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宁德时代勇敢闯入技术“无人区”,仅其防爆阀门技术就包含340多项专利

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8月24日消息,全球知名研究机构SNE Research近日公布全球实力2023 年 1 月至 6 月的电池安装量。汽车数据报告。

报告显示,总体来看,2023年1月至6月,全球动力电池装机量为304.3GWH,同比增长50.1%,低于2022年71.8%的高增速。其中,全球动力电池龙头宁德时代整车装量112GWH,同比大幅增长56.2%,全球市场份额达到36.8%,成为全球唯一一家占据30%以上的动力电池供应商的市场份额。 ,并连续六年位居世界第一。

在这张耀眼成绩单的背后,勇闯“无人区”的创新精神和扎实稳健的研发投入一直是宁德时代的“法宝”。

打造“值得信赖”的防爆阀门

真正的创新者既仰望星空,又脚踏实地,缺一不可。即使是一个小小的防爆阀门也经过了无数的探索和努力。

锂电池的充放电过程本质上是一个生动的化学反应。在这个肉眼看不见的纳米级世界里,并不是所有的物质反应都对电池有利。例如,气体的排放给工程师带来了问题。长期的困扰。

然而,在外界造成的极端情况下,无序的化学反应可能会瞬间产生大量气体。如果气体不能及时从电池外部排出,不断积累的压力会导致电池变形,严重时可能会爆炸,从而威胁电池。汽车使用者的生命安全。

“防爆阀不仅是危险事故中的保护者,更是电池安全充放电的保护伞。因此,我们需要打造一款‘值得信赖’的防爆阀。” CATL工程师郑玉莲说。

防爆阀虽小,但要做到非常可靠却并不容易。工程师们深知其中的挑战,因此他们在电池的关键位置设计了防爆盘。当压力过高时,防爆片会因压力而破裂,​​气体得以排出。

但让工程师们烦恼的是,电池内部有序的化学反应也会产生气体。虽然防爆片可以最大程度地保护使用者的安全,但如果气压低于设计值,防爆片就会提前爆炸,从而对电池造成严重损坏。会缩短电池的使用寿命,造成电池浪费。

经过大量测试,CATL发现防爆盘容易提前爆炸的原因之一是因为排气孔开在电池顶盖上,导致电池顶盖被焊接防爆片时容易变形,不能满足电池顶部的要求。盖板平整度要求。

“我们首先想到的是通过简单的方法来改进材料,但无论是用钢代替铝作为电池顶盖的材料,还是增加电池顶盖的整体厚度,都会增加电池顶盖的厚度。电池成本或牺牲电池寿命。用音量来解决问题。经过反复的测试和验证,我们终于在一次又一次的失败中找到了很好的解决方案。”郑玉莲说。

据介绍,最终宁德时代工程师想出了冲压形成加强环的方法,同时解决了技术和经济问题,这在行业内属首创。由于电池顶盖外表面设有突出的加强环,因此还可以抵抗注液时电解液意外泼洒到电池顶盖外表面上,防止电解液流入排气通孔。 。电解质发生结晶。

然而,实验室里的完美解决方案只是第一步。到了实际生产、运输、组装的时候,宁德时代的工程师又发现了问题。防爆盘裸露在外,非常脆弱,硬物很容易将其刺穿。为了达到最佳的防护效果,工程师们不得不在防爆盘上添加透明的保护膜。

保护膜有效阻挡了外界风险,但也影响了电池的正常检测。为了确保安装在车上的每块电池都有良好的密封性,工程师在出厂前会对每块电池进行氦气测试。检查,向电池内注入氦气,检查是否有气体泄漏。保护膜阻挡了气体逸出,使氦气测试无效。

“需要留有气体溢出的通道,并防止注液时通过排气通道污染防爆盘。在尝试了设置通讯机构等解决方案后,工程师们找到了最简单有效的办法,那就是在加固环上设置缺口,缺口极小且远离注液口,以避免污染。同时,刻痕为气体排放留下了必要的出口,可谓一石二鸟。”郑玉莲说。

“关于防爆阀门技术,我们已在全球申请了340多项专利,迄今已授权200多项。以其中一项核心专利为例,专利号为ZL201521112402.7,是我们在2015年改进的阀门技术。”郑玉莲补充道。

郑玉莲表示,工程师文化是宁德时代产品创新领先全球的原因之一。工程师善于发现问题并提出解决方案。公司会鼓励大家的每一个奇思妙想,让工程师自由发挥。创造,正是随着防爆阀等零部件的创新,工程师不断积累经验,为动力电池带来更多可能。

硬核技术的背后是“无人区”的创新和扎实的投入

宁德时代成立于2011年,如今,宁德时代动力电池用量自2017年起连续六年位居全球第一,2023年上半年全球市场份额达到36.8%。目前,宁德时代已与全球几乎所有主流车企建立了合作伙伴关系。

当然,硬核技术实力的背后是宁德时代的“无人区”创新和扎实投入。 CATL建立了材料及材料体系、体系结构、绿色极限制造、商业模式四大创新体系。在服务超过930万辆汽车的广泛实践中,形成了独特的研发闭环,并与研发测试数据和海量实车反馈相互印证。

据了解,宁德时代还将研发体系布局全球,在宁德、溧阳、上海、厦门、德国慕尼黑设立了5个研发中心,拥有17,998名研发人员。其中,21C创新实验室已成为全球能源存储与转换的前沿技术。研发高地。

2022年,公司研发费用155亿元,同比增长102%。公司拥有并正在申请国内外专利共计16637项,主导或参与制定、修订国内外标准80余项。

此外,宁德时代介绍,公司还开发了以制造零缺陷率为目标的极限制造系统架构。平均1秒生产一个电芯,20秒生产一个模组。同时,超过6800个质量控制点可实时监控,平均一颗电池可追溯数据项超过10000个,这使得宁德时代电芯故障率达到PPB级,即十亿分之一。

(本文转载自《中国经济周刊》)

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