寧德時(shí)代6個(gè)方面的前沿技術(shù)有哪些？

摘要

寧德時(shí)代在高比能、長(zhǎng)壽命、超快充、真安全、自控溫、智管理6個(gè)方面的前沿技術(shù)有哪些？

高比能技術(shù)

寧德時(shí)代電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)到215wh/kg，這是因?yàn)閷幍聲r(shí)代采用了CTP技術(shù)、高鎳技術(shù)、高電壓技術(shù)、超薄基材等技術(shù)。

CTP技術(shù)：通過(guò)簡(jiǎn)化模組結(jié)構(gòu)，使得電池包體積利用率提15%~20%，零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%。

高鎳技術(shù)：高鎳811領(lǐng)先體系，配合業(yè)界首創(chuàng)的納米鉚釘技術(shù)，在電芯層面進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固防護(hù)，大幅度提升能量密度，有效兼顧高標(biāo)準(zhǔn)安全可靠性。

高電壓技術(shù)：精準(zhǔn)的單晶顆粒設(shè)計(jì)，搭配耐氧化電解液，通過(guò)不斷拓寬電壓上限，脫出更多的活性鋰，從而顯著提升能量密度，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性價(jià)比。

超薄基材技術(shù)：4.5微米超薄箔材，薄而不破，薄而不皺，在有限的殼體空間內(nèi)，無(wú)限瘦身減重，單體電芯能量密度提升幅度高達(dá)5%~10%。

長(zhǎng)壽命技術(shù)

寧德時(shí)代采用長(zhǎng)壽命技術(shù)，最高可達(dá)16年或200萬(wàn)公里，具體技術(shù)如下：

低鋰耗技術(shù)：可以大幅減少電芯使用過(guò)程中的活性鋰消耗，顯著提升陽(yáng)極材料表面和本體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，達(dá)成超長(zhǎng)壽命的性能需求。

鈍化陰極：通過(guò)陰極FIC涂層技術(shù)構(gòu)造極片自休眠鈍化膜，降低存儲(chǔ)過(guò)程活性，使用時(shí)再重新激活，像動(dòng)物冬眠一樣，大大降低了損耗。

仿生自修復(fù)電解液：自動(dòng)修復(fù)固體電解質(zhì)（SEI）膜缺陷，確保其完整性和穩(wěn)定性，展現(xiàn)出自適應(yīng)的保護(hù)特性，提升電芯的循環(huán)和存儲(chǔ)性能。

極片微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：通過(guò)極片層級(jí)精細(xì)設(shè)計(jì)，構(gòu)造“離子和電子高速通道”，減小鋰離子擴(kuò)散阻力，減緩容量衰減。

膨脹力自適應(yīng)管理：引入柔性膨脹力管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電芯膨脹力的自適應(yīng)管理，使電芯膨脹力在使用過(guò)程中始終處于一個(gè)最佳的環(huán)境中，從而提升壽命。

壽命補(bǔ)償：根據(jù)壽命需求在不同的階段進(jìn)行補(bǔ)血以及排毒，減緩容量衰減，延長(zhǎng)電芯壽命，實(shí)現(xiàn)更高價(jià)值。

超快充技術(shù)

寧德時(shí)代的超快充技術(shù)能夠做到15分鐘充到80%SOC，具體采用了如下技術(shù)：

超電子網(wǎng)：充分納米化的材料表面，搭建了四通八達(dá)的電子網(wǎng)絡(luò)，使得陰極材料對(duì)充電信號(hào)的響應(yīng)速度，和鋰離子脫出速率得到大幅度提升。

快離子環(huán)：修飾多孔包覆層的陽(yáng)極材料表面，提供豐富的鋰離子交換所需要的活性位點(diǎn)，極大地提高鋰離子電荷交換速度和鋰離子的嵌入速率。

各向同性石墨：導(dǎo)入各向同性技術(shù)，使得鋰離子可以從360度嵌入石墨通道中，實(shí)現(xiàn)充電速度的顯著提升。

超導(dǎo)電解液：通過(guò)引入擁有超強(qiáng)運(yùn)輸能力的超導(dǎo)電解液，大幅提升鋰離子在液相和界面的傳輸速度，實(shí)現(xiàn)電池充電速度的快速提升。

高孔隙隔膜：創(chuàng)新性采用高孔隙率隔離膜，能夠有效降低鋰離子的平均傳輸距離，使鋰離子在陰陽(yáng)極之間來(lái)去自如，大幅降低鋰離子傳輸阻力。

多梯度極片：通過(guò)調(diào)控極片多孔結(jié)構(gòu)的梯度分布，實(shí)現(xiàn)上層高孔隙率結(jié)構(gòu)，下層高壓實(shí)密度結(jié)構(gòu)，完美兼顧高能量密度和超級(jí)快充雙核心。

多極耳：開發(fā)多維空間極耳技術(shù)，極大提升極片的電流承受能力，突破500A直充時(shí)電芯溫升過(guò)高的技術(shù)瓶頸。

陽(yáng)極電位監(jiān)控：通過(guò)對(duì)陽(yáng)極電位的監(jiān)控，實(shí)時(shí)調(diào)整充電電流，確保電池在最大充電速度的過(guò)程中不會(huì)析鋰，從而能做到極限的充電速度。

真安全技術(shù)

耐溫陰極：對(duì)“材料基因庫(kù)”進(jìn)行高通量篩選，鎖定特有的金屬元素，用于與“鎳、鈷”等變價(jià)元素進(jìn)行摻雜，既保證能量密度，又加大氧氣釋放難度，大幅度提升三元材料的熱穩(wěn)定性。

