磷酸鐵鋰4C超充電池來了

 

　　近日，寧德時代發布了全球首款采用磷酸鐵鋰材料且能大規模量產的4C超充電池——神行超充電池。

 

　　按照寧德時代透露的信息，該款電池可實現“充電10分鐘，續航400公里”的超快充速度，而整車的續航里程則達到了700公里。另外，神行超充電池還突破了磷酸鐵鋰電池過去一直被詬病的耐低溫性差特性，即使在-10℃的低溫環境下，也能在30分鐘內將電池電量充至80%，且在低溫虧電狀態下零百加速不會衰減。

 

　　這無疑是動力電池行業的又一次技術突破，它的意義在于，以往在30萬元以上中高端車型才會配備的4C超充電池，有望“飛入尋常百姓家”。

 

　　據了解，在動力電池行業，C代表的是充電倍率，即充電電流相對電芯額定容量的倍數，C前面的數字越大，充電速度就越快。比如，4C指的是電池能在四分之一小時（15分鐘）內充滿。但在目前，市面上量產的新能源汽車，動力電池的充電倍率大多還達不到4C。

 

　　寧德時代首席科學家吳凱表示，神行超充電池的優異性能，主要來自于寧德時代在材料方面的四大創新：在正極材料上，神行超充電池采用了充分納米化的磷酸鐵鋰，并利用超電子網正極技術搭建了超電子網，降低了鋰離子脫出阻力，使充電信號能夠得到快速響應；在負極材料上，神行超充電池采用寧德時代最新研發的二代快離子環技術，對石墨表面進行改性，增加了鋰離子嵌入通道并縮短了嵌入距離，為離子傳導搭建起了“高速公路”；在電解液傳導上，寧德時代研發了全新的超高導電解液配方，有效降低電解液黏度，提升電導率。此外，寧德時代還優化了超薄SEI膜（固體電解質界面膜），進一步降低了傳導阻力。

 

　　值得注意的是，在實現4C超充的同時，神行超充電池還通過結構創新、智能算法等方式，使之兼具長續航、全溫域閃電快充和高安全等性能。

 

　　例如，為了保障安全，神行超充電池使用了改良的電解液，并配備了高安全涂層隔膜，給動力電池安全上了“雙保險”。此外，寧德時代通過智能算法，打造了故障實時檢測系統，能對全局溫場進行管控，克服了快速補能帶來的諸多安全挑戰。

 

　　得益于在極限制造方面的能力，目前寧德時代擁有從技術到產品再到商品的快速轉化鏈條，能夠推動神行超充電池快速量產。

 

　　據寧德時代國內乘用車事業部CTO高煥介紹，神行超充電池即將在今年底實現量產，搭載神行超充電池的電動車也將在明年一季度上市。

 

　　快充已成產業“必爭之地”

 

　　業內認為，寧德時代神行超充電池的問世，突破了磷酸鐵鋰電池的性能邊界，將會極大地促進汽車電動化的進程。

 

　　鋰電行業資深研究者、真鋰研究首席分析師墨柯表示，在新能源汽車目前補能時間還比較長、充電樁數量還不足夠密集的情況下，消費者確實存在一定的里程焦慮。因此，需要行業從技術層面解決電池快充的問題，讓充電的時間盡可能縮短。

 

　　中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟發布的《2022中國電動汽車用戶充電行為白皮書》顯示， 當前中國電動汽車用戶的平均單次充電量為25.6度，平均單次充電時長達到了49.3分鐘，日充電1.4次。

 

　　顯然，快速縮短充電時間，已成為提升新能源汽車特別是電動汽車使用體驗的必然趨勢。基于此，近年來無論是整車企業還是動力電池企業都在加速快充技術的研發。

 

　　根據新能源行業咨詢機構SNE Research的相關統計，2023年上半年，寧德時代以112GWh的產量和36.8%的市場占比繼續穩坐全球動力電池市場份額第一的寶座。

 

