Wraz ze wzrostem udziału w rynku pojazdów o nowej energii, firmy samochodowe robią dalsze postępy w produkcji akumulatorów. Nie tylko opracowują własne akumulatory, ale także produkują je wewnętrznie, łącząc trendy branżowe, aby wprowadzać innowacyjne produkty.
27 czerwca Geely Auto oficjalnie wprowadziło na rynek najnowszą generację baterii litowo-żelazowo-fosforanowych „short blade” – Shendun Short Blade Battery. W porównaniu z obecnymi w branży „bateriami long blade”, bateria Shendun Short Blade Battery oferuje znaczące zalety w zakresie bezpieczeństwa, żywotności, możliwości szybkiego ładowania i rozładowywania w niskiej temperaturze. Oczekuje się, że bateria ta zostanie po raz pierwszy zamontowana w Geely Galaxy E5, którego premiera odbędzie się w sierpniu.
Trend baterii z krótkim ostrzem
Jak sama nazwa wskazuje, baterie z krótkim ostrzem są krótsze od baterii z długim ostrzem, te drugie są reprezentowane przez baterie z ostrzem firmy BYD. Jeśli chodzi o konkretne parametry, bateria Shendun Short Blade jest mniejsza, ma długość 580 mm, czyli jest o około 40% krótsza od baterii z długim ostrzem. Jej gęstość energii wynosi 192 Wh/kg, w porównaniu do 180 Wh/kg w przypadku baterii z długim ostrzem. Krótsza długość i wyższa gęstość energii baterii Shendun Short Blade umożliwiają wykorzystanie większej objętości, bardziej elastyczną konstrukcję i układy grupowania.
Ze względu na krótszą długość akumulator Shendun Short Blade jest bardziej elastyczny w montażu, dzięki czemu jest kompatybilny z różnymi typami pojazdów, w tym sedanami, samochodami dostawczymi, SUV-ami i vanami typu MPV.
Technicznie rzecz biorąc, baterie z długim ostrzem często wykorzystują separatory z procesem suchym, natomiast w bateriach Shendun Short Blade zastosowano separator dwupowłokowy z procesem mokrym, który jest bardziej elastyczny i mniej podatny na pękanie w przypadku przebicia, a także ma mniejsze pory powodujące uszkodzenia i obszary zwarcia.
Jedną z głównych zalet akumulatora Shendun Short Blade jest jego zdolność do szybkiego ładowania. Dane testowe pokazują, że przy tej samej pojemności akumulatora czas ładowania od 10% do 80% stanu naładowania (SOC) dla akumulatorów long blade wynosi 26 minut, przy średniej szybkości ładowania 1,61C; akumulator Shendun Short Blade ładuje się w ciągu zaledwie 17 minut i 4 sekund, przy średniej szybkości ładowania 2,45C i niższym wytwarzaniu ciepła.
Fizycznie, szybsza prędkość ładowania akumulatora Shendun Short Blade wynika z rozwiązania problemu wysokiego oporu wewnętrznego długich ostrzy, poprzez zastosowanie cieńszych i dłuższych nanorurek węglowych w celu stworzenia „autostrady” do transportu jonów oraz dodania do elektrolitu dodatków o niższej rezystancji warstwy, co ułatwia jonom litu przedostawanie się do anody, a tym samym znacznie poprawia wydajność szybkiego ładowania.
W ekstremalnie zimnych środowiskach akumulator Shendun Short Blade ma również większą zdolność rozładowania i większy zasięg w porównaniu do akumulatorów z długim ostrzem. Nawet przy -30 stopniu, podczas gdy wskaźnik utrzymania pojemności akumulatorów z długim ostrzem spada do 78,96%, akumulator Shendun Short Blade utrzymuje wskaźnik utrzymania pojemności na poziomie 90,54%, eliminując obawy o znaczną utratę mocy zimą.
Ponadto, akumulator Shendun Short Blade wykorzystuje wieloelementowe materiały katodowe domieszkowane i materiały anodowe o małych cząsteczkach. W połączeniu z mniejszym rozmiarem i niższym oporem wewnętrznym, wewnętrzna prędkość reakcji chemicznej jest skutecznie spowolniona, co znacznie wydłuża żywotność akumulatora. Cykl życia akumulatora Shendun Short Blade może osiągnąć 3500 cykli, co odpowiada bezpiecznej odległości jazdy wynoszącej 1 milion kilometrów. W przypadku typowego samochodu rodzinnego pokonującego 20,000 kilometrów rocznie, akumulator może „służyć” do 50 lat, znacznie wydłużając czas jego wycofania z eksploatacji i zwiększając wartość rezydualną czysto elektrycznych samochodów używanych.
Te cechy wydajności wskazują, że akumulatory z krótkim ostrzem stały się główną formą akumulatorów zasilających dla nowych pojazdów energetycznych, prowadząc nową generację. Nie tylko Geely Auto, ale także Honeycomb Energy z Great Wall Motor opowiada się za akumulatorami z krótkim ostrzem.
