)端保持0事故。憑借以安全為基石打造的產(chǎn)品力,Ampace儲(chǔ)能電芯協(xié)助客戶(hù)獲2021年Intersolar大獎(jiǎng),殼牌公司零缺陷質(zhì)量獎(jiǎng)。


結(jié)語(yǔ)


Ampace認(rèn)為,安全不僅是材料、體系安全,還與設(shè)計(jì)余量、工藝制程等方面息息相關(guān)。產(chǎn)品安全是與研發(fā)、生產(chǎn)、管理等各部門(mén)相關(guān)的系統(tǒng)性工程。Ampace將持續(xù)圍繞可持續(xù)發(fā)展與可靠性保障, 在儲(chǔ)能領(lǐng)域?yàn)橛脩?hù)提供安全可靠的新能源解決方案。


稿件來(lái)源: 電池中國(guó)網(wǎng)
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