创新河南 创出新彩丨克能:安“芯”给力的动力电池专家
柯克博士研发团队正在进行业务研讨。
河南克能新能源科技有限公司智能化生产车间。
本栏图片由河南克能新能源科技有限公司提供
□本报记者 李旭兵
传统电动自行车,电池又大又重,骑行费电续航里程短,近几年针对新国标车涌起的锂电池,良莠不齐,燃烧爆炸事故时有发生。在我国这样的电动自行车大国,有没有更好的解决方案?在位于安阳县智能制造产业园区的河南克能新能源科技有限公司,可以找到科学而精准的答案。
走进公司展厅,一组电动自行车电池对比特别引人注目——传统电动自行车安装铅酸电池需要4块、重量为27公斤,而安装克能生产的锰酸锂电池只需要1块、只有7公斤,而且后者的寿命是前者的3倍还多。
正因为锂电的轻量和寿命长,以克能为代表的纯锰酸锂电池正在国内的轻型电动车市场迅速崛起。
而就在三年前,此类项目在我省还是空白。河南克能的迅速发展背后,是我省招才引智与国内行业一流专家来豫创业相碰撞的故事。
一流锂动力电池团队驱动批量化生产
说起克能的专家创业团队,首先就是柯克,他是国家级专家、教授级高级工程师、工学博士、哈尔滨工业大学校外兼职博士生导师、河南省优秀专家,也是首批“浙江省领军型创新创业团队”领军人,先后在哈工大、中科院金属研究所、北大、东京大学、东京工业大学、丰田中央研究所、山梨大学学习和工作,曾担任超威集团动力锂电首席专家。2020年4月,安阳市政府通过招才引智工作引进了柯克团队,从此柯克博士又有了一个新的身份,河南克能新能源科技有限公司董事长。
克能不仅是河南省2020年重大招商引资项目和安阳市重点建设项目,也是安阳市战略新兴产业基金投资入股的首个项目。“政府给了我们好政策,还帮我们招工,厂房是现成的,一期工程建设,公司资金到位后从装修设计再到投产只用了8个月时间。”柯克博士说。
穿上防尘服,戴上防尘帽,从走廊参观克能的生产车间,只见各个车间内仅有一两位身穿防尘服的工作人员在监控机器,车间生产设备实现了全自动化、智能化。公司生产部经理介绍:“锂离子电池对生产条件要求很高,对粉尘、湿度和温度非常敏感,使用的都是智能化和自动化设备,能够实现对生产条件的精准控制,例如车间恒温保持在25±3摄氏度,且呈正压状态能够防止外面的粉尘进入。”
克能新能源科技公司有一个40多人组成的独立研究院,其中2名博士7名硕士。在研究院的实验室走廊上,贴着一张张国内外电池研究领域科学家的照片和简介;在样品研究室,设备不分昼夜在对不同型号电池进行充放电试验,进行全寿命周期的验证。
通过对充满电的电池进行针刺等严苛的安全测试,显示克能软包电池不燃烧、不爆炸,安全性优异;同时,纯锰酸锂电池电动车在冬季仍然能够保持较远的骑驶里程和强劲动力。
在公司,经销商王先生正在考察续约,他坦言,“自己是最早从克能进货的经销商之一,刚开始拿货时,心里确实没有底,结果第一个半年就销售了10万套,接下来更是卖爆了;两年多的售后数据说明产品安全性很好,售后问题很少。”
疫情、水灾难挡产业报国志
作为业界一位成名的技术专家,为什么还要选择创业从头开始?
