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續航1000 km,10分鐘的快充電池開始了新壹輪的技術比拼。

現在看來,這兩年由比亞迪發起,廣汽愛安、東風藍兔等公司跟進的動力電池“針刺試驗”不過是開胃菜而已。

2022年,在原材料大幅上漲、供應鏈緊張、產能擴張的多重壓力下,國內電池企業仍在忙著展開新壹輪的技術升級競賽,勢頭如火如荼。

6月底的2022廣汽科技日,廣汽發布了基於微晶技術的新壹代超級鋰鐵電池技術(SmLFP)。且不說具體的技術,介紹中的微晶技術、超大功率鐵鋰等名詞都有很強的“黑科技”意味。

6月23日,動力電池領軍企業當代安培科技有限公司再次展現“人話太少”的風采,在4分鐘的短視頻中發布了第三代CTP (Cell to Pack)技術——麒麟電池。官方的介紹直接把特斯拉的4680電池甩在了後面:同樣的化學體系,同樣的電池組尺寸下,麒麟電池組的功率比4680系統可以提高13%。

再遠壹點,SAIC的魔方電池,哪咤的天宮電池,零跑CTC技術,比亞迪的CTB技術,郭萱高科的半固態電池...都做了壹個活潑的樣子。

目前,國內動力電池領域正在掀起新壹輪的技術升級競爭,從命名方式上可以看出:刀片電池、彈匣電池、琥珀電池、雲母電池、魔方電池、天工電池...命名方法多得令人應接不暇。就連壹向低調務實的“王寧”也順應行業大勢,為自己的第三代CTP電池取了壹個吉祥的名字。

那麽,動力電池企業的這壹輪技術升級和“軍備競賽”有什麽特點,會對行業產生什麽影響?

01

續航裏程1000公裏的時代即將到來。

“續航超過1000公裏我就買。”這是對網友對電動車續航焦慮的嘲諷。目前1000公裏續航裏程不是夢,很多企業都宣稱已經攻占了1000公裏的技術制高點。

當代Amperex科技有限公司的麒麟電池,系統集成度全球新高,體積利用率已超過72%,能量密度可達255Wh/kg,整車可續航65,438+0,000公裏。預計2023年量產。

今年5月底,郭萱高科發布半固態電池技術,稱單體電池能量密度達到360Wh/kg,電池組整體能量密度為260Wh/kg,續航裏程可達1000km。將於今年正式量產裝載。

今年年初,廣汽阿亞恩推出了中期改款車型AION LX Plus。新車最大的亮點是最大續航裏程高達1008 km,這也是首款純電動續航裏程超過1000 km的量產車。

同樣在今年年初,SAIC發布了兩款純電動汽車。兩款新車配備了由SAIC和當代安培科技有限公司聯合開發的動力電池。單次能量密度達到300Wh/kg,可實現20萬公裏零衰減(NEDC工況)永不自燃。新車標配93kWh電池組,高配115kWh,最大續航裏程超過1000km。預計今年第四季度量產交付。

2021年初,蔚來在NIO日宣布推出150kWh固態電池組,續航裏程超過1000公裏。按照計劃,半固態電池將於今年第三季度安裝在蔚來ET7車型上。

對於動力電池1000 km挑戰,特斯拉的態度相當驕傲:有技術,但不需要!今年3月,特斯拉創始人馬斯克在推特上表示:

“我們可以在壹年前建造壹輛續航超過600英裏(65,438+0,000公裏)的電動汽車,但這將使產品變得更糟,因為在99.9%的情況下,它將攜帶不必要的電力,這將使加速,操控和效率變得更糟。”

同樣在今年3月,比亞迪董事長兼總裁王傳福在2022中國電動汽車百人會論壇上表達了類似的觀點:

“以前電動車續航裏程200公裏的時候,能量密度是最重要的指標;但當續航裏程達到500公裏時,電池能量密度不再是最重要的,最重要的指標可能變成安全性、成本、循環壽命等。”。

在汽車行業論壇上,也有專家批評,續航1000km的電池技術是不必要的,續航1000km以上,滿足安全低成本要求,快速充電能力5-10分鐘的電池技術是“忽悠”,以目前的技術能力是達不到的。

但是,就像“中考分流”讓壹半孩子上職高壹樣,大家都知道社會不需要所有人都是大學生,但是很少有家長能接受孩子初中畢業分流到職高,處於“中二”叛逆期。

動力電池企業不知道大部分用戶根本不需要續航裏程1000公裏的車,但誰不想通過挑戰1000公裏的技術制高點來展示自己的技術實力,證明自己是動力電池賽道的“天選之子”呢?