　　業內人士認為，神行超充電池擁有全新且出色的超充性能，它的補能體驗已與燃油車足夠接近，這或將從根源上解決新能源汽車的里程焦慮問題，從而促進新能源車的認可度、銷量和滲透率的進一步提升。同時，結合寧德時代巨大的市場影響力，這款具有重要里程碑意義的產品，很可能會像前幾年的插電混動技術那樣再次掀起市場熱潮，給全球新能源汽車產業帶來直接沖擊。

 

　　事實上，除寧德時代外，中創新航、蜂巢能源、億緯鋰能等動力電池生產商都在推進動力電池充放電倍率從1C、2C向4C發展，并已有了自己的快充電池解決方案。

 

　　中信證券認為，快充功能正日漸成為新能源汽車的標配，這項技術正成為動力電池制造商新一輪的競爭焦點。

 

　　除動力電池廠商在較量外，4C快充也成為電動汽車的下一個必爭之地。目前，理想、小鵬、比亞迪等眾多廠商已在該領域有一定成果并進行了一定的應用。行業人士預測，隨著寧德時代麒麟電池4C超充技術的推廣應用，電動汽車市場或將迎來超充元年。

 

　　中信證券分析稱，快充功能正日漸成為新能源汽車中高端車型的標配。同時，根據相關車企的規劃，未來具有4C快充能力的動力電池滲透率將會進一步提升，有助于推動相關材料的升級與增長，預計將給導電炭黑、負極包覆材料、氣凝膠、復合集流體、芳綸涂覆、導熱球鋁、聚氨酯、絕緣材料等帶來投資機遇。

 

　　技術競爭遠沒有定局

 

　　寧德時代董事長曾毓群說，作為新能源汽車的“心臟”，動力電池承載著重要使命，是世界新舊動能轉換和汽車消費復蘇的“頂梁柱”。

 

　　因此，寧德時代近年來一直在加速電池技術迭代更新。

 

　　2021年，寧德時代發布了第一代鈉離子電池，該款電池的能量密度達到了1600Wh/kg，具有高能量密度、高倍率充電、高集成效率以及熱穩定性強、低溫性能良好等優勢。

 

　　2022年，寧德時代研發出了麒麟電池。由于采用第三代CTP（Cell To Pack）技術，麒麟電池的體積利用率最高達到了72%。寧德時代方面表示，相比其他電池，在相同的化學體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量提升了不少。

 

　　今年上海車展期間，寧德時代又推出了凝聚態電池，其單體能量密度最高可達500Wh/kg，能夠兼顧高比能和高安全。

 

　　此外，寧德時代還在推進M3P電池、無鈷電池、無稀有金屬電池等電池技術的布局。今年3月，曾毓群在年度業績說明會上表示，寧德時代新一代M3P電池預計將于今年量產交付。

 

　　寧德時代加速技術更新迭代的背后，與整個產業的競爭加劇密不可分：一方面，新能源汽車市場正不斷擴大規模，動力電池技術的創新有利于帶來更多的增量市場；另一方面，最先創造出革命性技術的動力電池廠商，將會在新能源浪潮中占據先機，甚至掌握行業話語權。

 

　　據了解，目前動力電池技術迭代的具體路徑主要分為兩條：一是材料創新，解決電芯能量密度的提升；另一條是結構創新，在空間利用率上去“做文章”，以解決電池包體系能量密度的提升。

 

　　不過，業界稱，在動力電池產業終局成形之前，行業大小玩家對新技術的探索不會止步。

 

　　“現在動力電池還處于創新非常活躍、百花齊放的時候。”中國科學院院士歐陽明高說，再過10年，動力電池行業的競爭局面才會比較清晰。在這期間，無論技術如何變革，創新始終是我國動力電池產業競爭力提升的最有效手段，也將決定誰將成為我國乃至全球動力電池產業的終極王者。

 

　　知名經濟學家宋清輝認為，對動力電池企業而言，面對行業競逐，需要從兩方面著手，“一是持續科技創新，打造更加多元化的業務結構，以此來增加動力電池的市場需求；二是大力開拓國際市場，同時加強與儲能企業的合作”。此外，“國家相關部門應大力引導，推動電池企業合理制定產能及未來發展目標，逐漸淘汰落后和無效產能。”

 

　　記者 傅勇 董建國 林善傳