16 sierpnia firma Contemporary Amperex Technology Limited (CATL) wprowadziła na rynek pierwszy na świecie doładowany akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy 4C o nazwie Shenxing Supercharged Battery. Dzięki dodatniemu przyspieszeniu elektrody, innowacjom w zakresie materiałów grafitowych, formule elektrolitu o ultrawysokiej przewodności, wielogradientowej konstrukcji elektrody warstwowej i innym zabiegom, akumulator ten może osiągnąć ładunek w 10 minut i zasięg 400 kilometrów.
Poprzez ciągłą optymalizację platformy systemowej firma CATL wdrożyła technologię kontroli temperatury ogniwa, rozwiązując wyzwanie związane z szybkim ładowaniem fosforanu litowo-żelazowego w niskich temperaturach. Może równomiernie nagrzać ogniwo do optymalnego zakresu temperatur roboczych nawet w temperaturze -10 stopni, umożliwiając naładowanie do 80% w 30 minut.
Co więcej, CATL w dalszym ciągu przekracza granice wytrzymałości fosforanu litowo-żelazowego. W akumulatorze Shenxing Supercharged Battery, opartym na CTP3.0, który eliminuje belki poziome i pionowe oraz płyty końcowe, w innowacyjny sposób wprowadzono zintegrowaną technologię grupowania, wzmacniającą połączenie pomiędzy ogniwem a skrzynką, zapewniając wytrzymałość konstrukcyjną całego opakowania i osiągnięcie kolejnego przełomu w strukturze. Jego zasięg sięga ponad 700 km.
Jak to osiągnąć technicznie?
Jeśli chodzi o przyspieszenie elektrody dodatniej, akumulator doładowany Shenxing wykorzystuje technologię elektrody dodatniej z siatką ultraelektronową, wykorzystując w pełni nanomateriały elektrody dodatniej, tworząc krzyżową siatkę ultraelektronów, zmniejszając opór ekstrakcji litowo-jonowej, umożliwiając szybką reakcję sygnały ładowania.
W przypadku innowacji w zakresie materiału grafitowego w akumulatorze zastosowano najnowszą opracowaną przez firmę CATL technologię pierścieni szybkojonowych drugiej generacji, modyfikującą powierzchnię grafitu, zapewniając miejsca aktywne wymagane do wymiany litowo-jonowej, zwiększając liczbę kanałów osadzania litowo-jonowego i skracając odległość osadzania, zasadniczo budując autostrada do przewodzenia prądu.
W zakresie przewodnictwa elektrolitu firma CATL opracowała zupełnie nową formułę elektrolitu o ultrawysokiej przewodności, skutecznie zmniejszającą lepkość elektrolitu, zwiększającą zdolność desolwatacji litowo-jonowej, uwalniającą jony litu i znacznie poprawiającą przewodność. Optymalizacja ultracienkiej folii SEI skutecznie zmniejsza również opór.
Dodatkowo w akumulatorze Shenxing Supercharged zastosowano wielogradientową elektrodę warstwową. Dostosowując rozkład gradientu porowatej struktury, uzyskuje się górną warstwę o wysokiej porowatości i dolną warstwę o stałej strukturze pod wysokim ciśnieniem, równoważąc wysoką gęstość energii z superszybkim ładowaniem.
Oczywiście, zwiększając wydajność, CATL nigdy nie zapomina o bezpieczeństwie. Ze względów bezpieczeństwa doładowany akumulator Shenxing modyfikuje geny elektrolitu, skutecznie redukując ciepło wytwarzane w reakcji na granicy faz ciało stałe-ciecz. Jest również wyposażony w powlekany separator o wysokim bezpieczeństwie, wytwarzający mniej ciepła i zapewniający większą odporność na ciepło.
Jeśli chodzi o zarządzanie baterią, bateria poprzez inteligentne algorytmy oblicza i kontroluje globalne pole temperatur wewnątrz ogniwa w czasie rzeczywistym. Ma na celu pełne wykorzystanie doładowanej wydajności ogniwa, przy jednoczesnym zwróceniu uwagi na granice bezpieczeństwa podczas użytkowania akumulatora.
Produkcja do końca roku, dostępna w przyszłym roku.
Według oficjalnych komunikatów akumulator Shenxing Supercharged będzie produkowany masowo do końca 2023 roku, a oficjalny montaż w pojazdach nastąpi w pierwszym kwartale przyszłego roku.
Przypisuje się to wydajności produkcyjnej CATL. Jako światowy lider w branży akumulatorów, CATL posiada dwie z jedynych na świecie fabryk lamp ostrzegawczych w branży akumulatorów litowych, ustanawiając wysokie standardy zarówno pod względem jakości procesów, jak i wydajności produkcji.
Co więcej, w porównaniu do zwykłych akumulatorów, akumulatory doładowane mają bardziej rygorystyczne wymagania produkcyjne, szczególnie w zakresie procedur powlekania i spawania. To niewątpliwie testuje możliwości produkcyjne i technologię CATL.
W procesie powlekania, w którym wymagania dotyczące wydajności są wysokie, firma CATL opracowała model dynamicznej siły do powlekania warg i zoptymalizowanych struktur sprzętu, zapewniając ciągłość i stabilność przy bardzo dużych prędkościach, znacznie obniżając limit masy powłoki i spełniając potrzeby produkcyjne elektrody o ultrawysokiej dynamice.
Ponadto doładowanie stawia bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące rezystancji elektrycznej szwów spawania laserowego. Nieodpowiednie spawanie laserowe znacząco wpłynie na rezystancję połączenia. Firma CATL opracowała technologię detekcji widmowej online, która odbiera w czasie rzeczywistym sygnały światła widzialnego, odbicia lasera i promieniowania podczas procesu spawania laserowego i przekształca je na sygnały cyfrowe do analizy. Dzięki tej technologii firma CATL osiągnęła 100% kontrolę wirtualnych spawów, przy współczynniku wykrycia pominięć wynoszącym<1 PPb (a failure rate of one in a billion).
