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          Ampace儲能電芯,以安全為基石打造產品力
          發布時間:2022-09-20 17:36:42

          廈門新能安(Ampace)是寧德時代新能源科技股份有限公司(CATL)和新能源科技集團(ATL)兩大全球鋰電巨頭在2021年4月共同投資設立的合資公司。Ampace將“以極致用戶體驗的綠色能源解決方案,驅動世界前行,賦能美好生活”作為使命,目標市場定位在儲能系統、高功率產品、微型電動兩輪車等中型電池。


          在儲能系統領域,Ampace業務涵蓋家儲、工商儲、不間斷電源等產品,目前已服務于中國、美國、英國、歐盟和澳大利亞等國家和地區的主要客戶。


          Ampace儲能電芯選擇軟包磷酸鐵鋰路線。從化學體系角度,磷酸鐵鋰體系有著安全的本征優勢:熱分解溫度高,分解過程中不產生氧氣等助燃氣體,且滿充態正極無多余鋰元素,不易過充析鋰。在電芯形態方面,Ampace選擇軟包路線,一方面是軟包體系有著循環好,能量密度、功率密度雙高,尺寸靈活等性能優勢,另一方面,傳承于寧德新能源(ATL)在軟包領域20年的耕耘,Ampace在軟包電芯的設計、生產制造及可靠性方面有著深厚的技術積累,形成690+以上的獨家專利和大量的技術Know-how。


          Ampace在儲能領域始終堅持以安全為基石打造產品力。Ampace理解的安全是源自設計、制造、驗證全流程的保證;是從Fresh到EOL的全生命周期安全;是包含了電芯的本征安全,電源管理系統(BMS)的主動安全,以及發生失效后將危害將至最低的被動安全。


          Ampace儲能電芯,以安全為基石打造產品力

          圖1:Ampace安全理念


          設計方面,從客戶需求出發,充分識別實際應用工況中的安全風險,并給與充分的設計余量,保證產品性能可完全彌補原料批次波動、制程COV以及產品使用周期中的自然老化。Ampace實現了從材料基因到系統架構,從微觀到宏觀的全方位設計和驗證。尤其在聚合物隔膜、多極耳卷繞結構、厚涂布等方面具有自己的專利壁壘和技術護城河。


          Ampace認為電芯安全一方面是設計出來的,另一方面是管理出來的。從原材料管控開始,Ampace沿用ATL一脈相承的供應商管理體系,對原材料的準入有著行業內最高標準。制造方面采用智能制造、標準化生產流程,對影響電芯性能、可靠性的磁性雜質、Particle、毛刺、陰陽極錯位等關鍵工序施加嚴格管控及檢測。與此同時,Ampace儲能專用的第三代高速拉線的在生產效率及產品一致性方面也處于行業領先水平。


          儲能領域電芯使用周期往往是數十年,如何保證、證明產品在如此長的生命周期內的可靠性是行業面臨的難題。在這方面,Ampace借助規模亞洲第一的實驗室,在材料、Cell、PACK、終端系統全層次進行充分驗證。在電芯層面,每個體系會有>300顆電芯進行超過18個月的測試,以評估電芯全生命周期安全性。除了常規的循環等性能測試及濫用測試,團隊針對運輸震動、高溫高濕等實際工況,制定了工況譜震動、水蒸氣滲透等特殊測試及綜合應力串聯測試。并由專業的可靠性團隊和仿真團隊基于歷史大數據及數學模型,研發了加速驗證模型、壽命預測模型。模型顯示, 在日本沖繩工況下,Ampace儲能電芯15年封裝失效率小于10dppm (圖2)。


          Ampace儲能電芯,以安全為基石打造產品力

          圖2:Ampace電芯可靠性驗證結果 


          從設計、制造到驗證的嚴格把控,造就了Ampace電芯卓越的產品力。以家儲62.4Ah電芯為例,凝結了Ampace低鋰耗石墨、寬溫域電解液、高安全涂層等技術,表現出高能量密度、長循環、高安全的綜合特性:其擁有180Wh/kg的高能量密度,>6000圈的循環壽命以及10年以上的日歷壽命,并具備優異的高低溫性能,使用溫度區間達到-20℃~55℃。安全性能方面,包括新鮮電芯及EOL電芯,均可通過圓棒沖擊,55℃ 外短路,4.35V過充等嚴苛的濫用測試 (圖3),并保持電芯不漏液。在最具挑戰的針刺測試中,也表現出鋼釘全貫穿通過的極佳安全性。目前該產品已配套歐美日等地家儲市場,贏得良好口碑。


          Ampace儲能電芯,以安全為基石打造產品力

          圖3:Ampace儲能電芯濫用測試結果


          電芯的本征安全是儲能系統的根基,Ampace的電源管理系統(BMS)又進一步為系統的安全助力。Ampace BMS系統全生命周期SOH精度5%,BMS精準策略可延長50%電芯壽命;高精度析鋰檢測技術,全工況DCR檢測可提前識別電芯析鋰、內短路風險,云技術實時監控電池異常,為全生命周期安全保駕護航。


          有以上技術加持,Ampace儲能電芯在全球范圍內獲得23項以上的認證。在市場端,贏得國內外多家主流客戶信賴,累積四年出貨,市場端保持0事故。憑借以安全為基石打造的產品力,Ampace儲能電芯協助客戶獲2021年Intersolar大獎,殼牌公司零缺陷質量獎。


          結語


          Ampace認為,安全不僅是材料、體系安全,還與設計余量、工藝制程等方面息息相關。產品安全是與研發、生產、管理等各部門相關的系統性工程。Ampace將持續圍繞可持續發展與可靠性保障, 在儲能領域為用戶提供安全可靠的新能源解決方案。


          稿件來源: 電池中國網
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