中國企業(yè)掌握核心科技
時(shí)間來到2023年，超級(jí)快充、超長續(xù)航已經(jīng)成為新能源汽車的標(biāo)配，“充電10分鐘，續(xù)航400公里”，是理想汽車在本屆上海車展上秀出的最新純電能力;“我們基本續(xù)航都能達(dá)到500公里以上”“充電5分鐘，續(xù)航200公里”“最長可達(dá)到1032公里”……蔚來、小鵬、極氪展現(xiàn)續(xù)航能力的話術(shù)，讓人聯(lián)想到當(dāng)年的手機(jī)廠商混戰(zhàn)的場景。
作為國內(nèi)乃至全球市占率最高的動(dòng)力電池企業(yè)，電力續(xù)航極限背后的最重要推手，寧德時(shí)代(300750)的一舉一動(dòng)都掀起不小的波瀾。4月19日，續(xù)航1000公里的麒麟電池?zé)岫冗€未退卻，寧德時(shí)代又發(fā)布了最新的凝聚態(tài)電池，狠狠地在車展上秀了一把肌肉。
穩(wěn)坐國內(nèi)動(dòng)力電池界“第二把交椅”的比亞迪(002594)同樣不甘示弱，接連發(fā)布三款新能源汽車。其中，搭載e平臺(tái)3.0最新技術(shù)的海鷗，更是比亞迪刀片電池+CTB底盤一體化技術(shù)的成熟結(jié)合。
在行業(yè)的不斷迭代升級(jí)之下，純電車型里程焦慮的窗戶紙即將被徹底捅破。
技術(shù)已經(jīng)不成問題
“超長續(xù)航已經(jīng)不是技術(shù)問題，而是看有沒有市場需求。”寧德時(shí)代車展現(xiàn)場工作人員告訴《IT時(shí)報(bào) 》記者，現(xiàn)在行業(yè)量產(chǎn)動(dòng)力電池中續(xù)航最長的就是1000公里的麒麟電池，1200公里也成功排布過。理論上來說，超過1000公里的更長續(xù)航在未來已經(jīng)不難實(shí)現(xiàn)。
放眼整個(gè)純電新能源汽車市場，達(dá)到1000公里續(xù)航的車型少之又少，目前麒麟電池僅搭載在2023款極氪001、009和理想尚未發(fā)布的純電車型上。從官方數(shù)據(jù)來看，2023款極氪001是目前的續(xù)航之王。
極氪工作人員介紹，在WE100kWh版本的基礎(chǔ)上選裝140kWh的麒麟電池后，CLTC綜合工況續(xù)航里程可以從原本的741公里提升至1032公里。當(dāng)然車輛售價(jià)也需要上漲約10萬元。
“1032公里看似續(xù)航突破了1000公里的門檻，但實(shí)際駕駛會(huì)打8折。”購買2022款極氪001不到1年的車主高榮(化名)告訴記者，自己購買車型的最高續(xù)航是732公里，但實(shí)際駕駛夏天最長600多公里，冬天則約520多公里，根據(jù)路況、駕駛習(xí)慣的差異，還會(huì)造成不同程度的里程縮減。
即便如此，相比其他電池品牌，寧德的麒麟電池?zé)o論是續(xù)航里程，還是快充補(bǔ)能都顯示出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。以小鵬在上海車展亮相的新車G6為例，小鵬工作人員告訴記者，G6采用國內(nèi)首個(gè)量產(chǎn)的全域800V高壓SiC碳化硅平臺(tái)，配備3C電芯，最高續(xù)航達(dá)到755公里，僅需10分鐘充電，就能實(shí)現(xiàn)續(xù)航300公里的高效補(bǔ)能。與之相近，同樣搭載麒麟電池的理想汽車則表示可以實(shí)現(xiàn)“充電10分鐘，續(xù)航400公里”，這可算是本次車展發(fā)布的超充之最了。
在寧德時(shí)代展區(qū)，麒麟電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被展示出來，許多排“刀片”一樣的隔熱板懸掛在空中，下方的電芯則像是由一塊塊積木拼接而成，“刀片”插入“積木”的縫隙中，再蓋上箱體，一整塊電池組裝完成。這就是寧德時(shí)代全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù)。
寧德時(shí)代技術(shù)人員解釋，“刀片”并非傳統(tǒng)意義上的隔熱板，而是將橫縱梁、水冷板與隔熱墊合三為一，制成多功能彈性夾層，不僅可以配合電芯“呼吸”靈活伸縮，換熱面積也因此擴(kuò)大4倍，“冬天升溫，夏天散熱，控溫時(shí)間將縮短一半”。同時(shí)，麒麟電池不僅實(shí)現(xiàn)了5分鐘內(nèi)快速熱啟動(dòng)，還能實(shí)現(xiàn)10分鐘快充至80%的驚人能力。
電芯方面，采用三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的混合排布，多功能夾層提高了冷卻效率，體積利用率也突破72%。其中，三元電芯系統(tǒng)能量密度可以達(dá)到255Wh/kg，磷酸鐵鋰電芯系統(tǒng)能量密度達(dá)到160Wh/kg。這就意味著，即使裝備150kWh的電池包，重量也不到600公斤。
對(duì)標(biāo)2023款極氪001的140kWh電池，寧德時(shí)代在電池容量方面上仍有冗余的提升空間。
比亞迪大打“安全牌”
