近期虽然麒麟电池比较火，但是由长安、华为和宁德联手打造的阿维塔11也正式上市。阿维塔11有 3个配置，价格区间在34.99万-40.99万元。
今天看完阿维塔的沟通会，这款动力电池主要是由宁德时代主导设计。我觉得还是有很多地方可以说的：
●快充设计：国内主流的快充设计，电芯是围绕1.2C左右设计开发的，大概在10%-80% 40分钟左右，支持 750V高压充电平台，量产的车型中把电芯快充速度提高到2.2C，实现了10%-80%大约25分钟左右，30%-80% 15分钟左右。这在目前稳定快充能力还是名列前茅的，这个电池的最高容量还达到了116kWh，最高的充电功率峰值为240kW。
●安全方面的设计：因为有116kWh的最高能量在，电芯的能量密度为245Wh/kg，如何保证电池系统安全，就非常重要。这里也是采用NP不热失控来设计的。
▲图1.阿维塔的电池系统
Part 1 电池系统快充设计
首先说这个最重要的——快充电池。这是国内首款量产的高电压三元体系2.2C快充电池，在开发前期的目标是10分钟能够增加续航200公里，电池产品规划的时候考虑到90度，116度电，下一步可能还会有更高电量的配置。
●116度电池包的能量密度高达190Wh/kg，续航里程高达680km。
●90度电池包的能量密度高达180Wh/kg，续航里程也可达555km。
▲图2.阿维塔电池
紧接着的问题就是，怎么实现快充？阿维塔11支持750V高压充电平台，能够达到2.2C超级快充能力，最高的充电功率能够达到240kW。
▲图3.如何实现快充
这款电池在材料上：
▲图4.材料的变化
●独特的改性处理解决矛盾点
兼顾高能量密度、快充、长寿命石墨技术需要克服快充速度与能量密度的矛盾;快充速度与寿命的矛盾;超级性能与供应链的矛盾; 因此在阿维塔的电芯方案里面，通过材料层级的创新，独特的改性处理解决了矛盾点，石墨颗粒采用核壳设计，多孔包覆层的阳极材料表面，提供丰富的锂离子交换。所需要的活性位点，极大地提高锂离子电荷交换速度和锂离子的嵌入速率;高能量密度内核匹配高动力学表面（快离子环）。
▲图5.负极材料的快离子环
导入各向同性技术，优化锂离子传输路径，使得锂离子可以从 360 度嵌入石墨通道中，实现充电速度的显著提升 ，这是快充技术最最基础的部分。
▲图6.负极材料
●电池的正极材料
正极材料做了优化，用了纳米铆接点技术，把材料的微观结构像铆钉一样联结在一起，保证材料的稳定性、高能量密度、高安全性。在阿维塔的电芯里面，采用了独特的单晶颗粒生长技术，结合表面钝化处理技术，搭配高电压电解液实 现材料及电芯的电压上限不断拓宽，兼顾能量密度提升和长寿命，提升性价比。
事实上，通过智能化筛选、改性后即可获得表面稳定性能更好能量密度更高的三元正极材料，这也是能够实现快充和能量密度平衡，兼顾安全性的最主要方法。
●传输介质电解液
发了特定的电解液，在电极内部构建高效的三维立体导电网络，减小电芯的内阻和发热，提升了倍率性能，使得材料性能更稳定，既能快速充电，又能保证我们的高能量密度，以及安全的材料性能。在阿维塔的电芯里面，通过优化溶剂及锂盐组成，降低电解液粘度，保证溶剂化程度，促进锂盐解离， 从而获得较高的电导率。通过开发改良添加剂，降低界面阻抗，增强正负极界面的离子传输。通过改良电解液基因，有效减少了固液界面间的反应产热，显著提高了电池耐热温度及电池的热安全性。
▲图7.电解液的设计
实际上在方壳电芯（245Wh/kg）上需要做的内容还是挺多的，实现稳定的快充对于电芯的配方修改内容比较多，特别是控制电芯的阻抗和发热。
▲图8.2.2C的快充电芯
基于这些技术，电芯可以实现2.2C快充，电芯能量密度高达245Wh/kg，30%-80%SOC快充最快15分钟。而这款产品在低温的环境下，北方使用环境是零下10度，能实现60分钟从零电量到满电量快速补能。
另外，从结构来看，阿维塔11用到的电池系统采用了宁德时代先进的CTP技术，与传统电池包相比，能量密度增加10%以上，零部件数量进一步简化，装配效率能够提升50%。这个电池系统为了适配快充的能力，在冷却系统上做了特别的设计，开发非常特别的多流道的智能化分配水流的热管理平台，整个系统温差能够控制在3度以内。
事实上，CTP平台是一个系列产品，阿维塔的平台将来会规划运用宁德时代新一代麒麟电池技术，打造更高快充性能，更长续航里程的产品。
Part 2 电池系统的安全设计
在这个电池系统里面做了这些安全的设计手段：
▲图9.昨天讲的NP的技术手段
●隔热的设计，选用的是一些航空级的隔热材料，能够对电芯进行有效地保护。隔热材料在满足不同化学体系电芯膨胀对空间的需求条件下，在第一层隔绝电芯之间的热失控。
●针对电池包系统，通过三维仿真模拟电芯失效时气体扩散路径，做好排气通道优化和泄压系统设计，即使在极少数极端情况下有电芯出现失效，每隔一定的电芯数量间都采用高温绝热复合材料，然后配合防护罩设计定向排爆出口，将高温气火流排出。
●排气：通过设计多种类换流通道设计，控制热源按预定轨迹流动，减少对相邻电池区块进行热冲击；并且控制电芯热失控排出的气火流，在不同结构通道内的均匀分布，设计纵向通道（底部换流通道）等，避免对相邻的电芯产生急剧性的热冲击，引发第二次热失控。
●绝缘设计：对电池包内的高压部件进行绝缘防护，对电池包内的高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护设计。
通过模拟一些极端、小概率情况下，如果真的有一颗电芯出现了失效，能够在系统级别保证电芯的失效只局限在这单颗电芯，不会蔓延，确保电池系统全生命周期安全。在百人会上，宁德时代的8系产品已实现NP（不热扩散），在这台车上是在中镍NCM523，在这个化学体系里面有非常多的创新，比如说安全性，稳定性。
小结：围绕800V系统开发的快充电池将会是一个新的蓝海，也是各家车企都要采用的，阿维塔这款电池还是非常有特色的。大家都在说麒麟电池，包括阿维塔以后也要用，可能这款更实在点。
作者：朱玉龙
文章来源：汽车电子设计
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