极氪金砖电池技术解析
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更新时间: 2024/02/22

在2023极氪能源日上,极氪正式发布全球首款量产800V磷酸铁锂超快充电池——极氪金砖电池,这款电池历经三年研发,从电芯到电池包全栈自研,实现三项之最,即全球最高体积利用率、全球量产最快充电速度的磷酸铁锂电池、全球最安全的动力电池。


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极氪金砖电池在磷酸铁锂电池安全系数较高的基础上,进一步提升了充放电效率,可以实现最高4.5C的充电倍率,配合极氪800V极充V2/V3充电站,最高充电功率可以达到500kW,可以在15分钟时间内实现续航增加超过500km。


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金砖电池在电芯结构上进行了创新,采用叠片多极耳结构设计,控温更高效热量分布更均匀;双鉚极柱导流设计,对比单极柱方案,过流能力提升100%,


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极氪还开发了一项“锂离子全程加速技术”,它集成材料创新、化学体系创新和结构创新,实现高电压、大电流下的稳定高效的充电性能。


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该技术在正极引入纳米级磷酸铁锂颗粒和复合导电剂,增强反应活性,加快锂离子释放的效率;在正负极之间,超快解离电解液,三层复合多孔膜保证安全稳定;在负极引入低焓变石墨负极材料、多梯度电极片设计、表面低阻抗SEI膜,为锂离子构建传输通道和储存空间。


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金砖电池在-10℃环境下充电也能够实现优异的充电速度。厂家称,相比同类型电池产品,低温充电速度提升至少四分之一。衢州极电电芯工厂的18道电芯生产关键工序实现了100%自动化作业,单线每2.5秒就能下线一颗电芯,生产节拍极高。而在电池包组装环节,衢州极电工厂每条产线一分钟可以同时处理46颗电芯,同时关键组装工序的自动化率也达到了100%。


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通过电芯和电池包制造设备的一体化设计、高效节能制造方案以及电芯100%自动化设计产线等技术,使得生产效率提升了40%,同时单kWh综合成本降低了14.8%。金砖电池电芯能量和普通磷酸铁锂电池并没有太大差异,不过通过提升电池包空间利用率至83.7%(根据厂家的数据,目前三元锂离子电池体积利用率天花板在72%左右),实现了比传统三元锂离子电池包高10%的整包能量密度。


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整包能量密度的提升得益于金砖电池包高效集成设计,大幅度优化电池内部结构,核心零部件数量减少35%,采样线束总长度减少157m。金砖电池的热安全防护技术多达8项,实时防控、自动预警、云端监控、毫秒断电、多层隔热、主动冷却、无障碍排热、高效吸热。

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防:电芯金色高压绝缘膜,可承受4000V直流电压,防止高压拉弧事故发生

隔:钣金集成复合材料电池包上盖,可承受1000℃高温30分钟以上,隔绝外界高温,防止电芯热失控

吸:电芯之间隔热层采用HPCM相变吸热材料,降低电芯温度,属于行业首次应用

排:专用排气通道,当电芯发生热失控,高温气体可以快速排出电池包,降低热失控概率

断:毫秒级紧急切断,当车辆发生碰撞事故时,通过极速切断电池包供电回路,避免触发电池包短路

警:是指利用电池包特征传感器触发预警,通过氛围灯、手机提醒等多种方式提醒用户可能存在的车辆故障,做到防患于未然

冷:是指一体绝缘冷板在检测到热失控后会自动开启水循环,增强电池冷却功率。

云:是指云端监控,实现电池全生命周期的精确管理。如可通过在夏天和冬天采用不同的充电策略,提升电池的寿命


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注:文章中引用数据和图片来源网络