今天小編分享的互聯網經驗：5C電池“Buff 疊滿”，安全怎麼保證？，歡迎閱讀。
圖片來源：AI 生成
最近，理想汽車 2024 春季發布會正式發布了首款純電 MPV ——理想 MEGA。作為理想電動化轉型的首款車，自然被寄予了厚望，李想在發布會現場更是希望它成為 " 下一個爆品 ""50 萬以上銷量第一的產品 "。
既然要成為爆品，那就必須要拿出一些 " 人無我有 " 的亮點，其中一個就是與寧德時代合作的 5C 麒麟電池：充電 12 分鍾續航 500 公裡。
早在三年前，理想汽車便和寧德時代合作，希望能在不犧牲能量密度的前提下，做出一款超充電池。
為什麼要在行業還沒有完整的超充電池的技術路線的情況下，花費 1000 多人的力量投入研發呢？
在钛媒體 App 與理想汽車動力電池高級總監柳志民 的溝通中，他表示，這與消費者的需求不無關系。當人們看着電動汽車的續航裡程從 100 公裡、200 公裡不斷攀升到 700 公裡，但充電時卻還要等待半個小時、一個小時，甚至在節假日時還需要在充電站前大排長龍的時候，消費者的焦慮自然就從續航轉移到補能速度上面來。
我們通常看到的幾 C 電池當中的 "C" 指的是充電倍率部門，C 倍率越大，充電效率越高，充滿電用時越少。通俗來講，1C 充電就是指 1 個小時将電池電量充滿，2C 則是 2 分之一個小時 ( 30 分鍾 ) 充滿，那麼 4C 充電就是指電池在四分之一個小時内充滿，也就是 15 分鍾可将電量充滿。理想 MEGA 搭載的寧德時代這款電池就是目前業内比較少的 5C 超充電池。
實現 5C 的難點在哪兒？
想做 5C 電池的不只是寧德時代一家，欣旺達在投資互動平台上表示，公司 5C 三元锂電池目前正在按照進度進行開發中。從蜂巢能源之前發布的 L400 短刀電芯的資料來看，也能夠覆蓋 4C 以上的高倍率場景，并且預計在 2024 年下半年量產。
既然大家都想做 5C，為什麼在過去一段時間業内對于 3C 升到 4C 甚至升到 5C 充電能力的進度相對緩慢呢？
原因就在于，兩個主要挑戰沒有解決：一是如何達到峰值的 5C 倍率；二是在這麼快的充電速度下，又如何長時間保持超充功率？
一般來說，在高充電倍率下，锂離子脫嵌和遷移的速率加快，部分锂離子來不及進入正負極，易形成副產物，導致活性物質損失，加速電池壽命衰減。并且析锂現象容易加劇，所產生的锂枝晶一旦刺穿隔膜，将導致電池内部短路，引發起火等安全事故。
對此，寧德時代國内乘用車事業部 CTO 高煥向钛媒體 App 介紹稱，在負極部分，寧德時代通過縮短石墨顆粒尺寸和多端面技術、超離子環包覆技術、超充體相改性技術來提升充電速度，從而使整個充電性能提升 1.2 倍。
其次，寧德時代還研發了超高導電解液，實現對 SEI 膜進行調控，讓界面膜更薄、更均勻、更致密，厚度從 20nm 降低了 8nm，這薄意味着锂離子進入石墨負極的界面路徑更短，讓充電動力學提升了 30%。
最後在隔離膜的優化部分，寧德時代做了兩方面改良，其一是提升了 10% 的孔隙率，其二是降低 10% 曲折度，讓锂離子穿過隔膜的路徑更多、更快捷，進而電池整體動力學提升了 10%。
實現 5C 超充的第二個難點，是如何能夠讓電池具備持續大功率充電能力。高煥也向钛媒體 App 坦言，"12 分鍾 500 公裡和 10 分鍾 400 公裡相比，峰值時間雖然多了 2 分鍾，但難度卻是指數級提升的 "。
要實現 12 分鍾 500 公裡充電性能，電芯内阻需要做到 0.3m Ω 以内，據高煥介紹，寧德時代通過正極材料、電解液、結構優化角度，使得最終的電芯内阻小于 0.3m Ω，這產生的結果是產熱功率下降 25%，電池溫升降低 7 ℃，"5C 充電發熱量比市面上常規的 2C 電池還小 "。
