隨著碳酸鋰價(jià)格重回10萬(wàn)元/噸附近,且有望保持平穩(wěn),鋰電池成本快速回落,鋰電池在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用再次迎來(lái)機(jī)遇。

事實(shí)上,早在2020年,碳酸鋰價(jià)格飆漲之前,因鋰電池能夠有效解決電動(dòng)自行車輕量化、美觀化、智能化和環(huán)保的需求,且能量密度更高、騎行里程更長(zhǎng),已經(jīng)受到下游多家電動(dòng)自行車車企的青睞,新車市場(chǎng)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(guī)鋰電池大量流入市場(chǎng),導(dǎo)致電動(dòng)自行車安全事故頻發(fā),這一極具前景的路線一度被蒙上了陰影。

據(jù)國(guó)家消防救援局統(tǒng)計(jì),2023年全國(guó)共接報(bào)電動(dòng)自行車火災(zāi)2.1萬(wàn)起,比2022年增加17.4%。這些事故造成重大人身財(cái)產(chǎn)損害,社會(huì)影響巨大。

鋰電池在電動(dòng)自行車上應(yīng)用,新增兩項(xiàng)國(guó)家強(qiáng)制考核要求

如何推動(dòng)鋰電池在電動(dòng)自行車領(lǐng)域應(yīng)用,成為政府、車企和電池企業(yè)極為關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。值得一提的是,今年4月,力推鋰電池在電動(dòng)自行車領(lǐng)域應(yīng)用的強(qiáng)制性規(guī)范文件正式出臺(tái),有望開啟產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的新篇章。

4月25日,由國(guó)家工業(yè)和信息化部組織起草的《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》(GB 43854-2024,簡(jiǎn)稱《技術(shù)規(guī)范》)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),由國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委)于2024年4月25日發(fā)布,并將于2024年11月1日正式實(shí)施。

“區(qū)別于以往強(qiáng)標(biāo),新的《技術(shù)規(guī)范》全部都是針對(duì)安全進(jìn)行的檢測(cè)要求,并沒(méi)有涉及電池性能方面的;同時(shí)新版《技術(shù)規(guī)范》對(duì)單體電池安全提出了明確檢測(cè)要求。”作為該《技術(shù)規(guī)范》主要參編單位之一,河南克能新能源科技有限公司(簡(jiǎn)稱“克能新能源”)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)柯克在接受電池中國(guó)網(wǎng)采訪時(shí)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(dòng)自行車用鋰離子蓄電池》(GB/T 36972-2018)主要針對(duì)電池組進(jìn)行安全考核要求,而在新版《技術(shù)規(guī)范》中增加了電池單體,尤其是將最難的針刺試驗(yàn)加入進(jìn)來(lái)。

圖為參觀「克能電池 安芯常伴」克能新能源2024新品發(fā)布會(huì)產(chǎn)品展示區(qū)

除了電池單體,據(jù)柯克介紹,另一個(gè)顯著的變化是《技術(shù)規(guī)范》還首次在電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中引入熱擴(kuò)散項(xiàng)目:電池組的熱擴(kuò)散測(cè)試要求電池組在發(fā)生熱失控報(bào)警后5分鐘內(nèi),應(yīng)不起火、不爆炸。

高于國(guó)標(biāo),克能新能源推出 高安全“安芯電池”及不起火、不爆炸、無(wú)高溫的安全應(yīng)用整體方案

不但參與更為嚴(yán)格的電動(dòng)自行車鋰電池國(guó)家強(qiáng)標(biāo)制訂,克能新能源也在積極踐行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),推出遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的安全、可靠鋰電池。

圖為克能新能源“新國(guó)標(biāo)·新產(chǎn)品·新征程”啟航儀式

日前,克能新能源正式對(duì)外發(fā)布“克能安芯·X系列”高安全電池新品。據(jù)悉,克能新能源X系列電動(dòng)自行車用鋰電池,進(jìn)行滿電針刺檢測(cè),不僅可以做到不起火、不爆炸,且熱失控區(qū)域無(wú)高溫,安全標(biāo)準(zhǔn)要高于即將實(shí)施的《技術(shù)規(guī)范》。

基于多年在電動(dòng)自行車領(lǐng)域深耕,憑借對(duì)電動(dòng)自行車消費(fèi)群體、市場(chǎng)、應(yīng)用環(huán)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(shù)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(jù)電池中國(guó)了解,克能安芯X系列鋰電產(chǎn)品,通過(guò)材料、結(jié)構(gòu)和外殼三個(gè)維度創(chuàng)新設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)單體電池層面“323”安全保障;電池組層面5重安全防護(hù)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)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(tǒng)分別為,從材料層面不當(dāng)使用不爆炸、滿電針刺不起火,滿電針刺無(wú)高溫;結(jié)構(gòu)層面,正常使用內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(guò)充膨斷保護(hù)結(jié)構(gòu)、雙重過(guò)壓保護(hù)BMS、熱插拔防打⽕設(shè)計(jì)、電池殼內(nèi)⼀體化防震動(dòng)結(jié)構(gòu)、防短路集成結(jié)構(gòu)等五重防護(hù)體系。

