續(xù)航、充電、安全,堪稱電池技術(shù)的“不可能三角”。而電池技術(shù)又是制約純電動車的最大障礙之一。面對這個(gè)難題,固態(tài)電池技術(shù),就像一把懸在未來的萬能鑰匙。大家都在等待它能開啟新能源車的下一個(gè)時(shí)代。可即便固態(tài)電池許諾了一個(gè)完美的技術(shù)未來,那成本和良品率等問題,又該怎么辦呢?或者說,與其糾結(jié)一個(gè)未知的技術(shù),不如著眼當(dāng)下。也許,我們對新能源車的需求,只需要寄托在現(xiàn)有的成熟技術(shù)基礎(chǔ)上就足夠了。
大容量+超充,磷酸鋰哪點(diǎn)不如三元鋰?
曾經(jīng)靠續(xù)航長、充電快幾乎一統(tǒng)江湖的三元鋰電池,被以安全性為突破口的磷酸鋰絕地反擊。就連高鎳三元鋰最忠實(shí)的技術(shù)擁護(hù)者寧德時(shí)代,也開始發(fā)力磷酸鐵鋰電池。最具代表性的作品當(dāng)屬去年下半年發(fā)布的神行電池。4C級別的充電速度,滿血版800V平臺也可以輕松適配。直觀一點(diǎn)來說,也就是充電10分鐘,可以獲得400km的續(xù)航。而單次充電的續(xù)航里程,也能摸到700km大關(guān)。就連極氪001這樣的龐然大物,且滿足雙電機(jī)四驅(qū)的性能基礎(chǔ)上,在神行電池的加持下,CLTC續(xù)航里程也有675km。
可以說,寧德時(shí)代的神行電池,基本追上了普通三元鋰電池,在續(xù)航和充電速度上的表現(xiàn)。但相較自家輕松實(shí)現(xiàn)續(xù)航破千公里的麒麟電池,神行電池的表現(xiàn)似乎還有升級的空間。但已經(jīng)可以滿足800V的磷酸鐵鋰,技術(shù)上還有被挖掘的潛力嗎?麒麟電池本身,就給出了解題思路。
作為寧德時(shí)代,乃至高端三元鋰電池技術(shù)的代表作之一。麒麟電池靠的并不是電芯技術(shù)上的大尺度革新,而是通過“包裝”的藝術(shù),在單位體積內(nèi)能夠容納更多電芯。同時(shí)以物理形式,強(qiáng)化電池包的被動安全能力,以此進(jìn)一步提升電動車的續(xù)航和安全能力。整套技術(shù)的核心,簡單來說就是第三代無模組技術(shù)CTP 3.0。
既然是自家的技術(shù),那么神行電池顯然也可以借鑒這一點(diǎn)。事實(shí)上在北京車展上,寧德時(shí)代就帶來了升級后的神行PLUS電池。時(shí)隔約8個(gè)月,寧德時(shí)代在神行電池的基礎(chǔ)上,強(qiáng)化了CTP 3.0技術(shù)的應(yīng)用。只要打包技術(shù)足夠好,同樣的行李箱,總能比別人多裝幾件衣服。而神行PLUS電池在磷酸鐵鋰電芯的基礎(chǔ)上,電池系統(tǒng)的能量密度甚至可以達(dá)到205Wh/kg。雖然對比麒麟電池255Wh/kg的能量密度還是要略遜一籌,但結(jié)合神行電池的能量密度,以及裝車表現(xiàn)。搭載神行PLUS電池的電動車,完全有實(shí)現(xiàn)續(xù)航破千的可能性。雖然實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)或許需要遠(yuǎn)超100kWh的電池容量,但無模組的深度應(yīng)用,使其成為可能。
當(dāng)然,這些并不完全是打包技術(shù)帶來的升級。畢竟神行PLUS電池,除了容量提升,其峰值充電速度也能達(dá)到700kW。換算下來,即便是日常工況,也能做到充電10分鐘,續(xù)航600km左右的表現(xiàn)。而充電速度的提升,必然跟正極材料有關(guān)。事實(shí)上,初代神行電池就已經(jīng)對正極、負(fù)極以及電解液、隔膜等部分,進(jìn)行過升級。否則,磷酸鐵鋰電池不可能做到滿足800V高壓平臺需求。
如果說神行電池的納米級正極材料,是將正極鋰離子打散,從而能更靈活地從正極脫嵌至負(fù)極。那么神行PLUS電池則進(jìn)一步優(yōu)化了正極材料的排布,從而能將正極壓得更實(shí)。值得一提的是,兩版神行電池都沒有討論在正極材料中添加錳元素的話題。磷酸錳鐵鋰雖然也能強(qiáng)化續(xù)航表現(xiàn),但過于穩(wěn)定的正極結(jié)構(gòu),以及自身導(dǎo)電效率低的問題,與高壓平臺的發(fā)展趨勢產(chǎn)生矛盾。相較于先解決能量密度,再解決高壓問題的磷酸錳鐵鋰方案。神行PLUS電池的發(fā)展方向,更貼近先解決高壓效率問題,再通過無模組電池優(yōu)化單次續(xù)航表現(xiàn)。
第二梯隊(duì)跟進(jìn),沒人在乎固態(tài)電池?
