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

廈門新能安(Ampace)是寧德時代新能源科技股份有限公司(CATL)和新能源科技集團(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“以極致用戶體驗的綠色能源解決方案,驅(qū)動世界前行,賦能美好生活”作為使命,目標市場定位在儲能系統(tǒng)、高功率產(chǎn)品、微型電動兩輪車等中型電池。


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


Ampace儲能電芯選擇軟包磷酸鐵鋰路線。從化學體系角度,磷酸鐵鋰體系有著安全的本征優(yōu)勢:熱分解溫度高,分解過程中不產(chǎn)生氧氣等助燃氣體,且滿充態(tài)正極無多余鋰元素,不易過充析鋰。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,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、生產(chǎn)制造及可靠性方面有著深厚的技術(shù)積累,形成690+以上的獨家專利和大量的技術(shù)Know-how。


Ampace在儲能領(lǐng)域始終堅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、制造、驗證全流程的保證;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)的主動安全,以及發(fā)生失效后將危害將至最低的被動安全。


Ampace儲能電芯,以安全為基石打造產(chǎn)品力

圖1:Ampace安全理念


設(shè)計方面,從客戶需求出發(fā),充分識別實際應(yīng)用工況中的安全風險,并給與充分的設(shè)計余量,保證產(chǎn)品性能可完全彌補原料批次波動、制程COV以及產(chǎn)品使用周期中的自然老化。Ampace實現(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)計和驗證。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利壁壘和技術(shù)護城河。


Ampace認為電芯安全一方面是設(shè)計出來的,另一方面是管理出來的。從原材料管控開始,Ampace沿用ATL一脈相承的供應(yīng)商管理體系,對原材料的準入有著行業(yè)內(nèi)最高標準。制造方面采用智能制造、標準化生產(chǎn)流程,對影響電芯性能、可靠性的磁性雜質(zhì)、Particle、毛刺、陰陽極錯位等關(guān)鍵工序施加嚴格管控及檢測。與此同時,Ampace儲能專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)模亞洲第一的實驗室,在材料、Cell、PACK、終端系統(tǒng)全層次進行充分驗證。在電芯層面,每個體系會有>300顆電芯進行超過18個月的測試,以評估電芯全生命周期安全性。除了常規(guī)的循環(huán)等性能測試及濫用測試,團隊針對運輸震動、高溫高濕等實際工況,制定了工況譜震動、水蒸氣滲透等特殊測試及綜合應(yīng)力串聯(lián)測試。并由專業(yè)的可靠性團隊和仿真團隊基于歷史大數(shù)據(jù)及數(shù)學模型,研發(fā)了加速驗證模型、壽命預(yù)測模型。模型顯示, 在日本沖繩工況下,Ampace儲能電芯15年封裝失效率小于10dppm (圖2)。


Ampace儲能電芯,以安全為基石打造產(chǎn)品力

圖2:Ampace電芯可靠性驗證結(jié)果 


從設(shè)計、制造到驗證的嚴格把控,造就了Ampace電芯卓越的產(chǎn)品力。以家儲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)間達到-20℃~55℃。安全性能方面,包括新鮮電芯及EOL電芯,均可通過圓棒沖擊,55℃ 外短路,4.35V過充等嚴苛的濫用測試 (圖3),并保持電芯不漏液。在最具挑戰(zhàn)的針刺測試中,也表現(xiàn)出鋼釘全貫穿通過的極佳安全性。目前該產(chǎn)品已配套歐美日等地家儲市場,贏得良好口碑。


Ampace儲能電芯,以安全為基石打造產(chǎn)品力

圖3:Ampace儲能電芯濫用測試結(jié)果


電芯的本征安全是儲能系統(tǒng)的根基,Ampace的電源管理系統(tǒng)(BMS)又進一步為系統(tǒng)的安全助力。Ampace BMS系統(tǒng)全生命周期SOH精度5%,BMS精準策略可延長50%電芯壽命;高精度析鋰檢測技術(shù),全工況DCR檢測可提前識別電芯析鋰、內(nèi)短路風險,云技術(shù)實時監(jiān)控電池異常,為全生命周期安全保駕護航。


有以上技術(shù)加持,Ampace儲能電芯在全球范圍內(nèi)獲得23項以上的認證。在市場端,贏得國內(nèi)外多家主流客戶信賴,累積四年出貨,市場端保持0事故。憑借以安全為基石打造的產(chǎn)品力,Ampace儲能電芯協(xié)助客戶獲2021年Intersolar大獎,殼牌公司零缺陷質(zhì)量獎。


結(jié)語


Ampace認為,安全不僅是材料、體系安全,還與設(shè)計余量、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, 在儲能領(lǐng)域為用戶提供安全可靠的新能源解決方案。


稿件來源: 電池中國網(wǎng)
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