CATL wprowadza "Ultra-Hybrid Battery": Czy baterie trójskładnikowe i LFP przechodzą od rywalizacji do integracji?

22 stycznia CATL zaprezentował "Tianxing II Light Commercial All-Scenario Customized Series Solutions" oraz wspierającą go inteligentną aplikację do zarządzania "Battery Butler" Tianxing Edition. Najbardziej godnym uwagi produktem jest bateria dalekiego zasięgu Tianxing II Light Commercial, wyposażona w pierwszą ogniwo z ultraniskonapięciowym hybrydowym systemem chemicznym dla pojazdów użytkowych. Produkt ten integruje materiały ternaryjne litowo-jonowe i litowo-żelazowo-fosforanowe w ramach tego samego systemu chemicznego.

Na konferencji prasowej dyrektor ds. technologii CATL, Gao Huan, omówił przełomy tej technologii: "Wewnętrznie nazywamy ten system materiałowy ternaryjno-litowo-żelazowo-fosforanowy systemem ultra-hybrydowym. Polega on na mieszaniu materiałów bateryjnych, a najbardziej bezpośrednim efektem jest zwiększenie gęstości energii ogniwa przy jednoczesnej kontroli kosztów."

W rzeczywistości, trzy miesiące wcześniej CATL wspólnie zaprezentował system baterii ultra-hybrydowej z Leapmotor i ogłosił, że zostanie ona zainstalowana we flagowym modelu Leapmotor, D19.

Gao Huan stwierdził: „Obecnie najwyższa objętościowa gęstość energii masowo produkowanych materiałów litowo-żelazowo-fosforanowych może osiągnąć ponad 450 watogodzin na litr, podczas gdy materiały trójskładnikowe zaczynają się od 500 watogodzin na litr”. Kiedy pewne modele pojazdów wymagają baterii o gęstości energii między 480 a 500 watogodzin na litr, tradycyjny litowo-żelazowo-fosforanowy nie może zaspokoić popytu, podczas gdy materiały trójskładnikowe znacznie zwiększyłyby koszty.

Pojawienie się baterii ultra-hybrydowej ma na celu wypełnienie tej luki. Nie tylko przełamuje sufit gęstości energii litowo-żelazowo-fosforanowego, ale także pozwala uniknąć wysokich kosztów związanych z czystym trójskładnikowym litowo-jonowym.

Obecnie rynek pojazdów z napędem elektrycznym stawia coraz wyższe wymagania dotyczące zasięgu jazdy. W 2025 roku niektóre pojazdy z rozszerzonym zasięgiem były już wyposażone w akumulatory o pojemności przekraczającej 60 kWh, a do 2026 roku oczekuje się, że wiele modeli, w tym seria D firmy Leapmotor, będzie posiadać akumulatory o pojemności około 80 kWh.

Aby akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe osiągnęły zasięg czysto elektryczny przekraczający 500 kilometrów, często trzeba stosować więcej ogniw, co może prowadzić do masy pojazdu przekraczającej trzy tony, co wpływa na prowadzenie i bezpieczeństwo. Chociaż akumulatory litowo-niklowo-kobaltowo-manganowe (NCM) mogą zapewnić wyższą gęstość energii, koszt pozostaje główną przeszkodą w ich zastosowaniu na rynku masowym.

Baterie stałe są uważane za technologię akumulatorową następnej generacji. Według przewidywań akademika Ouyanga Minggao z Chińskiej Akademii Nauk, industrializacja w pełni stałych baterii może rozpocząć się między 2027 a 2028 rokiem, a pełna produkcja masowa jest spodziewana do 2030 roku. Jednakże, baterie stałe są jeszcze kilka lat od komercjalizacji na dużą skalę, a ich materiały katodowe nadal opierają się głównie na wysokozawartościowych systemach trójskładnikowych. Stwarza to przestrzeń rozwojową dla technologii przejściowych, takich jak bateria ultra-hybrydowa.

Techniczna realizacja ultra-hybrydowej baterii nie jest prostym połączeniem dwóch materiałów. Gao Huan przyznał podczas briefingu: „Istnieje wiele wyzwań technicznych do pokonania, w tym problemy z interfejsem między materiałami trójskładnikowymi a fosforanem litowo-żelazowym, problemy z platformą napięciową oraz problemy z utlenianiem-redukcją elektrolitu, między innymi”.

