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Ampace储能电芯,以安全为基石打造产品力

   2022-09-21 OFweek锂电网36360
核心提示:厦门新能安(Ampace)是宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL)和新能源科技集团(ATL)两大全球锂电巨头在2021年4月共同投资设立的合资公司。Ampace将“以极致用户体验的绿色能源解决方案,驱动世界前行,赋能美好生活”作为使命,目标市场定位在储能系统、

厦门新能安(Ampace)是宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL)和新能源科技集团(ATL)两大全球锂电巨头在2021年4月共同投资设立的合资公司。Ampace将“以极致用户体验的绿色能源解决方案,驱动世界前行,赋能美好生活”作为使命,目标市场定位在储能系统、高功率产品、微型电动两轮车等中型电池。

在储能系统领域,Ampace业务涵盖家储、工商储、不间断电源等产品,目前已服务于中国、美国、英国、欧盟和澳大利亚等国家和地区的主要客户。

Ampace储能电芯选择软包磷酸铁锂路线。从化学体系角度,磷酸铁锂体系有着安全的本征优势:热分解温度高,分解过程中不产生氧气等助燃气体,且满充态正极无多余锂元素,不易过充析锂。在电芯形态方面,Ampace选择软包路线,一方面是软包体系有着循环好,能量密度、功率密度双高,尺寸灵活等性能优势,另一方面,传承于宁德新能源(ATL)在软包领域20年的耕耘,Ampace在软包电芯的设计、生产制造及可靠性方面有着深厚的技术积累,形成690+以上的独家专利和大量的技术Know-how。

Ampace在储能领域始终坚持以安全为基石打造产品力。Ampace理解的安全是源自设计、制造、验证全流程的保证;是从Fresh到EOL的全生命周期安全;是包含了电芯的本征安全,电源管理系统(BMS)的主动安全,以及发生失效后将危害将至最低的被动安全。

图1:Ampace安全理念

设计方面,从客户需求出发,充分识别实际应用工况中的安全风险,并给与充分的设计余量,保证产品性能可完全弥补原料批次波动、制程COV以及产品使用周期中的自然老化。Ampace实现了从材料基因到系统架构,从微观到宏观的全方位设计和验证。尤其在聚合物隔膜、多极耳卷绕结构、厚涂布等方面具有自己的专利壁垒和技术护城河。

Ampace认为电芯安全一方面是设计出来的,另一方面是管理出来的。从原材料管控开始,Ampace沿用ATL一脉相承的供应商管理体系,对原材料的准入有着行业内最高标准。制造方面采用智能制造、标准化生产流程,对影响电芯性能、可靠性的磁性杂质、Particle、毛刺、阴阳极错位等关键工序施加严格管控及检测。与此同时,Ampace储能专用的第三代高速拉线的在生产效率及产品一致性方面也处于行业领先水平。

储能领域电芯使用周期往往是数十年,如何保证、证明产品在如此长的生命周期内的可靠性是行业面临的难题。在这方面,Ampace借助规模亚洲第一的实验室,在材料、Cell、PACK、终端系统全层次进行充分验证。在电芯层面,每个体系会有>300颗电芯进行超过18个月的测试,以评估电芯全生命周期安全性。除了常规的循环等性能测试及滥用测试,团队针对运输震动、高温高湿等实际工况,制定了工况谱震动、水蒸气渗透等特殊测试及综合应力串联测试。并由专业的可靠性团队和仿真团队基于历史大数据及数学模型,研发了加速验证模型、寿命预测模型。模型显示, 在日本冲绳工况下,Ampace储能电芯15年封装失效率小于10dppm (图2)。

图2:Ampace电芯可靠性验证结果 

从设计、制造到验证的严格把控,造就了Ampace电芯卓越的产品力。以家储62.4Ah电芯为例,凝结了Ampace低锂耗石墨、宽温域电解液、高安全涂层等技术,表现出高能量密度、长循环、高安全的综合特性:其拥有180Wh/kg的高能量密度,>6000圈的循环寿命以及10年以上的日历寿命,并具备优异的高低温性能,使用温度区间达到-20℃~55℃。安全性能方面,包括新鲜电芯及EOL电芯,均可通过圆棒冲击,55℃ 外短路,4.35V过充等严苛的滥用测试 (图3),并保持电芯不漏液。在最具挑战的针刺测试中,也表现出钢钉全贯穿通过的极佳安全性。目前该产品已配套欧美日等地家储市场,赢得良好口碑。

图3:Ampace储能电芯滥用测试结果

电芯的本征安全是储能系统的根基,Ampace的电源管理系统(BMS)又进一步为系统的安全助力。Ampace BMS系统全生命周期SOH精度5%,BMS精准策略可延长50%电芯寿命;高精度析锂检测技术,全工况DCR检测可提前识别电芯析锂、内短路风险,云技术实时监控电池异常,为全生命周期安全保驾护航。

有以上技术加持,Ampace储能电芯在全球范围内获得23项以上的认证。在市场端,赢得国内外多家主流客户信赖,累积四年出货,市场端保持0事故。凭借以安全为基石打造的产品力,Ampace储能电芯协助客户获2021年Intersolar大奖,壳牌公司零缺陷质量奖。

结语

Ampace认为,安全不仅是材料、体系安全,还与设计余量、工艺制程等方面息息相关。产品安全是与研发、生产、管理等各部门相关的系统性工程。Ampace将持续围绕可持续发展与可靠性保障, 在储能领域为用户提供安全可靠的新能源解决方案。

 
标签: 安全 工艺 新能源
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