新年伊始新能源车企在动力电池领域争奇斗艳

新年伊始,新能源车企在动力电池领域争奇斗艳。蔚来汽车发布首款150kWh固态电池、智己汽车将搭载掺硅补锂电池、广汽宣布石墨烯基电池即将量产。

编辑:能源小编

新年伊始,新能源车企在动力电池领域争奇斗艳。蔚来汽车发布首款150kWh固态电池、智己汽车将搭载掺硅补锂电池、广汽宣布石墨烯基电池即将量产……

在对新技术的追逐上,新能源车企显示出比动力电池企业更高的积极性,希望借此在品牌和市场营销上拥有更多的发挥空间。不过,五花八门的新电池将续航里程锁定在1000公里,引发了业内对其量产能力的质疑。由此,也引发行业思考——未来动力电池究竟长啥样?

拼抢赛道 新技术落地仍需时日

作为电动汽车的“心脏”,动力电池性能直接影响车况。

日前,蔚来发布首款150kWh固态电池,宣布可实现360Wh/kg超高能量密度,搭载该电池的蔚来eT7轿车续航里程将超过1000公里。但鉴于固态电池的技术难度和高成本等原因,消息一经发布,便引发“固态电池能否提前量产”的热议。蔚来官方澄清,称2022年量产的固态电池,确切来说是“半固态电池”,其内部仍带有少量液态电解质。

随后智己汽车发布消息,称即将上市的新车最高可支持近1000公里的续航,该车高配选用115kWh电池,搭载掺硅补锂技术,并可做到20万公里零衰减,永不自燃,一时间赚足了噱头。

紧接着,广汽埃安在官方微博上宣布石墨烯基电池即将量产,“搭载石墨烯基超级快充电池的车型8分钟可充满80%,续航里程达1000公里”。

新电池接二连三的发布,但落地都需要一定时间,业内不乏质疑之声。

“既能跑1000公里,又能几分钟内充完电,而且还特别安全,成本还非常低,大家不用相信,因为这是不可能的。”中国科学院院士欧阳明高近日在中国电动车百人会论坛上的发言,将矛头指向了宣传势头凶猛的新电池,一石激起千层浪。

面对质疑,广汽埃安总经理古惠南回应:“如果一款电池的性能指标都达到了,那这款电池就已经是非常完美的技术了,显然现阶段还不现实。”言下之意,广汽埃安发布的石墨烯基超级快充电池和长续航硅负极电池是两种不同的技术,分别解决电动汽车“充电速度慢”和“续航里程短”两大痛点。

“在三元锂电池的基础上增加1%—2%的石墨烯正负极材料,可大幅提升电池充电效率和散热性能。”广汽方面同时坦言,新技术落地应用不仅是电池问题,也跟充电桩的功率、变压器能力相关,大功率充电设备是当前石墨烯基电池商业推广的瓶颈。

“破壁”机遇浮现 提升能量密度与安全性并重

行业对新技术的强烈反应,也表明了电动汽车对动力电池高安全性、高续航能力的迫切需求。

那么,未来哪种电池能满足市场需求?目前,动力电池多为锂离子电池,以磷酸铁锂、三元或者钴酸锂作为正极,石墨作为负极,液体电解质,提升性能无非在材料和系统创新方面下功夫。宁波容百新能源科技公司总裁助理佘圣贤认为,在保证安全条件下,高镍正极依旧是未来方向。2025年之前,随着高镍材料的大规模生产、制造成本的降低,高镍三元电池的价格会迅速接近于磷酸铁锂,同时目前运用于磷酸铁锂的模组技术也会运用于三元电池;到2030年,随着三元电池有价金属的回收,其全生命周期成本会比磷酸铁锂更有竞争力。

“三元电池减钴加镍,磷酸铁锂之后发展镍锰酸锂。”在中国科学院物理研究所研究员黄学杰看来,未来动力电池的重点是提升电池能量密度,并稳定层状结构。

不过,当前锂离子电池的能量密度已经达到300Wh/kg,达到了液态锂离子电池的极限。中国工程院院士陈立泉建议发展固态电池,并逐渐过渡到全固态锂电池。

黄学杰同样认为,全固态锂电池是革命性技术,未来10年是发展的破壁期。在此基础上,动力电池将摆脱对过渡金属的依赖,制造方法、系统结构也将发生变化。

佘圣贤表示,目前,高镍三元材料在整个三元材料中的渗透率只有20%,随着新技术,尤其是固态电池的发展,到2025年后其渗透率将达到60%以上。

“安全是永恒的主题。不要指望换一种新电池,解决所有问题。”欧阳明高同时提醒,动力电池的安全问题还没有得到根本解决,要从材料层次设计、单体电池热蔓延与热管理方面着手,同时还要通过电池智能管理与充电控制系统进行热失控提前预警,这是整车企业必须掌握的核心技术。

钠、锂路线“两手抓” 寻求整车技术创新

“虽然1000公里的续航不是我们追求的主要目标,但电动汽车的能量需求还是要上升的。”欧阳明高指出,电池材料创新是厚积薄发的过程,要平衡比能量、寿命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指标,需要长期努力。

在陈立泉看来,行业在发展固态锂电池的同时,也要发展钠离子固态电池,要坚持“两手抓”。“如果全世界的汽车都采用锂离子电池,容量根本不够。我们一定要考虑新一代电池,钠离子电池是首选。”

“以价格最便宜的磷酸铁锂电池为参考,其原材料成本为0.34元/Wh,而钠离子电池的原材料成本为0.26元/Wh,价格较为便宜。今年1月,碳酸锂电池的价格为54000元/吨,比去年上涨了12000元/吨。估计未来碳酸锂的价格还会继续上涨。这是发展钠离子电池的一个重要原因。”陈立泉认为,目前软包装的钠离子电池能量密度已达145Wh/kg,且低高温性能较好。

除了动力电池本身,整车的技术创新也是新能源汽车性能优化的方向。欧阳明高认为,纯电动汽车的环境适应技术需求十分迫切,热泵空调、电机加热等电池热管理系统效能,面向冬季工况的动力系统废能综合利用,以及充电场景下电插枪保温和脉冲加热等都需要改进和创新。

(作者:卢奇秀)

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