事實上,早在2020年,碳酸鋰價格飆漲之前,因鋰電池能夠有效解決電動自行車輕量化、美觀化、智能化和環保的需求,且能量密度更高、騎行里程更長,已經受到下游多家電動自行車車企的青睞,新車市場滲透率在2020年一度突破20%。
然而,隨著碳酸鋰被爆炒,鋰電池成本暴漲,以及非正規鋰電池大量流入市場,導致電動自行車安全事故頻發,這一極具前景的路線一度被蒙上了陰影。
據國家消防救援局統計,2023年全國共接報電動自行車火災2.1萬起,比2022年增加17.4%。這些事故造成重大人身財產損害,社會影響巨大。
鋰電池在電動自行車上應用,新增兩項國家強制考核要求
如何推動鋰電池在電動自行車領域應用,成為政府、車企和電池企業極為關注的焦點問題。值得一提的是,今年4月,力推鋰電池在電動自行車領域應用的強制性規范文件正式出臺,有望開啟產業健康、快速發展的新篇章。
4月25日,由國家工業和信息化部組織起草的《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范》(GB 43854-2024,簡稱《技術規范》)強制性國家標準,由國家市場監管總局(國家標準委)于2024年4月25日發布,并將于2024年11月1日正式實施。
“區別于以往強標,新的《技術規范》全部都是針對安全進行的檢測要求,并沒有涉及電池性能方面的;同時新版《技術規范》對單體電池安全提出了明確檢測要求。”作為該《技術規范》主要參編單位之一,河南克能新能源科技有限公司(簡稱“克能新能源”)創始人、董事長柯克在接受電池中國網采訪時表示,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,《電動自行車用鋰離子蓄電池》(GB/T 36972-2018)主要針對電池組進行安全考核要求,而在新版《技術規范》中增加了電池單體,尤其是將最難的針刺試驗加入進來。
圖為參觀「克能電池 安芯常伴」克能新能源2024新品發布會產品展示區
除了電池單體,據柯克介紹,另一個顯著的變化是《技術規范》還首次在電動自行車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、無高溫的安全應用整體方案
不但參與更為嚴格的電動自行車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·新產品·新征程”啟航儀式
日前,克能新能源正式對外發布“克能安芯·X系列”高安全電池新品。據悉,克能新能源X系列電動自行車用鋰電池,進行滿電針刺檢測,不僅可以做到不起火、不爆炸,且熱失控區域無高溫,安全標準要高于即將實施的《技術規范》。
基于多年在電動自行車領域深耕,憑借對電動自行車消費群體、市場、應用環境的理解,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路線,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系列鋰電產品,通過材料、結構和外殼三個維度創新設計,實現單體電池層面“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、滿電針刺不起火,滿電針刺無高溫;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”電池組采用了過充膨斷保護結構、雙重過壓保護BMS、熱插拔防打?設計、電池殼內?體化防震動結構、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系列鋰電產品在行業率先做到即使保護電路失效的情況下,導致過充電、過放電,或者外部火燒、機械損毀等極端場景,自身也不會有爆炸風險。
此外,克能新能源開發了新型電解液功能添加劑,結合對電芯內部精準控制專利技術和工藝創新,使得電池針刺熱失控局部針刺點無高溫、無濃煙等,從而實現電動自行車鋰電池極致安全。
據柯克介紹,目前克能安芯X系列主要應用領域,覆蓋以電動自行車為主的輕型動力電池領域,和以戶外電源、家庭儲能等為主的儲能領域。
把擅長的事情做到極致,技術咖創業受青睞
作為成立僅四年的克能新能源,目前已經在電動兩輪車領域嶄露頭角,獲得多家電動自行車主機廠的青睞,與之達成戰略合作,并參與到新版《技術規范》的編制中。
值得注意的是,克能新能源董事長柯克從事化學電源相關研究開發及產業化已有三十余年,是國家級專家、教授級高級工程師、博士生導師、工學博士,是個十足的“技術腕兒”。
圖為克能新能源創始人、董事長柯克博士
柯克在接受采訪時表示,鋰電池行業范圍很廣,當時創業定位就是做小動力電池,在這個細分領域去發揮自己優勢,“把自己擅長的東西發揮到極致。”
在技術路線選擇上,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,使得其應用場景得到拓展,應用潛力得到極大提升。
進入電動自行車電池等領域,也是技術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多年,回國后在某電動自行車用電池龍頭企業帶領技術團隊用7年左右時間,推出了一系列符合市場需求的爆款產品。
對電動自行車產業、技術、市場和用戶需求了解比較深刻,也是促使柯克選擇創業,找準電動自行車鋰電池這個賽道,定位生產讓消費者安心的鋰電池的原因所在。
將擅長的東西發揮到極致,并且精準選擇賽道和產品定位,不盲目參與市場激進競爭,也使得克能新能源在成立不久就獲得了政府、資本、車企和客戶的信賴。克能新能源成立伊始不足30人,目前已經發展成為400人左右的中等規模企業;在過去三年內,該公司陸續獲得了多輪資本的認可,目前其B輪融資的產能項目即將建成;該公司現已成為安陽市和河南省的重點新能源電池項目企業。
值得一提的是,6月12日,中國電池工業協會組織行業權威專家,對克能新能源“電動自行車電池安全方案——軟包鋰離子電池及充電防護裝置”項目進行成果鑒定,一致認為該項目達到國際先進水平,部分成果處于領先地位。
基于行業共識“當前的液體電解質鋰離子電池并不能實現本征級安全,熱失控的概率大于零”,以及報道的電動自行車火災80%發生在充電過程中的行業現實,在此次成果鑒定會上,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生完全故障的極端情況下的充電安全。
對于未來發展,柯克表示,從規模上我們不激進擴張,從技術路線上,我們將在自己認定的范圍內一步一個腳印地去做好,“創業注定是一段艱辛的旅程,克能是一群奮斗者組成的克能,也是一家為風雨兼程的奮斗者們服務的企業,克能團隊勵志為每一位奮斗者提供一份安心前行的動力,一個‘安芯’常伴的選擇。”
