La densité énergétique du système de batterie ternaire atteint-elle 302Wh/kg ?

À l'heure actuelle, de nombreux équipementiers tels que Dongfeng, FAW, GAC, Changan et BAIC se sont portés candidats pour des modèles purement électriques dont la densité énergétique du système est supérieure à 200 Wh/kg. Les entreprises de batteries de soutien sont CATL, CALB et Guoxuan Hi-Tech de Les 10 premiers fabricants de batteries lithium-ion en Chine.

Certains modèles sont entrés dans le "Catalogue des modèles recommandés pour la promotion et l'application des véhicules à énergie nouvelle", ce qui indique que le système de batterie de plus de 200Wh/kg sera installé dans la production de masse à grande échelle, ce qui aidera le système de batterie de puissance produit en masse en Chine à entrer dans l'ère des 200Wh/kg.

Sous l'action de l'amélioration du système de matériaux et de l'optimisation de la structure du système, la densité énergétique des systèmes de batteries d'énergie produits en série en Chine a continué à augmenter ces dernières années.

Parmi eux, la densité énergétique du système de batterie LFP actuellement produit en masse a légèrement augmenté, passant de 140Wh/kg à environ 150Wh/kg, celle du système de batterie ternaire est passée de 160Wh/kg à plus de 180Wh/kg, et les produits de certaines entreprises de batteries ont même dépassé les 190Wh/kg. L'ampleur est plus évidente.

Dans ce contexte, trois entreprises de batteries, CATL, China Innovation Aviation et Hefei Guoxuan, ont pris les devants en s'engageant sur la voie d'une densité énergétique des systèmes de production de masse supérieure à 200Wh/kg, ce qui indique qu'elles peuvent améliorer l'énergie spécifique des cellules de batteries et optimiser la structure du PACK. Une avancée majeure a été réalisée à cet égard.

Dans l'ensemble, les systèmes de batteries de 200 Wh/kg fournis par CATL, China Innovation Aviation et Guoxuan Hi-Tech aux équipementiers adoptent tous la technologie ternaire, et chacun a ses propres caractéristiques en termes de mise en œuvre technique.

L'industrialisation de la batterie de deuxième génération à haute teneur en nickel s'accélère

Parmi eux, la densité énergétique du système de batteries ternaires fourni par CATL pour le MVP purement électrique Dongfeng Lantu atteint 212Wh/kg, ce qui constitue le record de densité énergétique pour l'application actuelle de chargement de batteries ternaires.

Il est rapporté que CATL a commencé la production de masse de sa batterie NCM811 de première génération à haute teneur en nickel/graphite en 2018, avec une énergie spécifique de 270Wh/kg et une densité énergétique du système de 180Wh/kg. Depuis 2019, les expéditions ont continué à augmenter, devenant le principal produit de l'installation actuelle de batteries à haute teneur en nickel en Chine.

Afin de renforcer son avantage concurrentiel dans le domaine des batteries à haute teneur en nickel, CATL développe activement sa batterie NCM811 de deuxième génération avec un système à haute teneur en nickel + carbone silicium, et a mis au point un échantillon de batterie avec une énergie spécifique de 304Wh/kg en 2019.

En mars 2022, CATL a déclaré que l'entreprise avait mis au point la technologie CTP de troisième génération par itération technique, qui peut être appliquée à ses batteries LFP et à ses batteries ternaires, également connues sous le nom de "batteries Kirin", et dont le lancement officiel est prévu pour le deuxième trimestre de cette année.

La densité énergétique du système de batterie LFP utilisant la technologie CTP3.0 dépasse 160Wh/kg et 290Wh/L, et la densité énergétique du système de batterie ternaire peut atteindre 250Wh/kg et 450Wh/L.

Le système de batterie ternaire de CATL pour les nouveaux modèles de l'équipementier dépasse les 200 Wh/kg, ce qui est susceptible d'être la batterie de deuxième génération à haute teneur en nickel produite en masse, mais il reste à vérifier si la technologie CTP3.0 est adoptée.

Innovation dans la structure des cellules et la technologie d'intégration des systèmes - One-Stop Battery

Le système de batterie ternaire de China Innovation Aviation pour un modèle Hechuang Z03 de véhicule de tourisme GAC a également atteint 205 Wh/kg, équipé d'un bloc-batterie de 94,46 kWh, et la gamme complète des conditions d'exploitation du CLTC a atteint 800 km.

La version longue endurance de la Hechuang Z03 serait équipée d'un nouveau système d'échappement. pile ternaire au lithium développé conjointement par Hechuang Automobile et China Innovation Aviation. Il adopte la structure CTP et la technologie de supplémentation en lithium dopé au silicium, de sorte que la densité énergétique du système de batterie dépasse 200Wh/kg.

Pour améliorer la densité énergétique des batteries, outre l'optimisation du système de matériaux, China Innovation Airlines innove également au niveau de la structure des cellules et de la technologie d'intégration des systèmes.

En septembre 2021, AVIC Lithium a lancé un nouveau produit technologique de conception - One-Stop Bettery.