Prezes i dyrektor generalny Honeycomb Energy, Yang Hongxin, wskazał, że struktura ogniw z krótkim ostrzem naturalnie pasuje do trasy szybkiego ładowania, z zaletami takimi jak lepsza jednorodność temperatury, większe wykorzystanie objętości PACK i lepsza kompatybilność. W związku z tym Honeycomb Energy zaproponował strategię rozwoju „elektrycznych pełnych domen krótkich ostrzy” i szeroko stosowane baterie z krótkim ostrzem w segmentach BEV, PHEV, pojazdów komercyjnych i magazynów energii.
Jakość bezpieczeństwa „klasy wojskowej”
Oprócz udoskonalenia wydajności, akumulator Shendun Short Blade udowadnia również swoją „wojskową” jakość bezpieczeństwa w wielu wymiarach, w odniesieniu do najważniejszego aspektu bezpieczeństwa akumulatorów elektrycznych.
Bateria Shendun Short Blade wykorzystuje wysoce wytrzymałe, wysoce stabilne termicznie, odporne na wysokie temperatury separatory, bardziej stabilny i gęsty elektrolit o wysokim poziomie bezpieczeństwa oraz samodzielnie opracowaną „technologię samoscalania”. Po przebiciu ogniwa folia aluminiowa stopi się, a separator zapadnie się, tworząc warstwę izolacyjną blokującą zwarcia, co znacznie zwiększy poziom bezpieczeństwa ogniwa.
W branży test przebicia pojedynczą igłą jest uważany za najtrudniejszy test bezpieczeństwa akumulatorów, więc „przebicie 8-igłą” niewątpliwie znacznie zwiększa uszkodzenie ogniwa, tworząc wiele punktów uszkodzenia w krótkim czasie, zwiększając ryzyko wewnętrznych zwarć i potencjalnie powodując bardziej złożone efekty termiczne i mechaniczne, co sprawia, że test bezpieczeństwa jest trudniejszy.
W teście „8-nakłucia igłą” przeprowadzonym przez China Automotive Technology and Research Center (CATARC) ogniwo baterii Shendun Short Blade zostało przebite jednocześnie 8 stalowymi igłami o średnicy 5 mm i pozostawione na 1 godzinę bez dymu, zapłonu lub eksplozji. W międzyczasie ogniwo baterii Shendun Short Blade przeszło pierwszy na świecie test penetracji prawdziwym pociskiem kalibru 5,8 mm. Pocisk karabinu automatycznego kalibru 5,8 mm przebił ogniwo z prędkością 920 m/s, powodując uszkodzenia wybuchowe o średnicy rany większej lub równej 60 mm, ale ogniwo nie zapaliło się ani nie eksplodowało.
Oprócz testu „jednoczesnego nakłuwania igłą 8-igłami” firma Geely zainicjowała również pierwsze w branży seryjne testy „diabelskie” akumulatora Shendun Short Blade, obejmujące dynamiczne zanurzanie w wodzie morskiej w celu wykrycia korozji, ekstremalne zimno na dużych wysokościach, częste skrobanie dna, 26--tonowe posuwisto-zwrotne toczenie, uderzanie w słupek boczny pojedynczego pakietu oraz grillowanie płomieniowe.
Dzięki opatentowanej konstrukcji ramy „Tianzigeb”, pochłaniającej energię wnęce, trójwarstwowej dolnej osłonie typu „sandwich”, integracji akumulatora CTB z obudową, kontroli ryzyka niekontrolowanego wzrostu temperatury w razie wypadku oraz wieloogniwowym środkom zabezpieczającym akumulator Shendun Short Blade z łatwością pomyślnie przeszedł wszystkie 6 testów.
Samodzielne badania i samodzielna produkcja dla zapewnienia bezpieczeństwa
W przeciwieństwie do większości akumulatorów produkowanych przez producentów samochodów, które powstają w wyniku samodzielnych badań, akumulator Shendun Short Blade firmy Geely może być produkowany samodzielnie, w wyniku samodzielnych badań i samodzielnej produkcji zarówno akumulatora, jak i ogniw.
Wiadomo, że ogniwa akumulatora Geely Shendun Short Blade są produkowane w bazie produkcyjnej Yaoning New Energy w Jianhu, Yancheng, a zestawy akumulatorów powstają w fabryce Guiyang Flash聚工厂 (Flash聚).
Według informacji, Yaoning New Energy Technology Company została założona w lipcu 2022 r. z długoterminową inwestycją w wysokości 10,2 mld juanów, a pierwsze ogniwo zostało pomyślnie zjechane z linii produkcyjnej 25 listopada 2023 r. Jej spółka macierzysta, Yaoning Technology, powstała z Centrum Biznesowego Komponentów Grupy Geely i od czasu założenia pod koniec 2020 r. szybko rozszerzyła się na wiele obszarów, takich jak nowa energia i nowe materiały. Jej przewodniczący, Li Xingxing, jest również głównym udziałowcem Grupy Geely.
