派能科技自成立至今,逐步掌握從電芯到系統集成的全產業鏈核心技術,具備儲能電池系統的先進生產工藝及品質管理能力,截至2020年,累計形成17項核心技術,均為自主研發取得。
公司現有核心技術中能夠衡量公司核心競爭力或技術實力的關鍵指標、具體表征、與同行業公司的比較情況以及技術先進性情況如下:
以下為技術詳情
(1)納米功能涂層技術
該技術提供一種鋁箔集流體與電極涂層之間的納米復合導電涂層及其工藝。應用該技術可降低電極材料與集流體之間的界面接觸電阻、增強電極涂層的附著強度,從而顯著降低電池內阻、改善功率性能、降低充放電過程的溫升、提高電池循環壽命。
該技術從涂層漿料配制到涂層涂布工藝完全由公司自主研發,綜合性能優于國內外同類涂層產品,同時具備成本優勢。
同行業企業主要從市場上外購導電涂層鋁箔或涂層漿料,公司該項技術涵蓋涂層漿料配方、漿料配制、涂層涂布工藝等關鍵環節,處于國內領先水平。
截止目前,公司對該項核心技術采取保密方式維持其獨占性,未申請專利。
(2)先進負極水系粘結劑的應用技術
該技術提供偏向電池某些功能特性(如耐高溫或低溫)的粘結劑選材依據,并開發相應的勻漿涂布工藝。應用該技術可以改善負極漿料的穩定性,抑制粘結劑在極片中的遷移,從而控制極片縱向孔隙率的均勻性,防止電極因粘結劑脫落和局部極化過大造成電池循環壽命下降。
同行業企業重視并開展粘結劑應用研究的較少,公司該項技術對于提升電池的循環壽命具有重要作用。公司該項技術已取得的專利情況如下:
(3)功能型電解液技術
該技術提供一系列應用于磷酸鐵鋰電池的功能型電解液配方,使應用該電解液配方的電池在平衡綜合性能的前提下具備某些特色性能(如長循環壽命)突出的特點,從而實現不同功能、滿足不同的應用需求。其中,長循環型電解液滿足0.5C倍率下循環壽命達到10,000次,同時能量密度不低于160Wh/kg。
同行企業以外購標準化電解液為主,公司該項技術實現電解液配方自主可控,且性能優異。公司該項技術正在申請的專利情況如下:
(4)高倍率磷酸鐵鋰電池技術
該技術基于公司對高倍率型納米磷酸鐵鋰材料合成與制備技術的深度理解,綜合應用納米功能涂層、高倍率電解液等技術,克服了磷酸鐵鋰電池倍率性能較差的缺陷。
該技術包括低溫高倍率、高溫高倍率、高倍率長循環等多個應用方向,其中低溫高倍率電池滿足-40℃以0.5C放電率達70%以上,相比傳統磷酸鐵鋰電池同等條件下30~50%放電率水平大幅提升;同時滿足40C持續放電,高倍率下的循環壽命可達5,000次以上。
同行業產品同時滿足低溫高倍率并兼顧高倍率下長循環壽命的較少,公司該項技術處于領先水平。公司該項技術已取得及正在申請的專利情況如下:
(5)一種先進漿料的制備技術
該技術應用于磷酸鐵鋰電池生產過程中正負極漿料的分散制備,采用捏合式預混加高速分散兩步法勻漿工藝。
相比傳統行星式攪拌一步法勻漿工藝,該技術可有效避免活性材料與導電劑的團聚,提高電極涂布的均勻性和一致性,減小電池極化,從而顯著提升電池的電性能、一致性及循環壽命;同時,該技術優化工藝流程,顯著提高漿料分散效率,減少溶劑使用量并節約能耗。
公司該項技術已取得的專利情況如下:
(6)電芯水分高效烘干技術
該技術采用接觸式超高真空烘烤工藝,相對于傳統的鼓風式真空烘烤工藝以輻射和對流方式傳熱,該技術主要以直接傳導方式進行熱傳遞,可大幅提升電芯烘烤效率、降低水分含量,從而有利于改善電芯的循環壽命和電性能,并降低生產能耗。
公司該項技術可將注液前電芯水分控制在300ppm以下,公司該項技術正在申請的專利情況如下:
(7)軟包電池表面整形、除皺及電極界面改善技術