柯克对此表示,当前新能源行业正处于一个机会窗口期,作为一个行业技术工作者,希望自己能够再多做一点什么,在某一个细分领域里去打造一个自己认为能成为行业领军的企业,进而实现自己的产业报国梦。
直面创业的复杂和身份的转变,尽管柯克早就有心理准备,但在创业之初,接二连三的灾变还是给他和刚刚成立的克能新能源造成了不小的麻烦,首先遇到的就是突袭而来的新冠肺炎疫情。
当时,克能新能源就像一个刚出生的新生儿,还未起步,就要面对疫情影响的严峻考验,就在柯克陷入人生低谷之时,他和他的团队获得了政府的大力支持,地方政府为企业人员、物资进出办理了“绿色通行证”,企业还荣幸地成为安阳市战略新兴产业基金投资支持的第一个项目,公司终于起步并逐步走上正轨。
然而天有不测风云,刚松一口气,克能又遭遇水灾。2021年7月,河南多地遭遇特大暴雨灾害,克能新能源新建的厂区车间积水一米多深,整个洁净化厂房、仓库都被洪水冲得一塌糊涂,在公司全面量产开始批量交付不到一个半月的情况下就遭遇这种水灾,这让柯克又一次遭受了巨大打击。但既然选择了梦想就要风雨兼程!洪水退去,柯克和他的团队第一时间清理淤泥,清理仓库物资,设备拆解、烘干、检测、重组,几乎相当于重新建了一遍工厂,直至10月2日生产线再次启动,生产恢复正常。正是柯克和他的团队不懈坚持与努力,让克能新能源成功渡过了一次次劫难,也让柯克在从事了30多年的新能源行业里再次筑起属于自己的创业之梦。
新项目顺利推进
朝着细分领域领军企业迈进
在克能的展厅,爱玛、哈啰、新日等多辆国内不同品牌的电动自行车样品整齐地放在一起。它们“齐聚”这里,是因为它们都配套使用了克能制造的锂电池。
作为国内首家实现纯锰酸锂电池商业化推广的企业,河南克能新能源科技有限公司的纯锰酸锂电池技术研发在国内处于领先水平。
公司依靠沉浸锂电行业多年的技术研发团队,配备国内先进的研发和生产仪器设备,持续打造行业领先的技术水平和创新能力。企业依托自身技术优势,通过组建技术研发平台,联合高校、科研机构等多方优势资源,持续开展纯锰酸锂电池关键技术及产业化前瞻性和共性技术的研究,其研究有助于软包纯锰酸锂锂离子电池在保证基本能量密度需求的前提下具备更加优异的安全性能和循环寿命,可以增加我国在该领域的技术储备,为我国锰酸锂电池产业参与国际竞争创造前提条件,为我国新能源及新材料产业发展提供有力的支撑。
依靠自有创新团队的核心技术,创业短短3年,河南克能新能源科技有限公司便成为国家高新技术企业、河南省“专精特新”中小企业、全国优秀创业创新项目。
自2020年以来,公司共申请专利25项,其中实用新型11项已授权;发明类专利14项,2项已授权,其余均已进入实审阶段。公司主导产品得到市场和锂电行业的广泛认可,并多次受邀亮相各类大型活动。
克能一期工程年产100万套电池组。目前不仅配套了行业头部电动自行车,还配套智能仓储的无人搬运小车(AGV)、电动轮椅、美国500强企业的高尔夫球车,同时公司的便携式户外移动电源、家庭储能电池系统、通信基站不间断电源等产品将在近期不断推向市场;今年4月14日,公司二期工程完成B1轮融资,二期计划2024年一季度内投产,目前二期项目地面打磨、抛光、打蜡、养护已全部完成,装修设计也已全面完成,设备招标接近尾声,正在紧锣密鼓筹办其余事项。
公司还在四川宜宾开辟了占地约56亩的生产基地,预计于今年内动工建设,2024年内投产,项目一期建成后具备年产2GWh锂电池单体及模组的生产能力,电池产品主要为轻型动力及储能电池。
“我们以技术创新为核心动力,力争3到5年成长为该细分领域的领军企业。”展望未来,柯克博士团队信心满满。
克能新能源X系列电池重磅发布,引领电动自行车安全新高度