從刀片電池,到神行PLUS。磷酸鐵鋰電池不變的,是自身穩(wěn)定正極結(jié)構(gòu)帶來的安全性,以及低成本優(yōu)勢。變化的是成組、封包工藝,比如刀片電池的疊片工藝,神行PLUS的無模組電池技術(shù)等等。以及包括正極材料在內(nèi),電解液、隔膜以及負(fù)極的升級。雖然技術(shù)方案各不相同,但目標(biāo)都是提升磷酸鐵鋰電池的容量,以及充電速度。而這一技術(shù)趨勢,也在被寧德時(shí)代、比亞迪等頭部玩家身后的第二梯隊(duì)跟進(jìn)。
比如去年瑞浦蘭鈞的磷酸鐵鋰裝機(jī)量就已經(jīng)殺到了行業(yè)第六。作為成立約7年的“新手玩家”,瑞浦蘭鈞也在北京車展上帶來了自己的問頂2.0系列電池。要說問頂電池的技術(shù)方向一開始就是磷酸鐵鋰,恐怕并不成立。其加速正極脫出和增強(qiáng)負(fù)極嵌入能力的技術(shù)方案,是一套可以兼容三元鋰正極以及磷酸鋰正極的方案。這部分的化學(xué)技術(shù)并沒有尋找到更精確的表述,但問頂電池的電解液部分顯然非常值得玩味。
從技術(shù)剖面圖來看,該電池或許應(yīng)用了半固態(tài)電解液技術(shù)。但這里又需要強(qiáng)調(diào)一下,無論是瑞浦蘭鈞的問頂電池,還是此前我們聊過的寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池。這種所謂半固態(tài)電解液、凝膠電解液方向,與我們常說的固態(tài)電池,完全不是一個(gè)技術(shù)類別。簡單來說,一個(gè)是應(yīng)用了半固態(tài)形式的電解液。而固態(tài)電池只是技術(shù)成型的結(jié)果表象之一,是電解液部分完全為固態(tài)。前者是技術(shù)手段,后者是技術(shù)結(jié)果。
回到磷酸鐵鋰電池這邊,后發(fā)的瑞浦蘭鈞問頂電池,同樣在物理部分的電池模組上下了功夫。更短的極耳,帶來更低的內(nèi)阻。這點(diǎn)與此前推測全新刀片電池時(shí)的猜想類似,彼時(shí)比亞迪的一套專利技術(shù),也涉及到如何通過改變電池極耳的設(shè)計(jì),從而降低內(nèi)阻,并優(yōu)化電池封裝空間。從問頂電池2.0來看,包括極耳部分在內(nèi)的優(yōu)化,使其空間利用率提升了7%以上。
具體數(shù)據(jù)方面,問頂電池2.0在采用磷酸鐵鋰正極的情況下,能夠踩上4C充電速度的門檻,能量密度則能達(dá)到150Wh/kg的水平。從幾個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)來看,其表現(xiàn)或許與寧德時(shí)代神行電池處于一個(gè)水平。當(dāng)然,產(chǎn)品實(shí)力只是技術(shù)方向下的暫時(shí)表現(xiàn)。重要的是,磷酸鐵鋰電池正在普遍兌現(xiàn)其長續(xù)航和超快充的潛力。而這種潛力的兌現(xiàn),考驗(yàn)的只是技術(shù),其制造成本依舊可以控制在低位。而那個(gè)還未兌現(xiàn)量產(chǎn)天賦的固態(tài)電池,光是成本這一點(diǎn),至少在初期也足夠?qū)⒈姸嘞M(fèi)者拒之門外了。