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對標日韓巨頭 江蘇天鵬NCA電池“領跑”

來源:高工锂電網   發布時間:2019-08-02 09:27      設置字體:大中小
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摘要:在三元圓柱锂電池深耕十多年之後,江蘇天鵬(TENPOWER)成爲國內首家量産NCA體系圓柱電池的企業。
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在锂電池高鎳化的征途中,圓柱電池明顯比方形電池和軟包電池快人一步,而在NCANCM811的路徑選擇上,市場角力的關鍵點在于,誰能在安全性上更上一籌,誰就將更具産品競爭力。

配套特斯拉的松下,給出的答案是NCA體系,背後的原因在于,盡管NCA體系生産制造難度比NCM811更大,但其在的安全性上具有更勝一籌的優勢。而韓國锂電巨頭三星SDI,也在明顯加大對于NCA體系的投入。

而這也是對標日韓電池系的江蘇天鵬(TENPOWER)在布局高鎳電池時,將目光鎖定于NCA體系的最主要原因。

三元圓柱锂電池深耕十多年之後,江蘇天鵬(TENPOWER)成爲國內首家量産NCA體系圓柱電池的企業。

高工锂電獲悉,江蘇天鵬(TENPOWER)NCA體系圓柱電池已經于2017年實現規模化量産,同時已經在包括高端電動工具、園林工具、兩輪車、微型電動車等應用領域得到批量應用,並得到了來自客戶端的良好反饋。

對于NCA技術路線的選擇,江蘇天鵬(TENPOWER)總經理陳璇向高工锂電表示,天鵬經過多年研發、測試發現,盡管NCA體系在材料生産以及電池制造上難度都更高,成本也更高,但是其在整體的穩定可靠性,尤其是在一些極端濫用條件下的安全性上有明顯優勢,這契合了天鵬的産品價值觀和企業文化,正是看中于此,江蘇天鵬(TENPOWER)確立了NCA方向。

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NCA電池與NCM811電池在過充濫用測試情況下對比

然而,要真正將NCA電池推向量産,絕非易事,尤其是以國內現有的供應鏈體系和生産制造控制能力,對此,江蘇天鵬(TENPOWER)對標日韓系企業,在産品設計、生産制造、供應鏈把控等各個環節進行了一系列針對性的突破。

陳璇介紹,NCA電池生産的難度主要體現在三個層面,一是原材料穩定性的控制;二是電池的設計;三是電池生産制造的過程控制。

NCA中鎳钴鋁常見的配比爲8:1.5:0.5,鋁的含量非常少,以Al(過渡金屬)代替錳,是將鎳钴錳酸锂通過離子摻雜和表面包覆進行改性,離子摻雜可以增強材料的穩定性,提高材料的循環性能。

但是在制作過程中,由于Al爲兩性金屬,不易沉澱,因此NCA材料制作工藝上存在門檻,目前國際上具有NCA多年、大批量穩定生産經驗的廠家,還主要在日韓。

在原材料的穩定性控制上,NCA材料生成難度高,普通的生産設備,工藝條件和過程環境是無法滿足NCA材料的穩定性的要求。

2014年起,江蘇天鵬(TENPOWER)對國內外的材料廠商進行了大量的評價測試分析。對比國內NCA材料的綜合性能和穩定性,進口的NCA材料在各項指標的穩定性上具有明顯的優勢,盡管價格也會高于國內,但是爲保證産品的高可靠性和一致性。

江蘇天鵬(TENPOWER)選擇采用與三星、村田等日韓系的材料供應鏈,並建立了供應鏈的戰略合作,以此保證穩定的供給。

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在電池的設計上,可靠性設計是産品具有更好一致性和穩定性的基礎,對于NCA體系而言,更是如此,聚焦于此,江蘇天鵬(TENPOWER)結合自身在圓柱電池10多年的研發經驗,針對于NCA體系做了針對性的設計開發和産品驗證,在追求高比能量的同時,重點兼顧安全和一致性,並通過了國家強制檢驗。

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在生産制造的過程控制上,與其它材料體系只需注液工序對濕度進行嚴格控制不同,NCA要求在電池生産全過程均要控制濕度在2%以下,這對生産制造提出了很大的挑戰。

江蘇天鵬(TENPOWER)介紹,爲了滿足嚴苛的生産條件,天鵬NCA體系電池全程都在2%RH以下的環境控制的生産車間內制造。即便如此,高殘堿的NCA體系的漿料依然面臨穩定性問題,對此,江蘇天鵬(TENPOWER)掌握了一套特殊的工藝過程處理,以保障産品的一致性和穩定性。

基于NCA體系,江蘇天鵬(TENPOWER)開發了多元化系列産品,分別針對于高端電動工具、吸塵器、電動汽車及兩輪車等不同的細分市場。

針對高端電動工具、吸塵器等小動力市場,天鵬主打的産品爲2.5Ah18650電芯,該産品兼顧了高容量和大倍率,可以實現15C放電,滿足小動力應用對于倍率的高要求。

針對電動汽車和輕型車領域,天鵬的的主力産品爲28HE32HE18650等電芯,該系列産品能滿足微型電動車和電動自行車對于高續航的要求,同時可以實現2-5C的放電倍率,快充性能優秀,可以應對整包140-160kwh/kg的中長期技術要求。目前該系列産品已經在包括上汽通用五菱、五羊本田、博世等客戶的不同産品上得到應用。

此外,針對現有的以汽油機爲動力的園林工具以及很多直流大電流工具,江蘇天鵬(TENPOWER)開發了基于NCA體系的21700規格電池,可以滿足更大倍率、更大能量密度以及更低成本的應用要求,該産品已經處于小批量産階段。

除了在NCA體系電池上國內領跑,江蘇天鵬(TENPOWER)在小動力電池領域的倍率性能提升上也遠超同行,甚至超越了部分國際競爭對手。

目前,江蘇天鵬(TENPOWER)的30A高倍率産品穩定出貨中,其18650系列1.5/2.0AH-30A産品已解決了30A持續放電壽命短及溫升問題,短時間脈沖輕松承載100A以上電流,低溫性能測試方面也成績優異,在-10℃的環境下循環性能良好,保障了低溫環境的使用安全,能更好的滿足客戶在極端環境下的使用要求,其良好的産品品質贏得了市場越來越多的青睐。


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