提起新能源汽車電池，寧德時(shí)代與比亞迪無論是在國內(nèi)還是全球，都是數(shù)一數(shù)二的存在。國內(nèi)市場來看，中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2022年，寧德時(shí)代的國內(nèi)新能源電池市場占有率為48.2%，排名第一;比亞迪市場占有率為23.45%，排名第二。全球市場方面，2022年寧德時(shí)代以37%的市占率穩(wěn)居全球首位，全年裝車量191.6 GWh，相較上一年上漲超九成。比亞迪則以13.6%的市占率和70.4 GWh的裝車量，追平韓國鋰電龍頭LG新能源，并列全球第二，同比上升接近5個(gè)百分點(diǎn)。
比亞迪現(xiàn)場工作人員告訴《》記者，比亞迪刀片電池使用的是磷酸鐵鋰電池，相較于三元鋰電池，成本更低，安全性更高。這也是比亞迪純電新車海鷗售價(jià)僅在10萬元以內(nèi)的原因。相比增加10萬元才能選裝140kWh麒麟電池的2023款極氪001，價(jià)格上對(duì)消費(fèi)者而言更加友好。
不過磷酸鐵鋰電池本身存在能量密度低的短板，在比亞迪的不斷技術(shù)創(chuàng)新下才提升至140Wh/kg，這相比麒麟電池仍遜色不少，續(xù)航上難以挑戰(zhàn)對(duì)手。若是想要提高續(xù)航，就需要提高電池的能量密度，同時(shí)也意味著需要搭載更多更大更重的電芯。
為此，比亞迪首創(chuàng)了CTB底盤一體化技術(shù)，將電池與汽車底盤結(jié)合在一起，通過取消模組、電池箱體上殼等留出更多空間以增加更多電芯。記者還注意到，在海鷗發(fā)布會(huì)上，比亞迪介紹海洋系列搭載的都是e平臺(tái)3.0最新技術(shù)，這就意味著，CTB技術(shù)也被運(yùn)用于新車海鷗上。
由于海鷗目前仍未上市，具體參數(shù)并未公布，以同為海洋系列的海豹車型為例，在刀片電池與CTB技術(shù)兩者的共同作用下，海豹電池能量密度提升10%，利用率提升66%，實(shí)現(xiàn)700公里續(xù)航的不錯(cuò)表現(xiàn)。
“刀片電池有很高的安全性，我們還經(jīng)過針刺測(cè)試，電池安全性非?？煽?。”比亞迪技術(shù)人員強(qiáng)調(diào)，CTB技術(shù)下的刀片電池，通過電芯、托盤、上蓋，形成類似蜂窩鋁板狀的“三明治”結(jié)構(gòu)，還具有更高的強(qiáng)度。數(shù)據(jù)顯示，搭載CTB技術(shù)的e平臺(tái)3.0車型，正碰車內(nèi)結(jié)構(gòu)安全提升50%，側(cè)柱碰車內(nèi)結(jié)構(gòu)安全提升45%。
比亞迪刀片電池贏在成本與安全性上。
野心不止于汽車
“滿足客戶需求，是寧德市時(shí)代技術(shù)創(chuàng)新的核心驅(qū)動(dòng)力。”4月19日，寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱在上海車展表示，在電化學(xué)中，“高比能”與“高安全”往往是魚和熊掌不可兼得，這也是一直制約電池技術(shù)突破天花板的核心問題。凝聚態(tài)電池就實(shí)現(xiàn)了“高比能”與“高安全”之間的精妙平衡，同時(shí)也是開啟寧德時(shí)代下一輪創(chuàng)新的里程碑。
吳凱介紹，寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池相比于其他類型的鋰電池，能量密度更高，可達(dá)到驚人的500Wh/kg，幾乎相當(dāng)于目前主流車型的三倍以上。其采用了高動(dòng)力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì)、超高比能正極、新型負(fù)極、隔離膜以及全新生產(chǎn)工藝等一系列創(chuàng)新技術(shù)。構(gòu)建微米級(jí)別自適應(yīng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)鏈間相互作用力，在增強(qiáng)微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)，提高電池動(dòng)力學(xué)性能，提升鋰離子運(yùn)輸效率。
吳凱還透露，寧德時(shí)代除了會(huì)推出凝聚態(tài)電池的車規(guī)級(jí)應(yīng)用版本外，目前還正在進(jìn)行民用電動(dòng)載人飛機(jī)項(xiàng)目的合作開發(fā)，執(zhí)行航空級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試。
值得注意的是，2021年，寧德時(shí)代還曾發(fā)布能量密度達(dá)160Wh/kg的第一代鈉離子電池，計(jì)劃在奇瑞新車型上首發(fā)。“鈉離子的優(yōu)勢(shì)在于其低溫性能好，適應(yīng)的溫度區(qū)間更大，相比鋰離子化學(xué)反應(yīng)也更穩(wěn)定。”寧德時(shí)代技術(shù)人員表示，鈉離子電池的誕生是為了根據(jù)不同車型制造出更多的解決方案，而且鈉的原材料成本也更低，尤其是在“AB”電池技術(shù)的組合中，通過調(diào)整不同材料電芯比例，更好的發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短、降本增效。