Guiyang Flash聚 Battery Co., Ltd. została założona 26 września 2023 r., a jej zakres działalności obejmuje produkcję baterii, produkcję części baterii, produkcję podzespołów elektronicznych, badania i rozwój nowych technologii energetycznych oraz produkcję specjalistycznego sprzętu do urządzeń półprzewodnikowych. Pełna mapa penetracji kapitału własnego pokazuje, że firma jest w całości własnością Zhejiang Star Innovation Auto Industry Development Co., Ltd., spółki zależnej w całości należącej do Geely's Zhejiang Jirun Auto Co., Ltd.
W kwietniu tego roku fabryka Guiyang Flash聚 została w pełni uruchomiona, a linia produkcyjna przyjęła nowo opracowany system MES firmy Geely, osiągając automatyzację, przejrzystość i digitalizację w procesie produkcji baterii. Stosuje również najszybszą technologię przezbrajania w branży, umożliwiając produkcję wielu produktów w jednej linii poprzez zsynchronizowaną platformę projektowania produktów i linii produkcyjnych, tworząc zautomatyzowany, elastyczny i wysoce wydajny tryb produkcji.
Aby osiągnąć samodzielne badania i samodzielną produkcję akumulatorów, Geely Auto planowało to przez wiele lat. Według niekompletnych statystyk, od 2019 roku Geely zainwestowało ponad 110 miliardów juanów w dziedzinie akumulatorów, przy łącznych planowanych zdolnościach produkcyjnych akumulatorów przekraczających 300 GWh. Przed wydaniem akumulatora Shendun Short Blade, Geely Auto wydało również akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy Gold Brick, który po raz pierwszy został zamontowany w pierwszym średniej wielkości sedanie marki Zeekr, Zeekr 007.
Podstawowa logika stojąca za rozległymi wysiłkami Geely w zakresie produkcji baterii jest prosta - zmniejszenie zależności od dostawców i stopniowe przejmowanie kontroli nad łańcuchem dostaw. Wiadomo, że jako główny komponent pojazdów elektrycznych, baterie stanowią około jednej trzeciej ich kosztów i bezpośrednio wpływają na konkurencyjność różnych marek pojazdów elektrycznych pod względem wydajności, bezpieczeństwa i ceny. Przewodniczący GAC Group Zeng Qinghong kiedyś narzekał, że „firmy samochodowe pracują dla dostawców”, a przewodniczący Changan Auto Zhu Huarong powiedział również, że problemy takie jak „niedobór chipów” i „drogie baterie” spowodowały, że Changan Auto straciło ponad 600,000 jednostek zdolności produkcyjnej w ciągu roku.
W obecnej sytuacji podaży rynkowej, od stycznia do maja tego roku, 48 firm produkujących akumulatory na chińskim rynku nowych pojazdów energetycznych osiągnęło dopasowanie pojazdów, co stanowi wzrost o 5 firm w porównaniu z ubiegłym rokiem. Zainstalowana moc akumulatorów 3, 5 i 10 najlepszych firm produkujących akumulatory wyniosła odpowiednio 124,8 GWh, 137,3 GWh i 154,3 GWh, co stanowi 80,6%, 88,7% i 99,6% całkowitej zainstalowanej mocy. Zainstalowana moc CATL osiągnęła 95,7 GWh, co stanowi 62% całkowitej mocy, podczas gdy zainstalowana moc BYD wyniosła 22,9 GWh, co stanowi 15%.
Wraz ze wzrostem wpływu „superdostawców”, takich jak CATL i BYD, a także w miarę wzrostu cen akumulatorów, zależność producentów samochodów od nich wzrasta, co prowadzi do „rynku sprzedawcy” dla akumulatorów. Jednocześnie, ze względu na problemy z zasilaniem akumulatorów, tempo rozwoju i dostaw nowych produktów dla producentów samochodów jest łatwo zagrożone. W tym roku niektóre z najlepiej sprzedających się modeli Tesli i Li Auto zostały wycofane ze sprzedaży, ponieważ nie były w stanie zabezpieczyć akumulatorów. Samodzielne badania i samodzielna produkcja akumulatorów przez producentów samochodów mogą niewątpliwie zminimalizować wpływ dostawców z górnego biegu rzeki i zyskać inicjatywę w zakresie dostaw i kosztów, co jest kluczowe dla producentów samochodów o dużej skali i licznych produktach.
Dlatego, aby zostać nowym gigantem pojazdów energetycznych, firma nie tylko musi samodzielnie rozwijać własne technologie trójelektryczne, ale także musi opanować technologię produkcji akumulatorów mocy i zapewnić stabilne zasilanie akumulatorów. Tylko wtedy może wygrać „wojnę o udziały w rynku” w erze pojazdów o nowej energii.
