大圆柱电池成为行业关注焦点
自2020年特斯拉推出新型4060大圆柱电池以来,圆柱电池便受行业瞩目。近期,宁德时代宣布将为宝马“新时代”架构的纯电车供应圆柱电池,再次引发关注。
在国内电池产业链推动下,2025年圆柱电池将迎来应用拐点,大圆柱市场将真正放量。同时,“钠电+固态”等技术成为电池产业变革的重要方向。盘古新能源作为钠电池领域的先行者,坚持从应用场景出发,持续开发高性能、耐低温、高安全的大容量圆柱钠电池,赋能轻型动力全场景应用。
2023年,盘古新能源聚焦聚阴离子体系和层状氧化物体系,面向市场正式推出X-Star 盘星高能量密度圆柱钠电池;2024年6月,盘古新能源全国首条钠电池柔性量产线正式投产,产线专注于圆柱钠电池和软包钠电池的生产;2024年8月,盘古新能源发布全系圆柱钠电池,以盘星O-1.0-10Ah、盘星O-2.0-12Ah、盘星P-1.0-9Ah、盘星NFPP-1.0-7Ah等多个型号形成矩阵分布。
大圆柱电池大有可为
当前电池封装形式多样,多种路线并行开发,方形、软包和圆柱电池都有其各自的特性。基于对未来的预期,盘古新能源除了推出适用于特种应用的盘龙高功率软包钠电池外,还重点聚焦替代铅酸的32140高安全、高能量密度、高功率圆柱钠电池。
方形电池单体容量大,成组效率高,但存在型号多、一致性差、散热难等问题。软包电池体积小,散热好,能量密度高,但易鼓包、技术难、成本相对高。相比之下,圆柱电池具有以下优势:
1)高标准化与高生产效率
相较于方形和软包,圆柱电池的结构和工艺标准化程度高,可以实现大规模稳定生产,整体成本、生产效率及一致性优势明显。此外,圆柱电池配组灵活,可以满足不同应用pack需要,成组效率高。
2)本征安全性高
大圆柱电池本征的安全优势在于圆柱体是最强的压力容器,其弧形表面能抑制热量传递。同时,圆柱型壳体强度高,高温热失控时能实现定向爆破。此外,大圆柱电池容量小,以盘古新能源32140型号为例,其标准电池容量范围为10-12Ah,而一般方形电池容量范围为45-300Ah,理论上单个电池热失控释放能量是同体系其他形态电芯的20%-25%,热失控管理的难度较小。
值得一提的是,盘古新能源还重点聚焦聚阴离子体系,采用复合磷酸盐(NFPP)做正极,通过材料晶体形貌的优化和针对电芯内部散热结构的设计,使得聚阴离子不仅在能量密度方面有着极致的提升,且在电芯安全方面得到全方位的保障。目前32140圆柱钠离子电芯目前已完美通过针刺、挤压、高低温等安全测试。
3)适配高能量密度化学体系
在高安全保证下,圆柱电池能支持更激进、更高能量密度的化学体系及半固态、全固态体系。盘古新能源32140圆柱钠电池量产体积能量密度可达320Wh/L,是主流铅酸电池的3倍左右,其循环寿命也是铅酸电池的3倍有余。
此外,盘古新能源32140大圆柱电池采用全极耳技术处理的方案。全极耳技术可解决圆柱电池传统结构内阻高的痛点,有效提升导电效率和散热性能,提升大功率作业时长,并整体将电池工作温升降低30%,盘古新能源目前聚焦于聚阴离子体系的32140圆柱钠电池支持 4C 快充,快放支持高功率 1000W;工作温度为-40℃~60℃,零下20度放电可以达到90%,零下40度达到75%,支持低温-10℃充电。
大圆柱电池成为低速动力重要路线
从市场应用前景来看,圆柱电池在低速动力、备电以及储能等领域快速渗透,尤其是低速动力领域,而大圆柱则会是未来几年内最重要的增长点。盘古新能源的聚阴离子体系+大圆柱钠离子电池凭借着高安全和低成本,在低速动力方向上有着明显优势。
在低速动力领域方面,单模组电池通常容量并不是很大,在实际应用中方形电池并不一定刚好匹配市场需求,包括尺寸、容量等。而容量较小的圆柱电芯可以通过并联形式满足一定市场需求的电池模组容量需要,例如应用于电动低速车的钠电池48V20Ah、60V20Ah、60V30Ah等型号是比较普遍的需求,采用圆柱32140型号可以串并联组合成需要的20Ah、30Ah模组,同时圆柱电池在空间结构上有更多的灵活操作可能性,满足不同车型的设计需求。
通过技术迭代升级,盘古新能源借助圆柱钠电池成功开拓了钠电应用市场,在低速电动两轮车、电动三轮车、电动摩托车、换电等领域落地,有效替代铅酸并与锂电形成互补。2024年6月,盘古新能源与欧派电动车合作推出电动车超智能钠离子电池;2024年8月,盘古新能源为无锡市政物流三轮车100+用户提供换电服务;2024年11月,盘古新能源启动互联换电联盟,开启“竞合之路”。