Our Next Energy三明治电池的设计思路

BMW I Venture投资了成立于2020年的初创公司Our Next Energy，这家一共募资了8500万美金的企业，想要在密西根投资16亿美金建设本土的20GWh磷酸铁锂工厂。这家企业技术路线，我也花时间来梳理一下。

从总体设计思路上，这家企业是围绕磷酸铁锂（LFP）和无阳极电池（AFB），整个设计思路确实有点像宁德时代的AB电池。

第一个电池（Aries），采用我们知道的“cell-to-pack”，在电池Pack中直接堆放和使用磷酸铁锂 (LFP)来实现较高系统级能量密度。

第二项技术，称为Gemini “高能电池组”，该技术与第一个电池复合使用，扩大续航里程。

▲图2.两种电池Aries 和Gemini

Part 1

产品的设计思路

这个第一代Aries电池主要面向商用车，电池能量为79kWh，尺寸规格为1630*766*288mm，系统的能量密度为144Wh/kg，287Wh/L。成组效率为76%。

▲图3.第一代磷酸铁锂电池

第一代铁锂电池主要面向商用车、储能方面，总体设计思路没啥大的特色。

▲图4.磷酸铁锂电池第一代商用车    

Part 2

复合的电池

在BMW投资以后，这家公司还给BMW提供了一套电池，主要使用Anode Free的电芯，体积能量密度达到了1007Wh/L。这是一款240Ah刀片无阳极电池，由于功率特性差，所以也是加入了复合的方法来使用。

▲图5.BMW的iX的实物

这个面向的设计是185kWh的电池，两种电池直接复合使用。

▲图6.concept设计

这里面就是两种不同循环的特性的进行组合，由于AFB的循环次数比较少，这家创业公司也知道这个事情，所以组合的时候，让LFP作为主要的循环电池，让AFB作为储能的使用，这样组合调度使用可以优化整个循环特性。

备注：目前AFB大家都能做成高能量密度但是循环特别不好的方案，但是这里就为了解决循环不好问题，采用了特殊的系统设计。

▲图7.两种不同的电池

在这里就设计了把AFB和LFP交替使用的做法，这里的好处就是由于刀片磷酸铁锂电池的热特性要好一些，热失控传播的时候能抗住。

▲图8.组合使用的两种电池

这个电池系统由于整体的能量密度比较高，所以把DCDC都集成进去了。

▲图9.两种不同的电池

这里目的是蓝色的部分可以吧单纯的LFP模块作为主要循环的产品，让混合模块作为能量们补充包，概念上就是能存储能量，但是使用次数比较有限的LMO的Anode Free的电池包，这个化学体系选择很有意思，也是围绕成本去考虑。

▲图10.主要的目的

小结：我觉得这家公司想法还是有的，也是根据现有电芯实际特点，做了高能量密度循环次数确实有限，安全性也不太好的特点，200次也能用到车上，真的是费心了。

审核编辑：刘清