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中航锂电将这款电芯称之为继圆柱、方形、软包之后的第4种封装形式的技术。从结构和形态来看,这款电芯最大的变化在于它的盖板和极柱设计,传统的方形电芯有一个独立的结构件叫做盖板,然后极柱布置在盖板上,根据电芯出极耳的方式,分为一端出极耳,大多数方形电芯都是这个方案;和两端出极耳,如比亚迪刀片电池。而且,无论是一端出极耳还是两端出极耳,电芯的输出极都是垂直于电芯结构的窄面。One-stopbettery则将输出极垂直布置于电芯大面,位置在两端,如下图所示。根据中航锂电在宣传视频中的披露,它采用了模块化极柱技术,这是它的一个亮点。这个极柱结构体可能是事前完成,在电芯体入壳的时候完成极耳与极柱体的连接。

由于极柱布置在大面上,所以one-stopbettery很容易将盖板集成掉,即中航所称的“无盖板”设计。缺少了盖板,中航锂电还需要阶段解决电芯泄压防爆的问题,因为传统方案中,泄压阀是布置在盖板上的,这里中航提出的解决方案为“柔性泄压技术”,目前还没有进一步的细节公开。

中航的这个去盖板和模块化极柱设计,是牵引它整个one-stopbettery技术的主要变革点,就好比是特斯拉的全极耳设计、刀片电池的超长结构。

基于模块化极柱不同的位置、结构设计和电芯的尺寸,中航目前通过专利(专利号:CNS)公开的有6种方案,如下所示:

可以看出,所有极柱的设计共性在于:两端、垂直大面、位于同一个平面内、对立面有相应的凹槽设计。

这个凹槽与凸起的极柱,在两个电芯叠放在一起,形成一个巧妙的配合,再通过一个U形的汇流排,完成电芯之间的连接。这应该是中航所称的“一体式电连接和极简串联拓扑电连接”。

除了以上几点比较突出的技术点,其他one-stopbettery的技术特点如下所示,比较难理解的还有“高剪切外绝缘技术”和“多功能复合封装技术”。

两点值得我们注意:(1)传统方形电芯设计,因为盖板和泄压阀的存在,使得电芯在热失控时能够做定向排放,这使得方形电芯的热失控防护得以比较容易的在系统层面实现;one-stopbettery这个设计是否仍有这个优势,目前还看不到;(2)电芯0.2mm的超薄壳体,在进行CTP方案时,能够提供足够的结构强度与刚度。

这些结构层面的创新是我们目前能够看到的,在工艺层面,中航转向了叠片技术,没有采用现在的卷绕方案;在材料层面,主要是电芯材料上,专利上有些信息,但不确定是否为该款电芯。

在PACK集成层面,one-stopbettery的创新之处并没有很明显,总体是采用了CTP的思路,和蜂巢的小刀片方案类似。根据电芯尺寸的不同,在宽度方向上有两列电芯、3列电芯和4列电芯几种方案。集成液冷有顶部集成和底部集成两种。

目前,中航披露的两个类型的电池方案如下:

从今年6月份开始放出one-stopbettery的消息,到现在技术概要的披露,实际产品要等明年6月份才发布,中航锂电的这个胃口吊得有点长。

在当前的大背景下(被宁德时代大打专利官司、又处于上市进程中),中航锂电亟需一场漂亮的翻身仗,其意义好比刀片电池之于比亚迪。同样的,我们应该以宽容的心态来对待产业内任何一项创新,无论成功与否,这都是值得尝试的。

作为企业本身,在当前这个时间点,尤其是二、三线的电芯企业,对待类似这种创新却应该谨慎,最好的策略仍然是跟随,在整个产业放量爬升的时间,把成熟方案应用到极致,提高产品质量、降低成本才是生存之道。



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