Ta fuzja na poziomie materiałowym uzupełnia wcześniejszą koncepcję „baterii dwurdzeniowej” CATL na poziomie architektury systemu. Podczas Super Technology Day w kwietniu 2025 roku CATL zaprezentował baterię Xiaoyao Dual-Core Battery, która osiąga komplementarność wydajności poprzez rozmieszczenie baterii o różnych systemach chemicznych w oddzielnych strefach. Na przykład połączenie jonów sodu i fosforanu litowo-żelazowego może być przeznaczone dla regionów o ekstremalnie niskich temperaturach na północy, podczas gdy połączenie litu trójskładnikowego i fosforanu litowo-żelazowego zapewnia równowagę między wysoką wydajnością a dużym zasięgiem.

Od architektury systemu „dwurdzeniowego” po poziom materiału „ultra-hybrydowego”, CATL przełamuje granice wydajności tradycyjnych baterii zasilających w wielu wymiarach. Profesor Ai Xinping z Uniwersytetu Wuhan stwierdził: „Lit trójskładnikowy i fosforan litowo-żelazowy nie są relacją przeciwstawną „albo-albo”, ale wyborem opartym na scenariuszach, wynikającym z różnych cech technicznych”. Ten pogląd jest zgodny ze strategią technologiczną CATL.

Na briefingu Gao Huan ujawnił kluczowy harmonogram: masowa produkcja komercyjna baterii ultra-hybrydowych CATL na dużą skalę ma rozpocząć się w kwietniu 2026 roku. Oznacza to, że do oficjalnego wejścia tej technologii na rynek pozostało mniej niż trzy miesiące.

Wybór CATL, aby najpierw wprowadzić produkt baterii ultra-hybrydowej w sektorze pojazdów użytkowych, ma swoją logikę biznesową. Gao Huan wyjaśnił: „W scenariuszach dostaw międzymiastowych wymagany zasięg jazdy rośnie. Użycie samych materiałów trójskładnikowych utrudniałoby uzasadnienie ekonomiczne. Dodatkowo ładowanie nadal nie jest zbyt wygodne, dlatego innowacyjnie zastosowaliśmy baterię z systemem ultra-hybrydowym w sektorze pojazdów użytkowych”.

Rozumie się, że lekka bateria komercyjna dalekiego zasięgu Tianxing II ma pojemność pojedynczego pakietu wynoszącą 253 kWh, co jest największą pojemnością w branży lekkich pojazdów komercyjnych. Wyposażone w tę baterię pojazdy mogą osiągnąć rzeczywisty zasięg 800 kilometrów, z łatwością pokonując główne trasy międzymiastowe, takie jak trasa z Kantonu do Fuzhou, bez potrzeby ładowania w trakcie podróży. Dodatkowo, gwarancja na baterię została przedłużona do 10 lat lub 1 miliona kilometrów, a zastosowano technologie takie jak samokompensujące materiały katodowe litowe i samonaprawiające się elektrolity, aby jeszcze bardziej wydłużyć żywotność baterii. Te cechy są szczególnie odpowiednie dla scenariuszy eksploatacji pojazdów komercyjnych, które wymagają wysokiej ekonomiczności i niezawodności.

Odnosząc się do konkurencji rynkowej i tempa masowej produkcji produktów, Gao Huan stwierdził: „Inne firmy również badają baterie ultra-hybrydowe, ale CATL jest pierwszym w tej dziedzinie, który osiągnął przełom w masowej produkcji”.

Wraz z masową produkcją akumulatorów ultra-hybrydowych, materiały takie jak lit trójskładnikowy i fosforan litowo-żelazowy nie są już wyborem „albo-albo”, ale mogą współpracować synergicznie w tej samej celi, wykorzystując swoje odpowiednie zalety. W szerszej perspektywie technologia akumulatorów ultra-hybrydowych oferuje nowy kierunek rozwoju dla branży akumulatorów zasilających.

W miarę zbliżania się celu masowej produkcji na kwiecień 2026 roku, akumulatory ultra-hybrydowe zostaną przetestowane w rzeczywistych środowiskach komercyjnych. Ich wyniki rynkowe będą zależeć od różnych czynników, w tym od rzeczywistej wydajności, możliwości kontroli kosztów i innych.