該技術系統整合了高真空注液、高溫加壓化成、立式二次抽氣封口等工藝,是公司自主開發的從注液、陳化、化成到二封工序的一整套針對軟包電池表面整形、除皺及電極界面改善的技術方案。
應用該技術可促進電解液對極片與隔膜的浸潤,使電極與電極之間、電極與隔膜之間接觸更加緊密并避免氣泡,有效消除軟包電池表面不平整和隔膜褶皺等不良,使電極界面形成致密且穩定的固體電解質界面膜,對提升電池循環壽命和一致性具有重要意義。
公司該項技術已取得的專利情況如下:
(8)電池模組設計技術
該技術采用新型連續激光焊接工藝和高可靠性結構設計,配合自主研發的熱設計技術和灌膠工藝,使電池模組在滿足10kV耐壓等級要求的基礎上,具備高安全可靠性和良好散熱性能。同時,該技術工藝自動化程度高,可大幅提升產品一致性和生產效率,降低制造成本。
同行業電池模組生產工藝在結構設計上通常難以兼顧高耐壓和散熱特性,公司該項技術處于領先水平。
公司該項技術已取得及正在申請的專利情況如下:
(9)電池壽命評估技術
該技術基于對鋰離子電池容量衰減機理的深入研究并建立算法模型,得到電池使用壽命的評估算法。該技術用于對自研自產鋰電池使用壽命、經濟性和安全性的綜合評估,參數估計偏差在5%以內,可有效代替漫長且不全面的電池循環實測驗證工作,大幅縮短產品技術側評估周期,提升質量控制水平,降低質量風險。
該技術還可應用于儲能系統的能量管理中,實現對電池健康度(SOH)的實時評估,結合儲能系統狀態、用戶負載、分時電價等多個約束條件實現能源優化調度,提升用戶用電的經濟性。
該技術的建立需要基于大量的科學實驗研究和長期經驗數據積累,同行業企業中能夠成熟應用同類技術的較少,公司該項技術處于領先水平。
公司該項技術正在申請的專利情況如下:
(10)電池安全性特征識別算法
該技術通過識別電池狀態中夾帶的微弱異常信號,并將其定量轉化為安全系數,可在電池長期使用過程中的內部短路、自放電等緩慢發展的異常未惡化為明顯可觀測故障前對其識別并提出預警,從而顯著增強了鋰電池系統長期運行的安全可靠性。
市場中現有的電池安全性檢測機制主要依賴電池在安全性事故發生過程中以及發生后的電壓、溫度、火焰和煙霧等滯后指標,難以起到先期預警功能。公司該項技術拓展了鋰電池系統安全先期預警手段,處于領先水平。
公司該項技術正在申請的專利情況如下:
(11)分布式儲能鋰電池管理系統技術
該技術應用于基于鋰電池的分布式儲能場景,對鋰電池系統進行實時監測,具備數據處理、狀態識別、充放電管理、故障診斷與自處理、安全保護、均衡控制、數據傳輸與交互、電池健康度(SOH)預測等功能,具備高安全可靠性和靈活配置的突出優勢。
一方面,該技術采用主從三級架構,以自主研發的高可靠安全控制算法為核心,基于實時操作系統實現對鋰電池的管理,響應速度在0.01秒以內,檢測實時性高;并采用高精度測量方案,測量精度超過0.1%,保證數據分析精準性。同時該技術采用雙CPU冗余備份設計,大幅降低系統失效引發的安全風險。
另一方面,該技術采用模塊化理念,可實現電池模塊的自識別、自配置和自運行,并支持系統中任一模塊的熱替換和熱擴容,從而靈活滿足不同電壓、不同存儲容量場景的應用需求。公司的儲能電池系統具備高安全可靠性,符合國際IEC、歐盟CE、歐洲VDE、美國UL等權威安全標準,達到行業先進水平。
公司該項技術已取得及正在申請的專利情況如下:
(12)電池管理系統自動化檢測技術
該技術通過電子電路和軟件技術模擬電池運行狀態,實現對電池管理系統在無電池連接情況下全部功能的自動化檢測,測試功能覆蓋所有產品系列,支持測試項目模塊化設置,能夠自由擴展到不同的電池串數。
