微宏动力湖州厂区
提及微宏动力,新能源汽车业界的人可能也不熟悉2017年,中国动力电池出货量排行17位;2018年前8月,也是17位。
它给业界留下的最深印象应该是“快充”两个字。早期中国发展新能源汽车,在客车领域提供钛酸锂快充电池,有名的就是两家微宏和银隆。
银隆在董小姐接盘后,一方面大扩张,另一方面又似乎大厦将倾。微宏动力,还专注做客车动力电池供应商,陆续推出了三代产品,从钛酸锂到多元复合锂,到锰酸锂,以柔软的身段对付政策左右下不断变换的市场需求。
资料来源真锂研究
10月12日《电动汽车观察家》参观湖州微宏工厂。感受到的一个清晰变化是,微宏动力即将推出第四代动力电池,目标指向乘用车市场。快充不再是微宏追求的最主要性能指标,它也想证明,自己可以做好高比能量的动力电池。
“快充”高手
说微宏是“快充”高手,业界应该不会反对。
微宏动力2006年成立,当时就确立了“高倍率、长寿命、高安全”的技术路线,可以说为快充而生。
2011年4月22日,中国第一条快速充电纯电动公交线路,在重庆渝北空港投入运营。6辆快速充电纯电动客车由恒通客车研发生产,采用的电池,就是微宏动力生产的钛酸锂快充动力电池(LPTO)。
恒通快充电动公交
这批纯电动客车,在国家电网配套建设的450kw充电机配合下,充电电流可达500A。在公交运营剩余电量60%左右,到站10分钟内就可以充满电,从而实现公交不间断运营。
自此开始,微宏动力的快充动力电池,就是中国新能源客车常常考虑的选项。
2014年,微宏动力还为英国伦敦NBfL 项目提供了1000辆双层混合动力巴士提供18kwh的钛酸锂电池组。这是当时欧洲最大的公交电动化项目。
英国伦敦NBfL
跟随市场需求的变化,除了早期的钛酸锂快充电池,微宏动力2013年推出了多元复合锂电池(LPCO),在保持快充速度的同时,将能量密度提升至120-140wh/kg;2017年又推出了锰酸锂电池(MPCO),虽然快充速度有所降低,但是能量密度提升至170-220wh/kg。
不过,微宏动力的产品似乎总不受政策待见。
经过“十城千辆”的第一阶段推广之后,2013年第二阶段新能源汽车补贴政策推出,作为技术路线上的少数派,钛酸锂快充电动客车补贴只有15万元,比其他纯电动客车的补贴要少得多。
而微宏动力推出的多元复合锂电池(LPCO),又遭遇三元动力电池不准用于客车的禁令。
在这样的背景下,微宏动力不断调整产品线,来赢取市场的认可。
资料来源真锂研究
截至2018年7月,微宏动力配套混动/电动汽车2.4万辆。特别难得的是,自2011年微宏动力向海外供货1500台套动力电池。
供货长安,试水乘用车
今年9月5日,一直供货给客车的微宏动力,出现在纯电动乘用车供应商名录里。
当天,《新能源汽车推广应用推荐车型目录(2018年第9批)》,新进入目录的长安逸动EV(SC7003AKBEV)的动力电池,生产企业为微宏动力系统(湖州)有限公司。
长安逸动EV(SC7003AKBEV)
这款车的公开信息只列明是锂离子动力蓄电池,没有列明所用的材料。但是,整车电池系统能量密度为125Wh/kg,使得其综合工况续航里程达到351公里,工况条件下百公里耗电量13.5kWh。
10月12日,微宏动力电芯研究院院长殷月辉向来参观的媒体介绍,为长安逸动提供的动力电池是电芯能量密度在230wh/kg左右,充电速度能达到2.5C,是针对出租车市场专门设计的产品。
微宏为长安逸动提供的电芯
殷月辉说,现在其他电动出租车充电的问题很大,充电时间长,排队太久。“按照我们这款电池的情况,开空调的话,充满一次大概有二百七八十公里,然后再充一次电。”由于充电速度快,不到半小时也可以保证再有250公里左右续航。”两个班次一天跑500公里,其实对出租车来讲是足够的。”
对于这款产品,殷月辉说,“确实标志着,我们会把这个乘用车作为将来的主要市场。”
更高能动力电池在前
殷月辉坦承,为长安逸动提供的43AH产品“只是一个试水,延续了我们过去的一个技术的一个传统,后续的话可能还是要做一个调整。”
所谓的调整,是一款新材料体系的电池。10月13日,微宏动力首席技术官刘文娟在第11届国际电动车新型锂电池会议上的演讲,介绍了微宏动力未来的产品路线图。
微宏动力产品路线图
微宏动力2019年三季度将要量产一款产品,产品代号HnCO,目前已经到B样测试阶段。其能量密度可以达到270wh/kg,充电倍率小于2C,循环寿命在2000次以上。
在2020年四季度,微宏动力还计划量产300wh/kg,1C充放,循环寿命在1200次以上的产品。
到2021年四季度,微宏计划推出350wh/kg,在40%以下SOC时充电倍率可达4C,循环寿命在800次以上。
殷月辉介绍,2019年三季度量产这一产品材料主体是三元,但还会做很多改性。“因为我们必须要考虑快充和安全。”他透露,这一产品是应欧洲主机厂需求,还需要对电芯实施针刺安全实验。“(目前)针刺测试已经不下20次,基本上没有出现问题。”
更高能量密度,更高安全挑战
能量密度提高以后,安全挑战更大。
在刘文娟的演讲中,她也自豪表示,微宏历史上还没有一例起火事故。
她介绍,微宏的特点之一是有垂直整合的研发和产业化体系,从电池四大关键材料、到电池单体到成组技术,都有全链条的研发、中试和生产能力。这使得微宏既能保持技术的先进性,又能缩短产业化周期,还能高效把控品质和成本。
在安全方面,微宏这一体系的案例就是自主研发的芳纶材料隔膜,和一般的聚乙烯(PE)隔膜或者陶瓷涂层的PE隔膜不同的是,微宏的耐高温隔膜在1小时300度高温考验下还能基本不变形,继续隔离正负极,避免电池短路的发生。
在正极材料方面,殷月辉透露,微宏已经取得美国阿贡实验室的授权,正在研究使用该实验室的全浓度梯度材料。
《Nature Materials》杂志上一篇全浓度梯度材料的论文配图,这个壳结构,表面高稳定性,内核高能量。
“全浓度梯度材料类似于壳结构。在最外层这一块的话,镍的含量相对是偏低的,集中在中间;锰的含量,从外面到核心基本上是稳定的;钴的成分也有一个变化。”殷月辉介绍,将各种材料浓度做成梯度之后,能够较好解决电池被滥用的条件下脱氧、引发安全事故的可能性。殷月辉称这一材料的引入还需和合作伙伴探讨。
目前,微宏动力已经建成4GWH的动力电池产能,2019年计划达到9GWH,2021年达到15GWH。这些新增的产能能不能实现,就看微宏的下一代电池了。
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