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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    CATL的動力鋰離子電池是如何煉成的?

    2021-03-08 ryder

    寧德時代新能源科技控股有限公司(簡稱:CATL),國內唯一一家為國際品牌乘用車供應動力鋰離子電池的公司,也是日韓電池公司對標研究的國內唯一一家競爭對手。在美譽背后,到底蘊藏著什么極致科技?


    安全理念貫徹始終


    CATL作為全球出貨量第三的車用鋰電池供應商,一直致力于打造世界第一安全動力鋰離子電池的CATL,從成立至今,保持零事故安全記錄。


    CATL的安全理念是電池全生命周期安全。一是全過程,從電池的量子動力學仿真分解出發,從機理分解、電池材料選擇和設計、電芯設計、電池系統設計到制造全過程都非得進行安全管控;二是全方位,電池系統安全包括電氣安全、功能安全、機械安全和化學安全。


    做出好的電池系統產品,CATL緊要依靠三大關鍵技術:電芯技術、成組技術和BMS技術。在這三大技術構成的鐵三角中,電芯決定是不是安全的基因,成組技術供應電池系統強壯的身體,BMS管理技術供應電池系統智慧的大腦。經過多年堅持不懈的努力,CATL嚴格把控電池設計、驗證和加工的每個流程,努力把電池系統安全做到最好。


    設計驗證防患未然


    在電池系統的設計上,CATL會先做模擬仿真,后做探測評估。仿真傾覆微觀到宏觀,內容包括量子動力學、機械結構拓撲優化、形貌優化、尺寸優化、產熱分解、防熱失控、熱場分布、模態、振動疲勞、沖擊、石擊等。


    電芯結構仿真,模擬電芯受力反應


    通過電化學仿真、熱和流體仿真、結構仿真來識別設計關鍵參數,CATL不斷優化設計辦法、評估性能和可靠性指標。這些辦法對保障產品開發質量、縮短開發周期,以及滿足客戶技術需求都起到了非常緊要的支持用途。


    在保障電池可靠性方面,CATL從系統層層分析,從最小零部件,逐層去分解失效模式和失效率。依據失效率的浴盆曲線模型,所有的產品在早期失效率會比較高,使用中期失效率會下降,到晚期老化時又會升高。CATL作為電池廠家,盡力把產品的早期失效控制在出廠前,使用戶在使用期間的失效率降到最低,在老化衰老期失效率新增時,電池系統依賴診斷、預測,指揮維護使用,最終使動力鋰離子電池壽命達到最高。


    壽命預測曲線圖


    為了科學有效評估電池的使用壽命(耐用),CATL還建立了一套成熟的壽命預測模型。通過3個月的探測數據,可預測電池組系統十年甚至更長的使用壽命。寧德時代2011年投入使用的純電動大巴,累計行駛18萬公里,實際能量壽命衰減落在95%的置信區間。

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