バッテリーは重要なキャリアになる

超高速充電を実現するには、充電プロセスで最も重要なキャリアであるバッテリーも調整する必要があります。バッテリーの急速充電は主にバッテリーの充放電倍率に依存します。充電倍率に影響を与える主な理由は 3 つあります。電極の材質、充電パイルの充電電力、および電源バッテリーの温度です。電池企業にとって、充電パイルの充電電力は客観的な要素であり、電池工場が変更できるのは電極材料と温度制御です。
パワーバッテリーリンクでは、バッテリーの急速充電能力は、負極の急速リチウム埋め込み能力、電解質の導電率、バッテリーシステムの熱管理能力などの複数の能力に依存します。
急速充電の場合、リチウムイオンを加速して瞬時に負極に埋め込む必要があります。これは、負極がリチウムイオンを迅速に受け取る能力に課題をもたらします。負極に高速リチウム埋蔵能力がない場合、リチウムの析出やリチウムデンドライトが発生し、電池容量が不可逆的に低下し、寿命が短くなります。さらに、電解液には高い導電性が必要であり、高温耐性、難燃性、過充電防止性も必要です。一方で、高出力の急速充電では発熱が大幅に増加するため、高電圧バッテリー パックの熱管理が重要です。
一般に電池パックの安全設計では、セラミック絶縁パッドやマイカボードなど、より断熱性能の高い断熱材を適用することで熱拡散防止を行うことができます。ただし、パッシブな熱保護に加えて、アクティブな熱保護ソリューションも重要です。上海オートショーでは、さまざまなパワーバッテリー企業も材料革新とパッケージ全体の熱管理に関する「スキルを披露」しました。

これまで、寧徳時代の超高速充電技術は、電子ネットワーク、高速イオンリング、等方性グラファイト、超伝導電解質、高細孔隔膜、多重勾配電極、多極イヤー、アノード電位モニタリングなどをカバーしていました。
異方性技術により、リチウムイオンをグラファイトチャネルに360度埋め込むことができ、充電速度が大幅に向上します。アノード電位監視により、充電電流をリアルタイムで調整できるため、リチウム分析の副反応なしにバッテリーが安全な範囲内で充電容量を最大化でき、極度の充電速度と安全性のバランスを実現できます。三元キリン電池は、高ニッケル正極 + シリコンベースの負極システムを採用しており、エネルギー密度は最大 255Wh/kg で、5 分間の高速ホットスタートと 10 分間の 80% 充電をサポートします。しかし、充電および放電プロセス中に、シリコンの体積膨張は 400% にも達する可能性があり、活物質が極板から剥がれやすく、容量の急速な減衰を引き起こし、不安定な SEI 膜が形成されます。したがって、寧徳時代の導電材料は、シリコンアノードへの結合力が高く、より完全な導電ネットワークを有する直径1.5〜2ナノチューブの単層カーボンナノチューブを採用しています。たとえシリコンアノード粒子の体積が膨張して亀裂が生じ始めたとしても、単層カーボンナノチューブを介して良好な接続を維持できます。さらに、キリン電池の電解液はLiFSIを採用し、FEC添加剤を使用して負極にフッ化リチウムを形成します。イオン半径が小さいため、亀裂を時間内に修復できます。熱管理の観点から、キリンバッテリーは液冷システムと断熱パッドをセル間の多機能弾性サンドイッチに統合しています。セルの上に置かれた従来の液冷プレート方式と比較して、伝熱面積が 4 倍になりました。冷却面積が拡大したことにより、セルの温度制御効率が50%向上しました。垂直の冷却プレートは、水平の相対的な隔離スペースを作成します。縦セル間に膨張補償シート＋断熱エアロゲルを配置し、効果的に熱を遮断し「熱暴走ゼロ」を実現。