One-Stop aurait mis au point de nombreuses technologies telles que la paroi ultra-mince de la coque, le moulage multidimensionnel de la coque, l'emballage composite multifonctionnel, la connexion électrique à pont intégré, l'isolation externe à cisaillement élevé, l'intégration de l'assemblage sans poussière in-situ, etc.

Le poids de la structure est réduit de 40%, le taux d'utilisation est augmenté de 5%, le nombre de pièces est réduit de 25% et le coût global de la structure est réduit de 15%.

Au niveau du système, les batteries One-Stop comprennent la technologie sans module, la technologie de connexion en série minimaliste, la technologie de boîtier composite intégré, la technologie de gestion thermique à haut rendement, la technologie de refroidissement liquide intégré, la technologie d'épissage des blocs de construction, la technologie de suppression de l'emballement thermique ( PPT).

L'utilisation de l'espace du produit est augmentée de 5% ; la densité énergétique est augmentée de 10% ; les pièces sont réduites de 20% ; l'efficacité de l'échange de chaleur est augmentée de 50% ; le coût est réduit de 10%.

Selon China Innovation Aviation, l'énergie spécifique de la batterie ternaire équipée de cette technologie peut atteindre 300Wh/kg, et la densité énergétique du système peut atteindre 240Wh/kg ; l'énergie spécifique de la batterie LFP peut atteindre 200Wh/kg, et la densité énergétique du système peut atteindre 160Wh/kg. Les produits dotés de la technologie One-Stop Bettery devraient être disponibles au deuxième trimestre 2022.

La densité énergétique de la batterie ternaire à haute teneur en nickel dépasse 302Wh/kg

Dans le deuxième lot du "catalogue recommandé" en 2021, le modèle EX3, une voiture purement électrique déclarée par Jingxin Energy, est équipé d'un système de batterie ternaire avec une densité d'énergie allant jusqu'à 200,22Wh/kg. Il a ouvert la voie à l'application d'une charge de batterie de 200Wh/kg.

Dans le quatrième lot du "catalogue recommandé" en 2021, un véhicule de tourisme électrique polyvalent COSMOS EV déclaré par Changan Automobile est équipé d'un système de batterie ternaire d'une densité énergétique de 201Wh/kg. Le fournisseur de la batterie est également Guoxuan Hi-Tech.

Cela marque une nouvelle extension du champ d'application du système de batterie 200Wh/kg de Guoxuan Hi-Tech. Guoxuan Hi-Tech a déclaré que la densité énergétique de la batterie ternaire à haute teneur en nickel de l'entreprise dépassait 302 Wh/kg et que la densité énergétique du système dépassait 200 Wh/kg. Elle a réussi à produire en masse à grande échelle, avec une durée de vie de 1 500 semaines à température ambiante, et a été équipée d'un certain nombre de modèles de milieu et de haut de gamme.

Il convient de noter qu'en plus des Les 10 premières entreprises de batteries d'énergieEn outre, les équipementiers développent activement la technologie des batteries d'énergie et ont réalisé des avancées positives en matière d'amélioration de la densité énergétique, de performance de charge rapide et de sécurité.

Par exemple, une voiture purement électrique, l'AION LX, déclarée par GAC Passenger Cars en 2021, a une densité énergétique de 205 Wh/kg, et le fournisseur de la cellule de la batterie est inconnu.

GAC Passenger Vehicle est responsable du groupe motopropulseur, avec une capacité de batterie de 144,4 kWh et une autonomie de 1008 km dans des conditions d'exploitation. Gaogong Lithium Battery a appris que la principale raison pour laquelle l'autonomie de la nouvelle GAC Aion LX dépasse 1000 km est qu'elle adopte la technologie de batterie à puce anodique en silicium spongieux développée indépendamment par GAC.

La technologie de la batterie à feuille d'anode en silicium éponge consiste à doper l'anode avec du silicium, de sorte que la feuille d'anode en silicium à l'intérieur de la batterie devient aussi souple et élastique qu'une éponge, de sorte que l'expansion et la contraction du silicium au cours du processus de charge et de décharge sont limitées et tamponnées, et ne se brisent pas.

Grâce à cette technologie, le volume des cellules peut être réduit de 20% et le poids peut être réduit de 14% à puissance égale, et le rapport entre les cellules dépasse 280Wh/Kg. En outre, grâce à l'optimisation de la structure PACK, son système de batterie de puissance a dépassé les 200Wh/kg.

Actuellement, GAC augmente ses investissements dans la R&D et la production de batteries d'énergie. La première société d'innovation technologique incubée par le groupe, Juwan Technology Research Institute, a fourni des batteries pour l'Aion V de GAC.

Le développement de la cellule de batterie de la batterie ternaire au lithium à charge super rapide qu'elle a mise au point a terminé trois itérations, et elle a investi 3 milliards de yuans pour construire une base de production d'une capacité annuelle de 8GWh.

En mars de cette année, la ligne de production expérimentale de batteries électriques développée par GAC Aian a commencé à être construite. Le projet couvre l'ensemble du processus de production des batteries, de la préparation de la boue au bloc-batterie, ainsi que des laboratoires pour la recherche et le développement des matériaux, les essais physiques et chimiques et les performances électriques. Il devrait être officiellement mis en service d'ici la fin de l'année 2022.