隨著(zhù)碳酸鋰價(jià)格重回10萬(wàn)元/噸附近,且有望保持平穩,鋰電池成本快速回落,鋰電池在電動(dòng)自行車(chē)上的應用再次迎來(lái)機遇。

事實(shí)上,早在2020年,碳酸鋰價(jià)格飆漲之前,因鋰電池能夠有效解決電動(dòng)自行車(chē)輕量化、美觀(guān)化、智能化和環(huán)保的需求,且能量密度更高、騎行里程更長(cháng),已經(jīng)受到下游多家電動(dòng)自行車(chē)車(chē)企的青睞,新車(chē)市場(chǎng)滲透率在2020年一度突破20%。

然而,隨著(zhù)碳酸鋰被爆炒,鋰電池成本暴漲,以及非正規鋰電池大量流入市場(chǎng),導致電動(dòng)自行車(chē)安全事故頻發(fā),這一極具前景的路線(xiàn)一度被蒙上了陰影。

據國家消防救援局統計,2023年全國共接報電動(dòng)自行車(chē)火災2.1萬(wàn)起,比2022年增加17.4%。這些事故造成重大人身財產(chǎn)損害,社會(huì )影響巨大。

鋰電池在電動(dòng)自行車(chē)上應用,新增兩項國家強制考核要求

如何推動(dòng)鋰電池在電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域應用,成為政府、車(chē)企和電池企業(yè)極為關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。值得一提的是,今年4月,力推鋰電池在電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域應用的強制性規范文件正式出臺,有望開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的新篇章。

4月25日,由國家工業(yè)和信息化部組織起草的《電動(dòng)自行車(chē)用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規范》(GB 43854-2024,簡(jiǎn)稱(chēng)《技術(shù)規范》)強制性國家標準,由國家市場(chǎng)監管總局(國家標準委)于2024年4月25日發(fā)布,并將于2024年11月1日正式實(shí)施。

“區別于以往強標,新的《技術(shù)規范》全部都是針對安全進(jìn)行的檢測要求,并沒(méi)有涉及電池性能方面的;同時(shí)新版《技術(shù)規范》對單體電池安全提出了明確檢測要求?！弊鳛樵摗都夹g(shù)規范》主要參編單位之一,河南克能新能源科技有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“克能新能源”)創(chuàng )始人、董事長(cháng)柯克在接受電池中國網(wǎng)采訪(fǎng)時(shí)表示,其中最為重要的一條是增加了單體電池針刺,要求不起火、不爆炸。

柯克指出,《電動(dòng)自行車(chē)用鋰離子蓄電池》(GB/T 36972-2018)主要針對電池組進(jìn)行安全考核要求,而在新版《技術(shù)規范》中增加了電池單體,尤其是將最難的針刺試驗加入進(jìn)來(lái)。

圖為參觀(guān)「克能電池 安芯常伴」克能新能源2024新品發(fā)布會(huì )產(chǎn)品展示區

除了電池單體,據柯克介紹,另一個(gè)顯著(zhù)的變化是《技術(shù)規范》還首次在電動(dòng)自行車(chē)用鋰離子蓄電池標準中引入熱擴散項目:電池組的熱擴散測試要求電池組在發(fā)生熱失控報警后5分鐘內,應不起火、不爆炸。

高于國標,克能新能源推出 高安全“安芯電池”及不起火、不爆炸、無(wú)高溫的安全應用整體方案

不但參與更為嚴格的電動(dòng)自行車(chē)鋰電池國家強標制訂,克能新能源也在積極踐行國家標準,推出遠高于國家標準的安全、可靠鋰電池。

圖為克能新能源“新國標·新產(chǎn)品·新征程”啟航儀式

日前,克能新能源正式對外發(fā)布“克能安芯·X系列”高安全電池新品。據悉,克能新能源X系列電動(dòng)自行車(chē)用鋰電池,進(jìn)行滿(mǎn)電針刺檢測,不僅可以做到不起火、不爆炸,且熱失控區域無(wú)高溫,安全標準要高于即將實(shí)施的《技術(shù)規范》。

基于多年在電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域深耕,憑借對電動(dòng)自行車(chē)消費群體、市場(chǎng)、應用環(huán)境的理解,在電池材料體系選擇上,柯克在克能新能源誕生伊始,就敲定了以錳酸鋰及磷酸鹽系作為主要技術(shù)路線(xiàn),并于近期分別推出錳基材料體系的克能安芯XM系列、以及磷酸鹽系的XF系列電池。

據電池中國了解,克能安芯X系列鋰電產(chǎn)品,通過(guò)材料、結構和外殼三個(gè)維度創(chuàng )新設計,實(shí)現單體電池層面“323”安全保障;電池組層面5重安全防護設計,實(shí)現從電芯到電池組的極致安全可靠。

具體而言,電芯安全“323”保障系統分別為,從材料層面不當使用不爆炸、滿(mǎn)電針刺不起火,滿(mǎn)電針刺無(wú)高溫;結構層面,正常使用內部結構防短路和低溫充電防枝晶;外殼安全層面:正常使用防腐蝕“爛包”、防“脹氣”鼓包、防“破邊”漏液等。

在電池組層面,克能“安芯”電池組采用了過(guò)充膨斷保護結構、雙重過(guò)壓保護BMS、熱插拔防打?設計、電池殼內?體化防震動(dòng)結構、防短路集成結構等五重防護體系。

