今天小編分享的汽車經驗:新能源汽車要賣得好,先得給電池取個好名字?,歡迎閲讀。
撰文 / 塗彥平
編輯 / 張 南
設計 / 師 超
2023 年,動力電池行業有一個熱詞是 " 超快充 "。電池產品的充電倍率從 2C 逐步攀升到 4C、5C,甚至 6C、8C,你 0-80%SOC 用時 10 分鍾,我 0-80%SOC 用時 6 分鍾。當然,有的是量產現貨,有的還是技術期貨。
與電池技術更新同樣吸睛的,是各家企業的營銷能力見長,這從五花八門的電池名字上就可以看出來:麒麟、鳳凰、金磚、金鍾罩、神行……在極度内卷的市場環境下,取名字的能力也算是一種軟實力。
過去這一年,動力電池行業推出的新技術、新產品、新品牌,層出不窮,琳琅滿目,總結起來有以下幾個特點:
其一,快充電池扎堆,多家電池企業和車企推出了主打快充概念的電池產品。
其二,更多車企加入到自研自造電池行列,并且電池產品進入量產階段。
其三,車企通過發布電池品牌、發布專屬電池安全系統等方式,向外界傳達其對電池品質的重視。
其四,不管是電池材料體系的創新,還是電池結構設計的創新,都沒有停下腳步。
快充電池扎堆
續航焦慮解決之後,電動汽車車主的焦慮又轉移到補能上。應對方案就是高壓快充,所以,當下,快充、超充等新型補能方式已經成為新趨勢。
2023 年,動力電池企業也紛紛推出快充和超充電池產品。比如,欣旺達的閃充電池、巨灣技研的鳳凰電池、寧德時代的神行超充電池、蜂巢能源的短刀快充電池、蘭鈞新能源的辰星電池等。
4 月 18 日,欣旺達閃充電池新品發布。它采用欣旺達自主設計的閃充硅材料、高安全中鎳正極和自主研發的新型硅基體系電解液等關鍵技術,支持電動汽車續航 1000km,10 分鍾可從 20% 充至 80%SOC。
欣旺達方形閃充電池已實現量產。發布會上,欣旺達還與極氪汽車旗下威睿電動汽車(寧波)有限公司籤署了超充項目籤約儀式,雙方聯合在超快充電池方面展開深入合作。
6 月 6 日,巨灣技研發布了一款極速快充(XFC)電池——鳳凰電池。
這款電池有一個關鍵的技術——集成化固态開關矩陣及智能控制系統,使電池總線電壓切換自如,對 300-1000 伏整車電壓平台的不同車型,均可在不改變整車原有電氣架構的情況下實現極速充電。
此外,基于輕量化超高導熱率低維材料技術的三維立體熱管理系統,冬季可實現 5 分鍾從 -20 ℃升至 +25 ℃的極速熱車。
在各項技術的加持下,鳳凰電池實現系統能量密度 260Wh/kg,一次充電續航可達 1000km,可以實現最高 8C 極速快充,0-80%SOC 充電只需 6 分鍾,電池壽命達到 10 年或 80 萬公裏。
鳳凰電池将于 2024 年在巨灣技研(南沙)儲能器件與系統生產基地實現量產,并有望于 2024 年底裝車配套。
超充電池的盛宴,寧德時代也沒有缺席。8 月 16 日,它發布了神行超充電池,這款磷酸鐵锂 4C 超充電池實現了 " 充電 10 分鍾,續航 400km" 的快充速度。
寧德時代借助超電子網正極技術、納米化磷酸鐵锂正極材料、超高導電解液配方、石墨快離子環技術、極片多梯度分層設計等多維手段,使神行超充電池實現快充與續航的平衡。
常温狀态下,神行超充電池 10 分鍾可充至 80%SOC,在 -10 ℃低温環境下也可實現 30 分鍾充至 80%。寧德時代在 CTP3.0 的基礎上提出一體成組技術,使得神行超充電池突破磷酸鐵锂性能上限,實現 700km 以上長續航。
神行超充電池即将在 2023 年底實現量產,首發落地車型為奇瑞星途星紀元。
12 月 12 日,蜂巢能源在浙江湖州舉行第四屆電池日,發布了多款短刀快充產品,覆蓋 2.2C-5C 應用場景。
在純電領網域,蜂巢能源推出了 L400 和 L600 兩種規格的磷酸鐵锂短刀快充電芯,可以實現最高 4C 的充電倍率。基于 L600 的短刀快充電芯将覆蓋 3-4C 場景,預計 2024 年 Q3 量產;基于 L400 的短刀超快充電芯将覆蓋 4C 及更高倍率場景,滿足市場主流 800V 高壓車型,将于 2024 年 Q4 量產。
此外,在插混領網域,蜂巢能源發布了 " 第二代混動電芯 ",将已有的 62Ah、90Ah、117Ah 電芯全系更新成 2.2C 快充,同時,推出了面向插混市場的三款首發新品,分别為超 300km 續航混動鐵锂短刀快充電芯、超 350km 續航混動三元短刀快充電芯和 800V-3C 混動快充電芯。