解決了發熱問題，寧德時代也從散熱上面做出了優化，高煥解釋說，如果按照以前傳統的 Pack，電芯到模組、模組再到 Pack 的層次，集成效率太低，也裝不了多少電量，所以通過麒麟電池的 CTP3.0 架構，采用雙大面水冷板，既保證了它的散熱面積，同時又提升了整個電池包的集成效率。
"Buff 疊滿 "，安全怎麼保證？
從這款電池的細節上，我們除了能夠看到 5C 之外，還有 800V 高壓、100 多度的大電量 ...... 在電池自燃、碰撞起火的新聞時常登上社交媒體熱搜的情況下，這麼多的能力疊加在同一個電池上，也不免讓人產生疑問：電池安全能夠保證嗎？
高煥透露，在電池的設計過程中，無論是電芯本身的安全設計，還是 Pack 的防護、電池包裡的絕緣，所有過程中都針對超充可能帶來的潛在風險，做了安全的冗餘設計。據他介紹，麒麟 5C 超充電池留足了 30% 的充電安全餘量。
此外，為了實現了側碰後電池冷板 0 侵入、電芯 0 侵入，從根本上解決了電池碰撞帶來的安全問題，寧德時代還基于麒麟方案，在電池包内部增加了一根橫梁來進行力傳導。不過，由于加入這根橫梁導致電池包工藝的難度大幅增加，為此寧德時代還專門設計了一個馬鞍橫梁結構，在降低工藝難度的同時，增強了側向防護力。
生產階段，這款電池是在寧德時代的燈塔工廠生產。根據寧德時代提供的數據，燈塔工廠的生產制造可以确保最終實現：每顆電芯下線前設定超過 6800 個質量控制點，平均一個電池追溯數據超過 1 萬項，将單體失效率降低到 PPB（十億分之幾）的水平，高出行業平均水平 PPM（百萬分之幾）3 個數量級，質量标準嚴格 1000 倍。
當電池交付給用戶，寧德時代還對電池進行了完整的安全監控系統，無論是在車端，還是在充電場站、在雲端，設定有完整的三位一體的算法，三道防線，對安全做相關的防護。
無論是設計、電芯材料、Pack 集成架構、熱管理性能、安全防護，我們能夠看到麒麟 5C 電池在技術上的突破，不過，這些往往都也會伴随着高成本，雖然官方并未透露具體的成本數字，但高煥也向钛媒體 App 坦誠表示，和現有的目前市面上的 2C、3C 電池相比一定會有些成本的增加。不過，他認為 " 這個成本的增加達到這樣的性能，對于成本的付出是可以接受的 "。
5C 電池技術與安全難點突破之後，還面臨一個問題，如果沒有 5C 電池對應的超充樁，其快充能力也不能真正釋放出來。
為了實現快充能力，理想汽車也正在加快建設自營的超充站。目前，在高速場景，理想汽車已經建成超過 300 座超充站。未來，理想汽車計劃投入超過 60 億人民币，建設超過 5000 個直營 5C 充電站，覆蓋全國 95% 的高速和重要國道。作為參照，截至 2023 年 11 月，特斯拉在國内建成了 1800 多個超級充電站。
柳志民也向钛媒體 App 透露，5C 超充樁随着 MEGA 的發布，将會逐步開放給通過安全認證的高壓車型。他解釋說，" 因為 5C 超充的速度既考驗充電速度，也會關聯到電池充電的能力和安全性，而且 5C 樁匹配高壓純電車型才可發揮最大充電效率。"
可以預見的是，随着 MEGA 的上市，會有更多廠商開始關注或者推出類似寧德時代的麒麟 5C 電池，5C 技術将在接下來出現快速發展。
對于後面 5C 電池的進化，或者說動力電池未來的發展趨勢，高煥向钛媒體 App 總結表示，無論是麒麟 5C 電池，還是 2C、3C 電池，其實最終的目标都是實現電動車、新能源車的高質量發展，全面地替代燃油車。
整體而言，以前行業首先解決的是裡程問題，從 100 公裡到 200 公裡，再到 500 公裡，甚至 1000 公裡；現在開始解決的是補能的問題，再往後面看，高煥認為就是解決全場景、全氣候的問題，電車真正做到和油車一樣方便。
（本文首發钛媒體 App，作者｜韓敬娴，編輯｜張敏）