同時,該技術具備檢測電池管理系統所有核心電子器件以及功能單元是否正常運行的功能,還可通過執行工況環境數據仿真儲能系統運行的實際狀態,繪制參數曲線,評估整體性能,自動生成完善的測試報告。
該技術應用于新產品研發測試和產品質量檢驗,可優化檢測時間,提高產品合格率。
公司該項技術已取得2項軟件著作權:
(13)鋰電池電壓自適配技術
該技術通過電壓轉換電路將標準電池模塊的電壓輸入輸出調節為60~384V,并支持可編程設置,實現該電壓范圍內的自動電壓適配,使儲能系統升壓無需通過模塊串聯實現。
該技術應用于儲能產品中可將串聯系統改造為并聯系統,從而具備以下突出優勢:
①降低串聯系統對于電芯和模塊一致性的要求,從而大幅降低電池配組難度及成本,同時易于熱替換和熱擴容;
②并聯系統中單一模塊的失效不再導致整系統故障,降低了宕機風險,增強系統可靠性;
③電池管理系統不再需要主從多級管理架構,簡化了系統。同行業企業一般采用多個24~48V電池模組進行串聯的方式,成本高且標準化程度較低。
公司該項技術已取得的專利情況如下:
(14)多模塊并聯鋰電池系統的均流技術
該技術可實現多個并聯鋰電池模塊的負載均擔,解決了并聯系統中不同電池模塊由于容量、一致性和應用環境等差異導致的電流不均衡問題,保證每個電池模塊的輸出功率穩定一致,從而延長電池的循環壽命。
同時,該技術支持在電池系統運行狀態下對單個電池模塊的熱替換和熱擴容,理論上可實現電池模塊的無限并聯,從而提升整個儲能系統的輸出能力和穩定性。
公司該項技術已取得的專利情況如下:
(15)儲能系統熱管理與設計技術
儲能系統的高壓電氣環境決定了電池模組必須在高規格絕緣耐壓等級下有效控制大功率持續循環產生的熱量。該技術基于大量實驗和仿真確定系統的關鍵熱點,通過偵測這些熱點的溫度變化和系統工作功率,結合熱控制算法,自動調節系統散熱量,提高散熱效率。
在常溫1C倍率持續循環條件下,電池表面溫升控制在10℃以內,電芯溫差控制在3℃以內,系統循環壽命提高20%。
公司該項技術已取得及正在申請的專利情況如下:
(16)儲能管理系統技術(電池管理系統、能量管理系統及系統集成)
該技術可根據預先制定的算法策略或及時響應云端控制指令和調度策略,對儲能系統中的電池系統、逆變器、光伏組件、環境監控和安全系統等核心設備進行監控和管理,協同各子系統之間高頻次實時數據通信與交互,指揮整個儲能系統安全、高效、穩定運行,并對外提供數據服務和能源服務。該系統由本地能量管理系統和云端能源管理平臺共同構成。
本地能量管理系統:對儲能管理系統內部的電池管理系統、逆變器、光伏組件和風機等發電設備、用電負載設備進行數據管理、狀態監視和運行控制,確保系統可靠、安全、智能運行。
云端能源管理平臺:對儲能管理系統內部的所有設備進行數據采集、數據處理、數據圖形呈現、報警管理、事件追蹤,為能量管理系統及云端平臺服務提供基礎數據支撐。公司該項技術已取得及正在申請的專利情況如下:
(17)輕便高功率戶外鋰電池技術
該技術采用壓鑄鋁外殼設計,鋁外殼表面采用長條形散熱鰭片,內部通過多塊導熱膠和灌封膠與功率模塊和電池模塊貼合,使鋰電池系統在體積小、工作環境復雜苛刻的條件下仍具備高功率輸出性能。
該技術適用于-40~65℃寬環境溫度下的高功率充放電需求,防水防塵等級達到IP66,防雷等級高達20KA,處于行業領先水平。
公司該項技術已取得及正在申請的專利情況如下:
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