6月13日,“2024中国电动两轮车用锂离子电池安全及高质量发展推进会暨克能新能源2024新品发布会”在河南安阳圆满举行。会议由中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会主办,安阳市城乡一体化示范区管理委员会、河南克能新能源科技有限公司协办,与会专家就电动两轮车用锂离子电池安全等问题进行深入研讨。在推进会后,克能新能源举行了『克能电池 安芯常伴』 2024新品发布,隆重推出克能安芯电池X系列高安全电动自行车用锂电池。
图为2024中国电动两轮车用锂离子电池安全及高质量发展推进会现场
中共安阳县县委副书记、县长、示范区管委会主任马卫在致辞中表示,当前随着电动自行车锂电池新的国家强制性标准的出台实施,给行业发展带来了新的机遇和挑战。由河南克能新能源公司研发的电动两轮车用锂离子电池安全解决方案,本次顺利通过了行业专家的评审鉴定,相信这一符合民生所盼、市场所需的先进技术,一定会引领电动自行车锂离子细分市场的健康发展。
中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会秘书长、电池中国网CEO张雨致辞
中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会秘书长、电池中国网CEO张雨在致辞中表示,电动两轮车用锂离子电池的安全问题备受关注,近年来国家层面出台很多政策,企业也为保障安全做了大量努力。未来,协会也希望牵头做各种各样的相关标准,以支撑行业有更好的发展。
国家工业和信息化部消费品工业司原司长高延敏在致辞中表示,电动自行车作为低碳交通工具,非常符合绿色出行的未来发展趋势。为了确保行业的高质量发展,必须从源头上消除电动自行车的电池安全隐患。电动自行车及电池企业应进一步理清发展思路,务必树立安全为先的理念,实事求是,不断进行新探索、新实践,为行业高质量发展作出新的更大的贡献。
国家市场监管总局标准技术管理司原副司长陈洪俊在专题讲座中表示,要以标准化引领锂电产业高质量发展,未来要形成市场驱动、政府引导、企业为主、社会参与的标准化工作格局。一流企业做标准,二流企业做产品,三流企业卖产品。他建议,企业要提升质量标准品牌意识,建立先进质量管理体系,推动产品质量分级,国家要鼓励企业参与标准制订。
随后,应急管理部上海消防研究所专家张磊发表了《电动自行车的火灾危险性及消防安全要求》主旨演讲;国家化学与物理电源产品质量监督检验中心副主任余华强作《车辆动力电池国家强制标准对比与解读》主旨演讲。
河南克能新能源科技有限公司创始人、董事长柯克在《电池企业在电动自行车电池安全与高质量发展进程中的责任与使命》主题演讲中表示,克能新能源积极参与制定了《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》,并积极响应国家对产业链综合治理的号召。当前,社会需要在短时间内为近4亿辆电动自行车用户提供更安全可靠、而使用成本不显著增加、使用便捷性不打折、且性能优异的电池产品,以及不需要巨大公共资源完善基础配套设施,对企业、对行业甚至对社会都是一个巨大的课题和挑战。克能自创立以来就以产品“安全”为核心理念,秉持“专精特新”企业对细分领域的深耕细作精神,通过材料体系、结构设计、制造工艺等综合创新,建设高端智能工厂实现高安全电池批量制造,向行业配套示范性验证了数亿元的安全电池产品。
克能新能源X系列极致安全产品发布
推进会后,克能新能源隆重举行了“克能电池 安芯常伴”克能新能源2024新品发布会。柯克博士重磅发布了克能新能源“克能安芯·X系列”高安全电池新品。
