瑞浦蘭鈞劉微：正在開發(fā)eVTOL用320Wh/kg“問頂”電池
作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，以eVTOL為代表的低空經(jīng)濟(jì)成為電池企業(yè)聚焦的新興市場(chǎng)。摩根士丹利預(yù)計(jì)，eVTOL行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將在2025年達(dá)到350億美元，2030年有望增至3000億美元，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｃ鎸?duì)這片新興的萬(wàn)億市場(chǎng)，電池企業(yè)在積極搶灘。
今年4月，全球儲(chǔ)能電池出貨排名第五，戶用儲(chǔ)能電芯出貨量位居第二的瑞浦蘭鈞，與國(guó)內(nèi)eVTOL領(lǐng)軍企業(yè)御風(fēng)未來簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，并達(dá)成深度合作，將共同研發(fā)下一代飛行器能源解決方案。瑞浦蘭鈞表示，將為后者在全球范圍內(nèi)的eVTOL飛行器項(xiàng)目提供定制化高鎳電池解決方案，從電芯到系統(tǒng)，為其產(chǎn)品性能及適航認(rèn)證提供全面支持。
近日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)指導(dǎo)，動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)和電池中國(guó)網(wǎng)聯(lián)合主辦的“電動(dòng)航空及下一代電池技術(shù)(CIBF2025深圳)交流會(huì)”在深圳舉辦，瑞浦蘭鈞能源股份有限公司電芯研發(fā)總監(jiān)劉微，發(fā)表了題為《問頂?電池助力低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展》的演講，向與會(huì)代表分享了瑞浦蘭鈞在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域電芯研發(fā)方面的最新進(jìn)展。
圖為瑞浦蘭鈞能源股份有限公司電芯研發(fā)總監(jiān)劉微作主題演講
eVTOL飛行器的續(xù)航能力和飛行性能是其商業(yè)化進(jìn)程中重要的技術(shù)攻關(guān)點(diǎn)。為此，eVTOL飛行器電池需要具備比車規(guī)級(jí)電池更高的能量密度和更高倍率的放電能力，并滿足航空級(jí)的安全性和適航標(biāo)準(zhǔn)。劉微表示，當(dāng)前動(dòng)力電芯到了超級(jí)快充時(shí)代，主流超級(jí)快充的電芯仍是方形鋁殼，瑞浦蘭鈞一直專注于方形鋁殼電芯，因此是基于自身擅長(zhǎng)的領(lǐng)域去探索方形鋁殼在eVTOL領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
從市場(chǎng)需求看，劉微表示，瑞浦蘭鈞總結(jié)出eVTOL飛行器電芯的核心指標(biāo)為“三高一快”，即高能量密度、高安全性、高度輕量化、快充倍率要求高。一般在起飛和降落時(shí)需要瞬間提供大量功率，要求電池充放電倍率在5C以上，持續(xù)時(shí)間一般在2分鐘之內(nèi)。因此，瑞浦蘭鈞在電芯設(shè)計(jì)方面主要考慮的內(nèi)容，包括功率優(yōu)化和安全性調(diào)整、能量密度提升、壽命，以及開發(fā)流程。
eVTOL領(lǐng)域的產(chǎn)品方案，據(jù)劉微介紹，2024年以前瑞浦蘭鈞推出的相關(guān)產(chǎn)品能量密度約為300Wh/kg、720Wh/L，今年正在開發(fā)的第二代電芯產(chǎn)品能量密度接近320Wh/kg、800Wh/L，材料體系仍以高鎳三元+硅碳負(fù)極為主。劉微還表示，目前eVTOL領(lǐng)域的電芯設(shè)計(jì)體系比較相似，只是在電芯形態(tài)、尺寸、容量方面有一定的變化。據(jù)瑞浦蘭鈞規(guī)劃，其未來技術(shù)指標(biāo)將進(jìn)一步提升到400Wh/kg。
產(chǎn)品方面，劉微介紹稱，針對(duì)低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，瑞浦蘭鈞已推出問頂?50Ah高鎳三元鋰電池。該款電芯可實(shí)現(xiàn)1/3C倍率下310Wh/kg能量密度和780Wh/L體積能量密度，系統(tǒng)能量密度達(dá)270Wh/kg，續(xù)航可達(dá)300公里;并可實(shí)現(xiàn)-30℃到60℃超寬溫域穩(wěn)定運(yùn)行，5C放電容量保持在88%左右，6C放電在30%SOC下可以支持120s左右的放電。該產(chǎn)品主要針對(duì)中大型2噸以上的無人機(jī)或者eVTOL等應(yīng)用場(chǎng)景。
電芯設(shè)計(jì)方面，據(jù)介紹，該款電芯依然采用瑞浦蘭鈞“問頂”創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部空間得以充分利用。問頂電芯相比傳統(tǒng)采用蓋板技術(shù)的電芯，主要是通過創(chuàng)新蓋板結(jié)構(gòu)和裝備方式，減少電池頂部的空閑空間，并縮短極耳的長(zhǎng)度，可使電極的高度增加3mm以上，從而能有效增加相同尺寸電池的容量，提高能量密度。
劉微表示，問頂電芯在2022年8月研發(fā)成功，截至目前已出貨超20GWh，僅今年4月單月出貨量就已超過2GWh，所以其結(jié)構(gòu)可靠性已得到充分驗(yàn)證，并且在整車及其它領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也較為豐富，因此瑞浦蘭鈞希望能把“問頂”技術(shù)應(yīng)用于eVTOL領(lǐng)域，做方形電芯的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，以適配具有可行性的技術(shù)方案。
從內(nèi)部材料看，據(jù)介紹，問頂?50Ah三元鋰電池采用超高鎳三元正極，搭配硅碳負(fù)極的NCM化學(xué)體系，配合自主研發(fā)的超高鎳高倍率電解液，并且為了滿足航空對(duì)重量的高要求，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和采用輕量化金屬殼體，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件減重，同時(shí)使能量密度提升至310Wh/kg以上。
循環(huán)壽命和安全性方面，據(jù)介紹，1/3C倍率下，問頂?50Ah三元鋰電池循環(huán)壽命超1000次;結(jié)合動(dòng)力電芯的安全標(biāo)準(zhǔn)摸底了該款電芯的安全性能。劉微指出，航空級(jí)別的安全標(biāo)準(zhǔn)要比車規(guī)級(jí)要求更為嚴(yán)格，后續(xù)瑞浦蘭鈞還將會(huì)和客戶在新產(chǎn)品開發(fā)過程中，按照新的產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試和摸底，就當(dāng)前來看，該款電芯熱失控觸發(fā)最高溫度到600℃，沒有擴(kuò)散到第二套電芯。
此外，據(jù)劉微介紹，截至目前，瑞浦蘭鈞在國(guó)內(nèi)的溫州、柳州、嘉善、佛山、重慶，以及海外的印尼設(shè)有生產(chǎn)基地，而印尼基地也是瑞浦蘭鈞在海外布局的第一個(gè)電池工廠。
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