安全涂層：獨(dú)創(chuàng)的先進(jìn)納米涂層技術(shù)，在極片表面形成穩(wěn)定致密的固態(tài)電解質(zhì)界面膜，大大降低材料和電解液的反應(yīng)活性，顯著提高電芯的熱力學(xué)穩(wěn)定性。

高安全電解液：從鋰離子電池四大主材之一的電解液入手，成功開發(fā)了多款功能添加劑，通過(guò)改良電解液基因，有效減少了固液界面間的反應(yīng)產(chǎn)熱，顯著提高了電池耐熱溫度及電池的熱安全性。

航天級(jí)熱阻隔：超低導(dǎo)熱系數(shù)的航空級(jí)熱阻隔材料，獨(dú)特的納米孔結(jié)構(gòu)可抑制空氣對(duì)流傳導(dǎo)和輻射導(dǎo)熱，避免熱量快速傳遞引發(fā)相鄰電池溫度驟升而發(fā)生熱失控。

自冷卻：基于大數(shù)據(jù)建立的參數(shù)故障及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，確保極端情況下電池系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)，主動(dòng)喚醒整車并啟動(dòng)冷卻策略，快速“診療”，即刻見(jiàn)效，讓電池重回冷靜。

大數(shù)據(jù)預(yù)警：通過(guò)分析、挖掘，提取數(shù)據(jù)深度特征，歸納特征變量?jī)?nèi)在關(guān)系，結(jié)合信號(hào)檢測(cè)與傳輸技術(shù)，打造故障實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池預(yù)警，讓再微小的異常都無(wú)所遁形。

自控溫技術(shù)

電芯弱短路：控制電機(jī)控制器讓電池與電機(jī)發(fā)生弱短路，電池在高壓回路形成的脈沖電流作用下迅速加熱，比常規(guī)加熱方式縮短三分之二時(shí)間。

電芯溫控：自加熱技術(shù)，可以使電芯最大限度均勻發(fā)熱，克服常規(guī)加熱膜加熱方式造成的電芯受熱不均衡，保青春，抗衰老。

平臺(tái)化：借用整車現(xiàn)有高壓架構(gòu)及連接方式，不需要修改任何部件，僅需通過(guò)優(yōu)化控制算法及策略就能實(shí)現(xiàn)自控溫，相比傳統(tǒng)方案零成本投入。

SOC快速修正：針對(duì)速熱的使用場(chǎng)景，開發(fā)了一套快速修正算法，可在1分鐘內(nèi)精確預(yù)估電芯狀態(tài)，確保電池荷電狀態(tài)（SOC）誤差率在±3%以內(nèi)。

功率補(bǔ)償：功率補(bǔ)償技術(shù)，在低溫、低SOC的極端狀態(tài)下提供穩(wěn)定的放電電壓平臺(tái)，通過(guò)提高功率，保障電池續(xù)航持久、動(dòng)力強(qiáng)勁。

耐寒石墨：定制化陽(yáng)極材料保證陽(yáng)極界面鋰離子的快速交換，自適應(yīng)離子傳輸孔道縮短了鋰離子在陽(yáng)極中的傳輸路徑，達(dá)成卓越的低溫性能。

耐寒陰極：高活性的陰極材料，賦予了鋰離子快速遷移的特性，并適應(yīng)全天候的使用場(chǎng)景，即使天寒地凍，仍能從容應(yīng)對(duì)。

耐寒電解液：低粘度電解液，提高鋰離子傳導(dǎo)速率，尤其是極端環(huán)境下也保持鋰離子暢通無(wú)阻，即使滴水成冰，我亦進(jìn)退自如。

智管理技術(shù)

電芯健康監(jiān)測(cè)：結(jié)合電芯失效機(jī)理模型，實(shí)時(shí)監(jiān)控所有電芯，存儲(chǔ)電芯全生命周期內(nèi)每次充電放電等數(shù)據(jù)，分析電芯健康狀態(tài)，提前識(shí)別異常電芯。

智能化快充策略：以智能化的電池管理系統(tǒng)（BMS）快充策略為依托，基于溫度及SOC的敏銳識(shí)別，讓電池在健康充電區(qū)間快速充電，并保護(hù)電池免受快充損害。

參數(shù)實(shí)時(shí)優(yōu)化：基于大數(shù)據(jù)優(yōu)化建立高精度電池模型，結(jié)合每顆電芯實(shí)時(shí)狀態(tài)和運(yùn)行工況，準(zhǔn)確預(yù)估電芯狀態(tài)，防止功率和里程跳變。

單電芯能量管理：依托于高性能硬件平臺(tái)，可對(duì)每一個(gè)電芯進(jìn)行獨(dú)立的狀態(tài)計(jì)算，提高SOX精度，降低里程焦慮，提升整車性能。

無(wú)線BMS：通過(guò)電池包內(nèi)無(wú)線化通信，簡(jiǎn)化采樣線束，簡(jiǎn)化電池包裝配，降低成本，提高可靠性，并且實(shí)現(xiàn)24小時(shí)監(jiān)測(cè)。

殘值評(píng)估：通過(guò)耦合電池模型和老化模型，在線估算電芯老化參數(shù)，獲取材料老化程度信息，可精確評(píng)估老化狀態(tài)并預(yù)測(cè)電芯剩余壽命。

云邊協(xié)同：利用大數(shù)據(jù)云服務(wù)及車載高性能BMS邊緣計(jì)算，車云協(xié)同，實(shí)現(xiàn)更全面的診斷及更人性化的電池管理。

V2X：讓新能源車成為“分布式儲(chǔ)能單元”，可參與電網(wǎng)的削峰填谷獲得收益，也可讓愛(ài)車成為家庭的備用能量來(lái)源和賺錢工具。

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