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固态电池爆火!电动汽车的颠覆性革命终于要来了?

发布日期:2024-04-26 00:49:49作者:爱游戏app官方网站

  ,在气温只有-2℃的环境下,直播完成了从上海到厦门的1000公里续航挑战。

  这也让某些网友直呼:2020年NIO Day上放出的“半固态电池”鸽子,在4年之后终于要落地了!

  关于固态电池的消息接连不断曝出之后,更是有小伙伴表示:“等等党又胜利了”!

  早期智己CEO刘涛在微博上披露关于智己L6固态电池相关信息的时候,腾势销售事业部CEO赵长江就曾经发难:“这样一个时间段宣传半固态电池,就是在玩文字游戏!”

  但巧合的是,就在上个月,宁德时代董事长曾毓群也对固态电池落地表示了质疑。

  “电动汽车固态电池距离商业化还有数年时间,这项技术还不够完善,缺乏耐用性,且任旧存在安全问题。我们完全支持固态电池,我在这方面已经投资了10年。我几乎每个月都会了解研发人员在固态电池方面的工作,所以我知道所有的进展。”

  可见,行业里对于“固态电池装车”这件事,不仅分成了泾渭分明的两派,更是伴随着浓烈的火药味。

  那么,作为汽车电动化的“终极技术”和“颠覆性革命”,现阶段的固态电池到底靠不靠谱?距离大规模量产普及还有多远?我们不妨借此机会,具体分析一下。

  正常来说,这么里程碑式的技术革新,车企应该把握机会大肆宣传才对。但显然,岚图并没这么做,而是选择了“低调行事”。

  除了岚图本身的品牌调性之外,细看一下这块半固态电池的性能参数,也能发现原因。

  580km的纯电续航,比不上高配车型云母电池的730km。同样,单位体积内的包含的能量方面追光半固态电池包只有170Wh/kg,也不如云母电池的212Wh/kg。

  所以首次落地的半固态电池更像是一次试水,用更先进的概念看看业界的反响。根据反馈,再决定是推出技术更先进的固态电池,还是沿用现阶段成熟的三元锂体系。

  不过,这次智己L6上搭载的“第一代光年固态电池”,在性能上跟岚图半固态就完全不是一个量级的了。

  其单体电芯的单位体积内的包含的能量达到了惊人的368Wh/kg,估算整包单位体积内的包含的能量至少在250Wh/kg以上。

  对比一下现阶段其他主流电池的单位体积内的包含的能量,比亚迪刀片电池140Wh/kg,宁德时代神行电池145Wh/kg,特斯拉4680电池242Wh/kg,宁德时代麒麟电池255Wh/kg……

  所以单从能量密度上来说,智己L6的光年固态电池,确实达到了第一梯队的水平。

  此外,智己L6光年版的整车电压为875V,峰值充电功率可达400kW。这在某种程度上预示着光年电池在充电速度方面,也是不输市面上主流的800V电池包的。

  虽说后来经过证实之后刘涛承认,“光年固态电池”并非全固态电池,而是跟岚图追光一样的“半固态”,即固态电解质电池。

  但不得不承认,仅仅用了1年的时间,从岚图到智己,半固态电池在性能上获得了如此巨大的提升,量产落地之后对整个新能源汽车行业来说,必定是存在积极意义的。

  动力电池的所谓“液态”、“固态”、“半固态”,指的是内部用于传导锂离子介质的物理性质。

  其中“半固态”是介于液态和纯固态之间的一种状态,行业里普遍定义是电解液含量在10%以下,将原本电解液的部分替换为固态电解质。

  固态电解质相比电解液来说,最明显的优势就是不易燃烧和爆炸,安全性是比较好的,理论上可以从根本上解决电动车令人诟病的自燃问题。

  得益于固态电解质安全性高的优势,工程师可以放开手脚采用单位体积内的包含的能量更高的正负极材料,从而增加电池包的单位体积内的包含的能量。

  智己L6光年电池的正极采用了超高镍三元材料,估计镍含量接近90%。而目前液态三元锂电池单位体积内的包含的能量最高的,最多只敢采用80%镍含量的8系正极材料,不敢再把镍含量往上提了,不然自燃风险会大大增加。

  光年电池的负极,也采用了单位体积内的包含的能量更高的硅碳负极,而不是目前最常用的石墨负极。

  这也就解释了,为什么同为半固态电池,光年电池在能量密度上能做到碾压岚图追光半固态电池,核心是因为光年电池在正负极材料方面应用更为激进。

  固态电解质种类非常之多,大体上可大致分为三大类,氧化物、硫化物和聚合物,三种电解质各自有各自的优缺点。

  氧化物电解质一般都是矿物、陶瓷之类的,比如氧化锌、钙钛矿、氧化铈、钼酸镧等等,优点是成本较低,缺点是导电率普遍较低,可能会影响快充性能。部分氧化物电解质还存在热稳定性较差的问题,容易变质失效,导致循环寿命降低。

  硫化物电解质一般指的是硫化锂、硫化盐之类的,优点是导电性比氧化物电解质要强很多,但缺点是接触空气就会释放出剧毒的硫化氢气体,因此对电池包密封性和碰撞安全有着极高的要求。