蜂巢能源董事長兼 CEO 楊紅新透露,2.2C 的短刀磷酸鐵锂電池已于 2023 年 10 月裝車量產。
此外,蘭鈞新能源基于辰星技術推出 BTL 大圓柱電池,產品型号主打 46 系,能量密度可達 280Wh/kg,支持 15 分鍾充電續航 400+km,快充工況下電芯温升小于 10 ℃。
值得注意的是,2023 年 12 月 29 日,由巨灣技研主導研制的《極速充電锂離子動力蓄電池單體技術規範》等 8 項極充、快充系列團體标準發布實施。這是國内首批針對極充、快充锂離子動力蓄電池研制發布的團體标準。
其中,《極速充電锂離子動力蓄電池單體技術規範》首次提出了 " 極速充電 " 的定義,即在 0~80%SOC 充電時間應不大于 10 分鍾。
車企加速電池的自研自造
2023 年,越來越多整車企業加入到電芯的自研自造行列中來。僅 12 月,就有三家車企——廣汽埃安、極氪和蔚來,接連披露了自研電池的最新信息。
12 月 12 日,廣汽埃安旗下因湃電池智能生态工廠竣工投產,同時 P58 微晶超能電池下線。微晶超能電池是指它在傳統磷酸鐵锂化學體系的基礎上,引入了更高容量的第二相正極微晶活性材料。
作為彈匣電池 2.0 系列最新產品,P58 微晶超能電池的電芯能量密度為 195 Wh/kg,電池包能量密度則達到 146.5Wh/kg,支持續航裏程超過 700km;同時,具備 3C 快充能力,能夠做到充電 10 分鍾續航 250km 以上;循環次數大于等于 4000 次,使用壽命可以達到 150 萬 km。
廣汽埃安自 2017 年啓動電芯的自主研發和電芯試驗線建設,從 2021 年開始陸續發布彈匣電池系統安全技術、海綿硅負極片電池、超倍速電池等多項電池技術,P58 微晶超能電芯實現投產意味着它掌握了電芯全棧自研自產的能力。未來,該電池将賦能埃安與昊鉑兩大品牌車型。
12 月 14 日,極氪發布 800V 磷酸鐵锂超快充電池——金磚電池。
金磚電池在電芯結構上進行了創新,采用疊片多極耳結構設計,使得熱量分布更均勻,控温更高效;雙鉚極柱導流設計的過流能力相比單極柱方案提升 100%。此外,金磚電池還采用锂離子全程加速技術,通過提升锂離子釋放、傳輸、接收的全程效率,實現高電壓、大電流下穩定高效的充電性能。
極氪工程團隊還對電池包結構進行了徹底改造,采用電芯、上蓋、底板的緊湊三明治結構,在電芯之間采用航空級超薄熱阻隔材料,使得體積利用率達到 83.7%。
得益于極氪自研的全網域 800V 架構,匹配 800V 極充技術,金磚電池最高充電功率可達 500kW,最大充電倍率達到 4.5C;在 10%~80% 快充區間内,實現充電 15 分鍾續航增加 500km 以上。
目前,金磚電池已經在衢州極電工廠量產下線,并在極氪 007 上首發搭載。在 800V 架構下,搭載金磚電池的極氪 007 續航裏程達 688km。從金磚電池開始,極氪實現了動力電池的自研自造。
12 月 23 日,在 2023 年 NIO Day 上,蔚來公布了行政旗艦 ET9 多項自研技術,其中就包括 46105 大圓柱電池。已公開的參數包括:單顆電芯能量密度達到 292Wh/kg,整個電池包利用率達到 84%,容量達到 120kWh,具有 5 分鍾充電可續航 255km 的 5C 高壓超快充能力。
動力電池是電動汽車的核心部件,車企自研電池幾乎是一種必然選擇。盡管這條路并不一定好走,但的确已經有越來越多的車企走在了這條路上。
除了自研電池技術和產品,車企還通過發布電池品牌、發布電池安全标準等方式,向外界傳達它對電池品質的重視。
長安汽車在 11 月廣州車展上發布了金鍾罩電池品牌,希望為用户帶來 " 長(長壽面)安(真安全)超(超高效)快(快補能)" 的體驗。
根據長安汽車電池規劃,長安汽車将在電芯技術路徑上,圍繞液态電池、半固态電池、固态電池實現三路出擊,為長安金鍾罩構建真内功、真好用、真價值三大能力。
11 月 24 日,長安汽車金鍾罩首款标準電芯在時代長安工廠下線。其主要性能參數包括:具備 4C 快充能力,從 20% 到 80%電量充電只需 10 分鍾,循環壽命可達 2000 次循環以上,滿足整車 10 年 30 萬公裏壽命需求。
此外,吉利推出了神盾電池安全系統。這是一整套基于電池,同時融合架
