技術(shù)討論｜Our Next Energy 的三明治電池

BMW I Venture投資了成立于2020年的初創(chuàng)公司Our Next Energy，這家一共募資了8500萬(wàn)美金的企業(yè)，想要在密西根投資16億美金建設(shè)本土的20GWh磷酸鐵鋰工廠。這家企業(yè)技術(shù)路線(xiàn)，我也花時(shí)間來(lái)梳理一下。

從總體設(shè)計(jì)思路上，這家企業(yè)是圍繞磷酸鐵鋰（LFP）和無(wú)陽(yáng)極電池（AFB），整個(gè)設(shè)計(jì)思路確實(shí)有點(diǎn)像寧德時(shí)代的AB電池。

第一個(gè)電池（Aries），采用我們知道的“cell-to-pack”，在電池Pack中直接堆放和使用磷酸鐵鋰 (LFP)來(lái)實(shí)現(xiàn)較高系統(tǒng)級(jí)能量密度。

第二項(xiàng)技術(shù)，稱(chēng)為Gemini “高能電池組”，該技術(shù)與第一個(gè)電池復(fù)合使用，擴(kuò)大續(xù)航里程。

▲圖2.兩種電池Aries 和Gemini

Part 1、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路

這個(gè)第一代Aries電池主要面向商用車(chē)，電池能量為79kWh，尺寸規(guī)格為1630*766*288mm，系統(tǒng)的能量密度為144Wh/kg，287Wh/L。成組效率為76%。

▲圖3.第一代磷酸鐵鋰電池

第一代鐵鋰電池主要面向商用車(chē)、儲(chǔ)能方面，總體設(shè)計(jì)思路沒(méi)啥大的特色。

Part 2、復(fù)合的電池

在BMW投資以后，這家公司還給BMW提供了一套電池，主要使用Anode Free的電芯，體積能量密度達(dá)到了1007Wh/L。這是一款240Ah刀片無(wú)陽(yáng)極電池，由于功率特性差，所以也是加入了復(fù)合的方法來(lái)使用。

▲圖5.BMW的iX的實(shí)物

這個(gè)面向的設(shè)計(jì)是185kWh的電池，兩種電池直接復(fù)合使用。

這里面就是兩種不同循環(huán)的特性的進(jìn)行組合，由于AFB的循環(huán)次數(shù)比較少，這家創(chuàng)業(yè)公司也知道這個(gè)事情，所以組合的時(shí)候，讓LFP作為主要的循環(huán)電池，讓AFB作為儲(chǔ)能的使用，這樣組合調(diào)度使用可以?xún)?yōu)化整個(gè)循環(huán)特性。

備注：目前AFB大家都能做成高能量密度但是循環(huán)特別不好的方案，但是這里就為了解決循環(huán)不好問(wèn)題，采用了特殊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

在這里就設(shè)計(jì)了把AFB和LFP交替使用的做法，這里的好處就是由于刀片磷酸鐵鋰電池的熱特性要好一些，熱失控傳播的時(shí)候能抗住。

這個(gè)電池系統(tǒng)由于整體的能量密度比較高，所以把DCDC都集成進(jìn)去了。

這里目的是藍(lán)色的部分可以吧單純的LFP模塊作為主要循環(huán)的產(chǎn)品，讓混合模塊作為能量們補(bǔ)充包，概念上就是能存儲(chǔ)能量，但是使用次數(shù)比較有限的LMO的Anode Free的電池包，這個(gè)化學(xué)體系選擇很有意思，也是圍繞成本去考慮。

小結(jié)：我覺(jué)得這家公司想法還是有的，也是根據(jù)現(xiàn)有電芯實(shí)際特點(diǎn)，做了高能量密度循環(huán)次數(shù)確實(shí)有限，安全性也不太好的特點(diǎn)，200次也能用到車(chē)上，真的是費(fèi)心了。