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“1000公里续航”沦为“众矢之的”,我们究竟该质疑什么?

2021年01月19日 22:25:01
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“1000公里续航”似乎一下子被汽车圈吹到了风口浪尖上。

一边是车企们如火如荼的推出续航能达到1000公里的新电池技术,并信誓旦旦地说:“1000公里续航的车今年肯定出!”,一边又是行业专家站出来“泼冷水”:“既能跑1000公里,又能几分钟充完电,而且还特别的安全,成本还非常低,那大家不用相信,因为目前这是不可能的。”

一石激起千层浪,一场“火药味”极浓的关于“1000公里续航”的动力电池技术之争在网上引起了热议,随后广汽埃安总经理古惠南也回应了质疑称:“从应用技术来说,如果电动车续航里程达到1000公里,显然目前300kw的充电桩8分钟不够,可能就要充几十分钟。但如果有更大功率的充电桩,一样可以8分钟充满电,这个指的是技术和推广两个逻辑,不要把技术突破和商业推广混为一谈。”

那么近期蔚来推出的150kWh固态电池、智己汽车的“掺硅补锂”、广汽埃安的石墨烯电池等等被车企们吹捧的很高的新型电池技术,所有的矛头都指向了“续航1000公里”,这究竟是电池技术的真进步呢?还只是一个令资本市场狂欢的“好故事”呢?我们不妨先来看看被大家质疑的这三种新型电池技术究竟“葫芦里藏着什么药”?

“半固态电池”技术过渡

蔚来汽车在ET7发布150kWh“固态电池”后,“续航超1000公里”“更安全”等等关键词,瞬间引发了汽车圈的热议。据介绍,蔚来的电池采用了 “原位固化固液电解质”、“无机预锂化硅碳负极”、“纳米级包覆超高镍正极”新工艺,实现 50%的能量密度提升,预计在 2022 年四季度开始交付。

不过蔚来的电池组只是“半固态电池”,其依旧沿用了三元锂电池的结构,也就是说电解液、隔膜都存在,因此足以推断三元锂电池的不稳定性仍有留存,虽然半固态电池中的电解液只有现在液态锂电池的十分之一,但依旧存在外力形变、内部析锂导致的短路自燃风险,只不过这种风险会下降很多。

事实上,“半固态”只是一个量变的过程,仅是技术升级,对电池安全性和能量密度有所提升,但仍属于二次电池范畴,半固态电池在生产过程中,化成、分容等工序仍是必要流程,后端电池设备仍是必需的,不过固态电池安全性更高,可大大降低电池热失控风险。

但现实是,目前全球没有已实现可以商业化装车的固态电池,之前欧洲和日本对固态电池的研发寄予了很大的希望,原先预期是2020年可以出来,但目前仍存在一些问题,比如稳定性的问题、安全性的问题、成本高的问题等等。

而近期蔚来推出的半固态电池,更多的是对当前电池的一种改良,目的是提高电池的能量密度,只能算得上是一种过渡性技术。

“掺硅补锂”电池循环创新

作为上汽集团、张江高科和阿里巴巴携手打造的百亿级巨无霸项目,智己汽车一出场便拿出了“掺硅补锂电芯”技术的电池,最大续航里程可超1000公里,并可以做到20万公里零衰减。

事实上,智己汽车推出的“掺硅补锂”技术与蔚来固态电池所用的“无机预锂化碳硅负极”并无本质上的差异,其实质均为提高负极中硅的含量,同时增加锂的含量,来弥补因硅含量提升而导致的电池在充放电过程中锂损耗的提高。

为何要“掺硅”?“硅材料”被认为是碳负极材料的理想替代产品,硅材料的质量比容量最高可达4200mAh/g,远大于碳材料的372mAh/g,是目前已知能用于负极的材料中理论比容最高的材料,同时因其低嵌锂电位、低原子质量、高能量密度,并且硅材料环境友好、储量丰富、成本较低。

而“补锂”正是建立在“掺硅”的基础上,为了解决碳负极材料SEI膜造成的容量损失,目前通行的方法是通过负极材料的预锂化,简单来说,就是通过预锂化对电极材料进行提前补锂,抵消形成SEI膜所造成的不可逆锂损耗,以提高电池的总容量和能量密度。

其实,智己发布会提到的“掺硅补锂“、蔚来NIO Day提到的“无机预锂化碳硅负极”跟特斯拉欲说还休的“预锂化“,大概也就是“洋芋”和“马铃薯”的关系,而“掺硅补锂”技术的出现,其实是对三元锂电池的一种循环创新,也是对当下动力电池行业一味追求能量密度的一种反思。

“石墨烯电池”落地困难

就当蔚来和智己还在为自己推出的动力电池技术狂欢之际,广汽埃安也发布了全新的石墨烯电池,8分钟充80%电量,续航超1000公里。当然,石墨烯电池更像是新能源界的一枚重磅炸弹,瞬间炸开了一池“质疑声”,欧阳明高院士在电动车百人大会上的质疑也引发了大家的吃瓜。

而大家的质疑也并不是无据可依,假定这套电池技术可满足上述宣传的字面意思,一块NEDC续航为1000km的石墨烯基超级快充电池,如果要在8分钟之内充满80%,即每分钟要充电的续航里程为100km。

这也就意味着,这块动力电池从原理上讲支持充电桩每分钟最大充电续航里程为100km,即每秒钟充电NEDC续航约为1.67km,这是一个什么概念呢?换算一下,就是以它的充电速度每分钟充电NEDC续航100km,其每小时可充电的NEDC续航为6000km。

若以蔚来最新发布的续航1000km电池容量为150kWh来计算,即广汽埃安宣传的石墨烯基快速充电电池,每小时充电效率为900kWh。而按照其每小时充电效率达到900kWh来看,为这块电池组提供充电服务的充电桩,就要配备一个大约为1250kva的变压器。

因此,从理论上讲,如果要实现这样的充电功率也不是不可能,只要能把充电电压提高,这样的话能达到比较高的充电效率,但是达到很高的充电电压会非常危险,从目前的充电配套设施来看,配套的充电桩还达不到这样的充电效率。

“当前中国动力电池技术创新模式从政策主导向市场主导转型,由行业政治运作向公司商业运作转化。”中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高认为,“电池系统结构大创新,辅以电池单体材料小改进,成为近年来中国电池技术创新的鲜明特征。”

比如,比亚迪“刀片电池”通过结构创新,在成组时可以跳过“模组”,大幅提高了体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统的有模组电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,续航里程已经达到了高能量三元锂电池的同等水平;再比如如今的新型方形电池结构,它可降低该新型方形电池结构因密封不良引发漏液问题的发生概率,具有较高的能量密度,且具有较高的可靠性。

而这样所谓的电池技术创新,基本上都是在传统的电池材料上进行重组,真的做到了创新了吗?宁德时代曾毓群也曾说过:“在基础材料领域,如果停止了研发,照抄原来的东西,再做10年也没用。”

不可否认,当下的新能源汽车续航里程突破已遇到了瓶颈,动力电池技术也急需创新与突破,在动力电池技术“大乱斗”的激烈竞争中,我们一直都在鼓励不论是新型材料的运用还是新型技术的落地,也期待着续航突破1000公里时在情理之中。

于车企而言,面对“充电慢、充电难”的难题则需要一边建设更多充电桩,一边研发更先进的电池技术和充电技术,让“10分钟充80%”成为现实。于普通的消费者而言,对动力电池这一领域出现的新技术新概念要有更科学的认知,不要被一些所谓的“噱头”所忽悠。

文/封甜甜

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