畢竟能夠做到1000公裏的續航,不是簡單的電池組堆砌,還要滿足安全、成本、高壓快充、循環壽命等條件,相當考驗動力電池企業的技術基礎。

02

少物質創新多結構創新。

動力電池的技術創新有兩條路徑:壹是材料體系的創新,如高鎳、低鈷/無鈷等正極材料的創新,負極材料從石墨到矽基材料的創新;固態電池技術等。還有當代Amperex科技有限公司推出的鈉離子電池,用來源更廣、成本更低的鈉離子代替鋰,也是材料上的創新。

另壹個是技術和結構上的創新。例如近年來的熱刀片/層壓技術、CTP、CTB(電池到車身)和CTC(電池到底盤)技術。CTB和反恐委員會的名稱不同,但本質上幾乎相同。都是電池與車身壹體化技術,指的是將電池、底盤、下車身壹體化設計,以達到減少電池化成、輕量化設計、降低成本、提高安全性的目的。

相比較而言,動力電池的材料創新難度更大,進化叠代沒有那麽快。比如鈉離子電池和鋰離子電池的研究幾乎同時起步,幾十年後才剛剛邁過商業化量產的門檻。

固態電池技術的研究也是從七八十年代開始的,近10年的研發如火如荼。但目前來看,半固體電池的量產最多在2025年就能實現,全固體電池的量產要在2030年之後。

還有無鈷電池等鋰電池正負極材料的改進,每年叠代都沒那麽容易和困難。

技術和結構上的創新相對容易。像當代Amperex科技有限公司的麒麟電池,從2019到2022,短短三年就叠代到了第三代。

當代安培科技有限公司的麒麟電池是動力電池結構創新的代表。核心思想是改變電池-模塊-電池組的原有結構,電池直接集成到電池組中。2019當代安培科技有限公司發布第壹代CTP技術,率先使電池體積利用率超過50%,開啟動力電池結構無模塊化時代。

麒麟電池有三大技術亮點。首先,將橫梁和縱梁、水冷板和隔熱墊集成為壹個多功能彈性夾層。化繁為簡的設計,使得麒麟電池的體積利用率超過72%(業界最高水平),可以有效防止熱失控,提高電池組的抗震和抗沖擊能力,從而提高電芯的安全性和使用壽命。

二是多個功能模塊共享底部空間,結構保護、高壓連接、熱失控排氣等功能模塊智能分布,增加6%的能量空間。

第三,首創電芯大面積散熱技術,導熱系數提升50%,電芯控溫時間縮短至原來的壹半,支持5分鐘快速熱啟動。同時具備4C快充性能,10分鐘充至80%電量。

此外,麒麟電池技術適應三元和磷酸亞鐵鋰技術路線,三元電池體系能量密度提高到255Wh/kg,磷酸鐵鋰電池體系能量密度提高到160Wh/kg。

綜上所述,麒麟電池技術實現了“續航、快充、安全、壽命、效率、低溫性能的提升”,也將電池能量密度提升到了壹個新的高度。

著名的比亞迪刀片電池也是技術和結構上的創新。通過改革電池組的設計和工藝,使電池組的整體空間利用率從40%提高到60%,因此體積能量密度比過去提高了50%左右,從而提高了續航能力。

特斯拉的4680電池既是技術和結構創新,也是材料創新。與上壹代2170電池相比,4680電池能量提升5倍,續航裏程提升16%,功率提升6倍,電池組級別每千瓦時成本降低14%。

工藝上采用無極耳技術,簡化了電池生產過程中的卷繞和塗膜工藝,提高了導電面積,從而降低了電芯內阻,提高了電流。結構上,率先開啟CTC (Cell to Chassis)技術潮流,將電池直接集成到車輛底盤上。

材料創新方面,采用原矽作為陽極材料,采用無鈷“高鎳陰極”。提高能量密度和性能,同時顯著降低成本。

AVIC創新的壹站式電池也屬於結構創新。通過采用超薄殼壁、多維殼體成型、多功能復合封裝、壹體化橋接電氣連接等技術創新,動力電池結構重量減輕40%,元器件數量減少25%。

還有SAIC的魔方電池,哪咤汽車的天宮電池,零跑CTC技術,比亞迪的CTB技術,都是技術和結構上的技術創新。

作為新能源領域的壹匹黑馬,廣汽近年來在技術創新上動作頻頻,在動力電池的材料創新上也不走尋常路,屢出“大招”:

2021年,廣汽愛安推出了三項自主研發的電池技術:彈匣電池、石墨烯基超級快充電池、海綿矽負極電池。彈匣電池屬於結構創新的路線,石墨烯基超快充電電池和海綿矽負極電池屬於材料創新。石墨烯基超級快充電池號稱8分鐘可充80%,長壽命矽負極電池號稱全球首款突破1000Km續航大關的動力電池,今年年初量產裝車。

廣汽新發布的SmLFP電池與市場上量產的磷酸鐵鋰電池相比,電池質量能量密度提高了13.5%,體積能量密度提高了20%,在-20低溫容量提高了約10%,快充可達2C以上,動力電池壽命可達1.5萬公裏以上(> 4000周@80%),突破了鋰電池技術“性能平衡”的行業難題

隨著新壹輪的技術競爭,動力電池賽道的行業門檻也在不斷提高。沒有超長續航,沒有4C快充,我拿不到。但在各種名目的動力電池技術創新背後,都有真功夫或火爆的勢頭和誇張的宣傳,在量產裝車後才會原形畢露。

反正各種不著火不爆炸的電池技術都喊了兩三年了。看來主流企業已經攻克了這個核心技術。但是電動車起火燃燒的事故不斷,其中不乏國際廠商和知名品牌。還有續航,官方宣傳參數和實際表現還是有不少差距的。

標簽

再次證明了時代變了,中國汽車市場的遊戲規則變了。新能源汽車強勢崛起,產業轉型加速。目前國內動力電池企業的這壹輪技術升級競爭,將為電動汽車替代燃油汽車,以及電動汽車在中國的崛起提供更強的動能。

圖片:來源網絡