据柯克介绍,克能新能源X系列产品,以锰酸锂及磷酸盐系作为主要技术路线,分别为以锰基材料体系的克能安芯XM系列和以磷酸盐系的XF系列电池。
图为克能新能源创始人、董事长柯克博士演讲
聚焦轻型车动力、储能两大领域
这次发布的X系列电芯主要面向两个应用领域:一是轻型动力电池领域,其中两轮电动车是目前应用最广泛的场景,而电池安全⼜是两轮电动车的行业难点,此次推出的安芯电池也是针对社会焦点和行业难点推出的解决方案;
其次是以户外电源、家庭储能、通讯基站备用电源和分布式光伏储能电源等为主的储能领域。
电芯安全“323”保障系统
在以电动自行车为主的轻型动力电池领域,安全成为政府、社会广泛关注的焦点。在创立伊始,就将企业定位为以产品的安全为核心理念的克能,率先在行业推出了基于材料、结构和外壳三个维度的电芯“323”安全保障体系,分别是:
材料安全保障: 不当使用不爆炸——不爆、满电针刺不起⽕——不烧、满电针刺无高温——不烫的“三不”技术;
结构安全保障: 正常使用内部结构防短路和低温充电防枝晶的“两防”技术;
外壳安全保障: 正常使用防腐蚀“烂包”,正常使用防“胀气”鼓包,正常使用防“破边”漏液的外壳“三防”技术。
在性能提升方面,克能新能源此次推出的XM电芯产品可以达到循环寿命⼤于1500次,⽐传统产品的寿命⾼3倍;XF产品⼤于3000次循环寿命,且具备5C以上持续放电能⼒。
电池组5重安全防护设计
在电动自行车电池组层面,克能“安芯”电池组采⽤了5重防护体系,分别是:过充膨断保护结构、双重过压保护BMS、热插拔防打⽕设计、电池壳内⼀体化防震动结构、防短路集成结构。
克能“安芯”锂电X电芯系列产品,不仅已经实现标准化产品的规模量产;还可以根据客户和市场应用场景,兼顾能量/倍率型,容量/尺⼨提供定制化的产品配套。“电池企业作为产业链的核⼼环节,需要不断适应并满⾜市场变化和技术迭代的需求,这也是克能新能源的不懈追求。”柯克指出。
克能新能源此次发布的克能“安芯”X系列核心产品,实现从电芯到电池组的八重有效安全防护。在新国标的基础上,实现了更高安全等级的解决方案,同时提出了五“零”模型的电池安全的延伸保障方案,为百姓的电池使用守护好最后一道防线,助力亿万轻型车群体安全、绿色出行。
6月12日,中国电池工业协会组织有关专家对河南克能新能源科技有限公司完成的“电动自行车电池安全方案——软包锂离子电池及充电防护装置”项目进行了成果鉴定。发布会上,中国电池工业协会宣布:与会专家听取了研究报告,审阅了相关技术资料,经质询和讨论,鉴定委员会认为,该项目达到国际先进水平,部分成果处于领先地位,一致同意通过鉴定。
图为克能新能源“新国标·新产品·新征程”启航仪式
发布会最后环节,举行了克能新能源“新国标·新产品·新征程”启航仪式,共同守护电池安全,共赴零碳未来。
哈尔滨工业大学电化学工程系教授、俄罗斯工程院外籍院士王振波,广东产品质量监督检验研究院轻纺部副部长黄镇泽,无锡市产品质量监督检验院储能产品部部长陈耀,动力电池应用分会专家委员会副主任委员刘斐,中国电池工业协会综合业务部主任宋翊,动力电池应用分会产业研究中心总经理周波,河南省工业和信息化厅电子信息处二级调研员朱孝恒,河南省科学技术厅新能源与交通科技处副处长李朋勇,河南省住房和城乡建设厅行业专家韩旭,安阳市政协副主席、市工商联主席侯合柱,安阳市市场监督管理局局长王俊杰,安阳市工业和信息化局局长孙建国,安阳市科技创新服务中心主任梁中杰,安阳县县委副书记、县长、示范区管委会主任马卫,安阳市城乡一体化示范区党工委副书记、管委会常务副主任蔡光伟,安阳市城乡一体化示范区党工委委员、管委会副主任杨会范等出席推进会及相关活动。
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