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瑞浦兰钧侯侯敏:预计下半年发布800-850Wh/L高能量密度电池

3月28日-30日,以“夯实电动化推进智能化实现高质量发展”为主题的中国电动汽车百人会论坛(2025)在京隆重召开!本届论坛汇聚20+政府有关部门领导、30+院士专家、100+汽车及相关领域的企业代表,共议汽车产业变革新路径。在30日召开的动力电池论坛上,瑞浦兰钧能源股份有限公司副总裁侯敏发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:


瑞浦兰钧能源股份有限公司副总裁 侯敏

尊敬的各位领导、各位嘉宾:

上午好!

我是来自瑞浦兰钧的侯敏,今天非常荣幸有机会在这里跟大家分享公司“高比能问顶·硅碳方形电池研究进展”。

瑞浦兰钧经过7年的发展,作为一家全球化的动力和储能电池供应商,我们一直专注于设计开发和生产新能源及储能用的电池及系统,目前我们的产品已经拓展到了乘用车、商用车、电力储能等九大应用领域。7年整个公司的出货量达到了43.7GWh,相比于2023年增长了124%。

公司自成立以来,一直追求极致的创新。在电芯的设计方面,我们聚焦于多维固液界面技术、SCL电极设计技术,以及我们独创的问顶技术。在电芯制造和智能工厂方面,我们单线超过了10GWh的年产能,工厂实现了AI智能控制和管理,同时也在积极建设一个零碳工厂。创新的电芯设计和高质量的电芯制造,也让产品的质量得到了飞跃的提升,故障率仅有PB级别,受到了很多客户的认可。

公司聚焦于新能源行业痛点问题,在高比能方向,我们着重从电化学体系的优化、极致的轻量化和独创的问顶技术方面来实现。首先我们把电化学体系,从常规的电化学体系逐渐向多电子反应体系升级。超高镍的三元材料和硅碳负极是目前我们高比能电池快速产业化的首选材料。在极致轻量化方面,通过复合集流体的应用,还有结构件的减薄,这些都是电芯实现轻量化及低成本的有效途径。我们独创的问顶结构技术全面提升了产品的能量密度。

在2022年8月份,我们当时发布了问顶结构,经过2年左右,我们攻克了近百项工艺难题,2024年全面实现了产业化,并且在动力跟储能、商用车等领域全面得到了应用,目前每个月的出货量达到了2GWh。问顶结构改变了传统方形电池的工艺,从设计上避免了极耳冗余下沉的问题,同时也提高了壳体内部的空间利用率、电芯的能量密度,也缩减了50%左右的极耳长度,降低了电芯的内阻和发热量,提高了电芯的能量效率,不管在储能还是在动力方向,产品的电性能测评方面还是表现得比较优异的。

除了结构的创新,我们也深入研究了高面密度、高压实、高克容量的工业界面技术,将结构创新和电化学体系的创新有效地结合在了一起。

在化学体系升级中,高镍三元材料表面包覆和掺杂了一些材料,热性能表现良好,同时采用了气相沉积硅碳材料,通过多孔碳基质,缓解硅颗粒的体积膨胀,维持其结构的稳定性。

高稳定的安全隔膜对高能量密度的电芯至关重要,通过基膜改性和表面涂覆物的升级,有效地减少了高温下的热收缩力,同时也降低了电芯的热失控概率。复合集流体一方面可以降低整个电芯的重量,另一方面也能够有效地提升电芯的安全,避免电芯内部热的扩散。我们研制了半固态电解质,生产工艺相对比较简化,而且制造成本低,能有效提高高能量密度电芯的热稳定性。

在高镍、超高镍化学体系中,硅的化学特性作为设计的主要侧重点,匹配的各类化学元素均需要做出相应的调整,有些设计思路和纯石墨的是相反的,所以对应的化学体系的调整缩小了加工窗口,有利于在性能和生产加工窗口之间达到一个平衡。在硅材料的选择上,生物类的硅碳价格比较低,而且动力学也比较好,更适合于低硅体系。在中高硅的体系中,石油焦类和树脂类的硅碳更符合设计要求。同时从量产的角度来考虑石油焦和树脂类的硅碳更容易控制批次的稳定性,各家的硅负极厂对提高硅碳的性能有差异性的技术路线,我们预判经过几年的提升,硅碳最终可以达到理论上的0.8V,首效88%以上。针对硅碳的不同性能,我们也针对性地开发了不同评测方法和标准,形成了一个系统的评价体系。

我们通过研究发现,当硅超过一定的添加量以后,石墨和硅的颗粒排布对整个负极片的膨胀、电芯的循环性能会产生较大的影响。目前,低硅体系可以满足4.2C,最高5C以上的快充性能,而且循环寿命也是比较优异的。中硅体系我们能满足3.5C,最高4C的快充。而高硅我们能做到2.2C,最高3C的快充,而且循环寿命预期会超过1500周。我们也对应着把液态和半固态方形电池在车上实现了装车评测,其中350Wh/Kg的方形电池的寿命将会超过1200圈。从研究结果来看,含24%的硅碳负极的高比能方形电池循环寿命预期会达到1100周。

同时我们也研究了少量的硅碳匹配中镍三元6-8C超级快充里面应用的场景,电池的能量密度预期会达到260Wh/Kg,体积比能量是600Wh/L,最高的快充能力实现8C,平均的充电倍率是5C,预期快充循环寿命将会超过2000周。

为了进一步提高问顶的高比能量电芯的安全性,我们研制了310Wh/Kg的半固态电池,体积比能量达到了750Wh/L,它的功率性能和内阻是比较接近液态电池的,在170℃热箱热失控时间超过了30分钟,循环寿命预期大于1200周,目前这款电池已经在主机厂进行装车测试,预计今年能够实现小批量生产。我们也对800-850Wh/L的高体积能量密度的电芯今年展开了深入研究,预期下半年会进行发布。

过去几年瑞浦在ESG方面取得了令人瞩目的成绩,公司的核心技术问顶电池具备低内阻、高能量效率的优势,提升了产品能量效率,从而也显著降低了碳排放。同时,问顶电池优异的成本优势、能源利用优势,有利于助推公司ESG可持续发展。

谢谢大家!

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