構、整車、智控、雲端的無盲點安全防護系統,以軟硬體融合的方式,為動力電池和人身安全構建高标準護盾。
吉利神盾電池能量密度達到 200Wh/kg 以上,可以在 30 分鍾内充滿 80% 的電量,使用壽命長達 1000 次以上。而吉利銀河 L7 是首款得到吉利神盾電池安全系統賦能的新能源汽車。
創新無止境
説到動力電池材料體系的創新,首先不能不提的是寧德時代。
4 月 19 日,2023 年上海車展第二天,寧德時代以一場 8 分鍾極簡發布會宣告了一項創新前沿電池技術——凝聚态電池,單體能量密度能達到 500Wh/kg。
凝聚态電池不是半固态電池,而是另外一種材料體系的創新。
針對超高比能化學材料的電化學反應變化,寧德時代采用了高動力仿生凝聚态電解質,構建微米級别自适應網狀結構,調節鏈間相互作用力,在增強微觀結構穩定性的同時,提高電池動力學性能,提升锂離子運輸效率。此外,凝聚态電池還聚合了包括超高比能正極、新型負極、隔離膜、工藝等創新技術。
凝聚态電池技術首先進行民用電動載人飛機項目的合作開發。寧德時代稱,車規級應用版本可在 2023 年内具備量產能力。
這種高比能的動力電池產品上車之後,有望改變當前三元锂、磷酸鐵锂兩種材料體系的動力電池產品占據市場主導地位的格局。
當前動力電池市場中,磷酸鐵锂和三元材料是最主要的正極體系。而新型正極材料的主流發展趨勢是高電壓化,當前最具商業化前景的高電壓正極材料包括磷酸錳鐵锂、鎳錳酸锂、鎳钴錳酸锂、富锂錳基材料等。
其中,磷酸錳鐵锂是在磷酸鐵锂的基礎上添加錳元素而獲得新型正極材料,兼具較高的能量密度和較高安全性等優勢,正在逐步走向量產階段 , 預計 2025 年全球出貨量将超過 30 萬噸。
5 月 19 日,國軒高科在第十二屆科技大會上發布了全新 LMFP(磷酸錳鐵锂)體系的 L600 啓晨電芯及電池包。
啓晨電芯采用自研的 LMFP 材料和電解液,通過共沉澱合成工藝以及摻雜包覆技術和新型的造粒技術解決了高温 Mn 溶出、導電率低、壓實密度低等問題。
這款電芯具有 240Wh/kg 的質量能量密度,525Wh/L 的體積能量密度,常温循環 4000 圈,高温循環 1800 圈。這款電芯計劃 2024 年開始量產。
基于啓晨電芯打造的啓晨電池包,采用了三明治結構的雙面液冷技術和極簡設計思路,體積成組率達到 76%,系統能量密度達到 190Wh/kg。
在不采用三元電池體系的前提下,國軒高科啓晨電池包做到了 1000 公裏續航,并可滿足 18 分鍾 1800 次全時快充。
相較于電池材料體系的創新,電池的結構創新更加普遍,應用更廣泛,落地也更迅速。
4 月 18 日,中創新航的頂流圓柱電池在上海車展首秀。該圓柱產品有着一體式直連 " 頂流 " 結構,極耳直連頂部一體式集流盤,相比全極耳結構,将電流的流經路徑縮短 70%,結構内阻下降 50%,大幅降低高功率充放電時的發熱。
頂流式的設計可以讓電芯殼體不再充當導電部件,電芯采用耐腐蝕性更好的不鏽鋼作為殼體,杜絕腐蝕導致的漏液問題。在實現 6C+ 快充的同時,頂流圓柱電池的能量密度達到 300Wh/kg。
同樣在上海車展首發的瑞浦蘭鈞問頂電池,也是在極耳上做文章。它縮短了極耳長度,改變其與轉接片的連接方式,采用一體化焊接技術,使得電芯内部結構實現了一體化的連接,把原有的頂部空間由 15mm 縮減到 8mm,使空間利用率有效提升 7% 以上。
官方信息顯示,搭載問頂電池的電芯可以讓新一代磷酸鐵锂電池續航裏程突破 700 公裏,讓中鎳三元電池續航裏程突破 1000 公裏,高鎳三元動力電池續航裏程有望突破 1200 公裏。
正力新能 5 月發布了一款動力電池系統解決方案——乾坤電池,系統能量密度達到 260Wh/kg。這款電池最大的亮點在于其首創的極柱冷卻技術以及單顆電芯可拆卸的可更 " 芯 " 技術。
極柱散熱技術和雙重液冷技術使冷卻效率提升 58%,使得系統具備 7 分鍾 6C 超級快充的能力。極柱卡接技術區别于現有焊接工藝,且采用了無結構膠設計,可實現全生命周期電芯可拆卸,既實現了電池系統的高度集成,同時也方便後期維護。
電動汽車消費者希望不再有安全焦慮、續航焦慮、補能焦慮。電池安全系數沒有上限,能量密度、充換電速度目前也沒有看到上限,所以,動力電池的創新也不會設限。
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