  聚合物电解质一般是有机高分子材料,优点是热稳定性较好,缺点是导电率不足,机械强度差容易发生开裂,因此充电倍率和循环寿命是要解决的问题。

  智己L6光年电池电解液含量在5-10%之间,其中固态电解质是以氧化物为主,聚合物为辅的混合固态电解质。

  因此,综合前面所分类的材料性质来看,光年电池上车首先要解决的就是导电率低,不过既然智己敢声称光年电池支持900V超快充,可实现“充电12分钟,续航+400公里”,势必是已经攻克了这一难题。

  据工程师透露,为增强光年电池的导电性,他们在电池里面加入了高导电性的10%浸润液,同时采用行业首创的“干法固态电解质层一体成型工艺”,使得固态电解质的密度提升,两项技术都有利于降低电芯内阻。

  去年蔚来总裁秦力洪在测试ET7半固态电池时表示,电池的成本已经接近一辆蔚来ET5了,超过29万元。

  这个价格不仅成了最便宜的“1000km纯电车”,也对特斯拉Model 3、小米SU7等对手形成了较大的威胁。同时也代表着,智己有很大的可能性已经攻克了半固态电池成本这道瓶颈。

  任何工业产品的降本,不能离开规模化量产,于是就引出了另一个问题,智己L6光年版,能保供货吗?

  他给出的答案是,短期内的产量肯定不高,因为要确保电芯的一致性,但攀产能的速度会非常快,下半年肯定会批量交付(说不定价格还会有惊喜)。

  至于这块半固态电池的产能到底能有多少,就必须扒一下为智己L6提供半固态电池的供应商——“清陶能源”了。

  作为一家2014年成立的电池新势力,上汽集团对其寄予了厚望,在去年的G+轮融资中投了27亿元,也成了清陶能源的大股东。

  目前,清陶能源已投产的产能有昆山总部的0.7GWh+宜春工厂的1GWh,长期规划新建产能约35GWh。

  按1.7GWh的已有产能来算,满产满销的线万辆车的出货量,这也和刘涛的说法相吻合。

  所以即使是半固态电池,短期内在车圈大面积普及的可能性并不高。各家电池厂商扩产、再到装车,怎么也要2025、甚至2026年。

  而无论固态电池还是半固态电池,目前仍然绕不开阻碍其量产上车的一座大山——界面问题。

  液态电池就好比泡温泉,水能完美的把人包裹住;固态电池就好比泡沙浴,沙子的包裹性肯定比水要差远了;半固态电池就好比泡泥浆,虽然包裹性肯定比沙子要强,但也保不齐里面出现气泡,并不完美。

  对电极的包裹性不强的话,就会造成类似插座没插紧的情况,导致电极与电解质接触不良。

  再加上物体都有热胀冷缩,行车过程中又会发生颠簸,久而久之就会更易导致电池失效,影响电池使用寿命。

  虽然智己L6发布会上并未提及光年电池的循环寿命,但查阅清陶能源的资料发现,其一代半固态电池的循环寿命只有800次。

  对比一下其他电池的循环寿命,普通磷酸铁锂电池在3000次左右,三元锂电池在2000次左右。

  至于智己L6的光年电池循环寿命是多少,官方资料中只是提到了“正极表面的高致密性固态电解质层能实现超低界面阻抗”,“降低固态电池内阻”。

  即将到来的固态电池表现如何,还要等智己L6等新车上市后,才能得到确切的答案。

  说完了智己L6的光年电池,再来简单聊聊广汽最新发布的“期货”——100%全固态电池,这款电池预计将在2026年正式在埃安旗下高端品牌昊铂上应用。

  从参数上来看,昊铂纯固态电池单位体积内的包含的能量达到了400Wh/kg,比智己L6的还要高,上车之后一样能实现纯电续航1000公里以上的效果。

  正极材料方面,官方称采用了类似特斯拉4680的干电极技术,正极材料方面能量远高于目前主流电池,但具体材料是什么并未公布。

  负极方面,采用的是海绵硅负极,已经把碳完全去掉了,其单位体积内的包含的能量理论上是要比硅碳负极更高的。

  据广汽披露,这款固态电池通过导体包覆层、抑制电极热胀冷缩等技术,可以让这款固态电池实现循环150周之后,电池容量保持在90%以上。

  安全性方面自然不必多说,不起火、不自燃、可通过针刺试验等等,都是固态电池的固有优势,还能够最终靠200℃的热箱测试。

  不过,这次广汽披露的技术细节还是太有限了,最最关键的电解质到底是用的什么材料,充电倍率是多少,依旧是个谜。

  而后续产能如何爬升,怎么来控制电池成本,如何通过更多严苛的环境测试,这些都是全固态电池真正落地之前要面临的一道道难关。

  不管怎么样,希望2026年昊铂固态电池不要像去年宁德时代凝聚态电池那样跳票吧。

  虽然说无论全固态电池还是半固态电池,距离大规模量产上车仍然需要一段时间。但必须得说,随着车企和电池厂对新技术发起挑战,原本存在的难题正在肉眼可见地被一点点攻破。

  当全行业都在为止努力的时候,每次往前踏进的一小步,都是对下一阶段胜利的积累。

  真正到了固态电池落地量产的那一刻,相信新能源汽车会超越所有人的想象,一个崭新的电气化时代将会来临。