基于上述從電池單體到電池組的多重安全防護設計,克能新能源安芯X系列鋰電產(chǎn)品在行業(yè)率先做到即使保護電路失效的情況下,導致過(guò)充電、過(guò)放電,或者外部火燒、機械損毀等極端場(chǎng)景,自身也不會(huì )有爆炸風(fēng)險。

此外,克能新能源開(kāi)發(fā)了新型電解液功能添加劑,結合對電芯內部精準控制專(zhuān)利技術(shù)和工藝創(chuàng )新,使得電池針刺熱失控局部針刺點(diǎn)無(wú)高溫、無(wú)濃煙等,從而實(shí)現電動(dòng)自行車(chē)鋰電池極致安全。

據柯克介紹,目前克能安芯X系列主要應用領(lǐng)域,覆蓋以電動(dòng)自行車(chē)為主的輕型動(dòng)力電池領(lǐng)域,和以戶(hù)外電源、家庭儲能等為主的儲能領(lǐng)域。

把擅長(cháng)的事情做到極致,技術(shù)咖創(chuàng )業(yè)受青睞

作為成立僅四年的克能新能源,目前已經(jīng)在電動(dòng)兩輪車(chē)領(lǐng)域嶄露頭角,獲得多家電動(dòng)自行車(chē)主機廠(chǎng)的青睞,與之達成戰略合作,并參與到新版《技術(shù)規范》的編制中。

值得注意的是,克能新能源董事長(cháng)柯克從事化學(xué)電源相關(guān)研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化已有三十余年,是國家級專(zhuān)家、教授級高級工程師、博士生導師、工學(xué)博士,是個(gè)十足的“技術(shù)腕兒”。

圖為克能新能源創(chuàng )始人、董事長(cháng)柯克博士

柯克在接受采訪(fǎng)時(shí)表示,鋰電池行業(yè)范圍很廣,當時(shí)創(chuàng )業(yè)定位就是做小動(dòng)力電池,在這個(gè)細分領(lǐng)域去發(fā)揮自己優(yōu)勢,“把自己擅長(cháng)的東西發(fā)揮到極致?！?/p>

在技術(shù)路線(xiàn)選擇上,基于安全、性能和消費者對于成本等多維考量,克能新能源選擇了錳基材料和磷酸鹽體系。值得注意的是,盡管錳酸鋰體系電池低溫性能好,但早期因其循環(huán)壽命短未得到認可和普及,克能新能源將其壽命提升3倍,使得其應用場(chǎng)景得到拓展,應用潛力得到極大提升。

進(jìn)入電動(dòng)自行車(chē)電池等領(lǐng)域,也是技術(shù)出身的柯克較為清晰的選擇。據電池中國了解,柯克曾在日本豐田工作過(guò)多年,回國后在某電動(dòng)自行車(chē)用電池龍頭企業(yè)帶領(lǐng)技術(shù)團隊用7年左右時(shí)間,推出了一系列符合市場(chǎng)需求的爆款產(chǎn)品。

對電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、市場(chǎng)和用戶(hù)需求了解比較深刻,也是促使柯克選擇創(chuàng )業(yè),找準電動(dòng)自行車(chē)鋰電池這個(gè)賽道,定位生產(chǎn)讓消費者安心的鋰電池的原因所在。

將擅長(cháng)的東西發(fā)揮到極致,并且精準選擇賽道和產(chǎn)品定位,不盲目參與市場(chǎng)激進(jìn)競爭,也使得克能新能源在成立不久就獲得了政府、資本、車(chē)企和客戶(hù)的信賴(lài)?？四苄履茉闯闪⒁潦疾蛔?0人,目前已經(jīng)發(fā)展成為400人左右的中等規模企業(yè);在過(guò)去三年內,該公司陸續獲得了多輪資本的認可,目前其B輪融資的產(chǎn)能項目即將建成;該公司現已成為安陽(yáng)市和河南省的重點(diǎn)新能源電池項目企業(yè)。

值得一提的是,6月12日,中國電池工業(yè)協(xié)會(huì )組織行業(yè)權威專(zhuān)家,對克能新能源“電動(dòng)自行車(chē)電池安全方案——軟包鋰離子電池及充電防護裝置”項目進(jìn)行成果鑒定,一致認為該項目達到國際先進(jìn)水平,部分成果處于領(lǐng)先地位。

基于行業(yè)共識“當前的液體電解質(zhì)鋰離子電池并不能實(shí)現本征級安全,熱失控的概率大于零”,以及報道的電動(dòng)自行車(chē)火災80%發(fā)生在充電過(guò)程中的行業(yè)現實(shí),在此次成果鑒定會(huì )上,克能新能源還提出了電池使用的安全延伸解決方案--“分布式充電防護裝置”,保障即使電池保護電路發(fā)生完全故障的極端情況下的充電安全。

對于未來(lái)發(fā)展,柯克表示,從規模上我們不激進(jìn)擴張,從技術(shù)路線(xiàn)上,我們將在自己認定的范圍內一步一個(gè)腳印地去做好,“創(chuàng )業(yè)注定是一段艱辛的旅程,克能是一群奮斗者組成的克能,也是一家為風(fēng)雨兼程的奮斗者們服務(wù)的企業(yè),克能團隊勵志為每一位奮斗者提供一份安心前行的動(dòng)力,一個(gè)‘安芯’常伴的選擇?！?/p>