基于上述從電池單體到電池組的多重安全防護(hù)設(shè)計(jì),克能新能源安芯X系列鋰電產(chǎn)品在行業(yè)率先做到即使保護(hù)電路失效的情況下,導(dǎo)致過(guò)充電、過(guò)放電,或者外部火燒、機(jī)械損毀等極端場(chǎng)景,自身也不會(huì)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

此外,克能新能源開發(fā)了新型電解液功能添加劑,結(jié)合對(duì)電芯內(nèi)部精準(zhǔn)控制專利技術(shù)和工藝創(chuàng)新,使得電池針刺熱失控局部針刺點(diǎn)無(wú)高溫、無(wú)濃煙等,從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自行車鋰電池極致安全。

據(jù)柯克介紹,目前克能安芯X系列主要應(yīng)用領(lǐng)域,覆蓋以電動(dòng)自行車為主的輕型動(dòng)力電池領(lǐng)域,和以戶外電源、家庭儲(chǔ)能等為主的儲(chǔ)能領(lǐng)域。

把擅長(zhǎng)的事情做到極致,技術(shù)咖創(chuàng)業(yè)受青睞

作為成立僅四年的克能新能源,目前已經(jīng)在電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域嶄露頭角,獲得多家電動(dòng)自行車主機(jī)廠的青睞,與之達(dá)成戰(zhàn)略合作,并參與到新版《技術(shù)規(guī)范》的編制中。

值得注意的是,克能新能源董事長(zhǎng)柯克從事化學(xué)電源相關(guān)研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化已有三十余年,是國(guó)家級(jí)專家、教授級(jí)高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師、工學(xué)博士,是個(gè)十足的“技術(shù)腕兒”。

圖為克能新能源創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)柯克博士

柯克在接受采訪時(shí)表示,鋰電池行業(yè)范圍很廣,當(dāng)時(shí)創(chuàng)業(yè)定位就是做小動(dòng)力電池,在這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域去發(fā)揮自己優(yōu)勢(shì),“把自己擅長(zhǎng)的東西發(fā)揮到極致。”

在技術(shù)路線選擇上,基于安全、性能和消費(fèi)者對(duì)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(huán)壽命短未得到認(rèn)可和普及,克能新能源將其壽命提升3倍,使得其應(yīng)用場(chǎng)景得到拓展,應(yīng)用潛力得到極大提升。

進(jìn)入電動(dòng)自行車電池等領(lǐng)域,也是技術(shù)出身的柯克較為清晰的選擇。據(jù)電池中國(guó)了解,柯克曾在日本豐田工作過(guò)多年,回國(guó)后在某電動(dòng)自行車用電池龍頭企業(yè)帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)用7年左右時(shí)間,推出了一系列符合市場(chǎng)需求的爆款產(chǎn)品。

對(duì)電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、市場(chǎng)和用戶需求了解比較深刻,也是促使柯克選擇創(chuàng)業(yè),找準(zhǔn)電動(dòng)自行車鋰電池這個(gè)賽道,定位生產(chǎn)讓消費(fèi)者安心的鋰電池的原因所在。

將擅長(zhǎng)的東西發(fā)揮到極致,并且精準(zhǔn)選擇賽道和產(chǎn)品定位,不盲目參與市場(chǎng)激進(jìn)競(jìng)爭(zhēng),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(jīng)發(fā)展成為400人左右的中等規(guī)模企業(yè);在過(guò)去三年內(nèi),該公司陸續(xù)獲得了多輪資本的認(rèn)可,目前其B輪融資的產(chǎn)能項(xiàng)目即將建成;該公司現(xiàn)已成為安陽(yáng)市和河南省的重點(diǎn)新能源電池項(xiàng)目企業(yè)。

值得一提的是,6月12日,中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)組織行業(yè)權(quán)威專家,對(duì)克能新能源“電動(dòng)自行車電池安全方案——軟包鋰離子電池及充電防護(hù)裝置”項(xiàng)目進(jìn)行成果鑒定,一致認(rèn)為該項(xiàng)目達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,部分成果處于領(lǐng)先地位。

基于行業(yè)共識(shí)“當(dāng)前的液體電解質(zhì)鋰離子電池并不能實(shí)現(xiàn)本征級(jí)安全,熱失控的概率大于零”,以及報(bào)道的電動(dòng)自行車火災(zāi)80%發(fā)生在充電過(guò)程中的行業(yè)現(xiàn)實(shí),在此次成果鑒定會(huì)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(hù)裝置”,保障即使電池保護(hù)電路發(fā)生完全故障的極端情況下的充電安全。

對(duì)于未來(lái)發(fā)展,柯克表示,從規(guī)模上我們不激進(jìn)擴(kuò)張,從技術(shù)路線上,我們將在自己認(rèn)定的范圍內(nèi)一步一個(gè)腳印地去做好,“創(chuàng)業(yè)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(fēng)雨兼程的奮斗者們服務(wù)的企業(yè),克能團(tuán)隊(duì)勵(lì)志為每一位奮斗者提供一份安心前行的動(dòng)力,一個(gè)‘安芯’常伴的選擇。”