今年上半年,我国新能源汽车市场延续良好发展态势,销量快速增长。根据中国汽车工业协会统计数据,2023年1-6月,新能源汽车产销分别完成378.8万辆和374.7万辆,同比分别增长42.4%和44.1%,市场占有率达到28.3%。
新能源产品渗透率持续走高的同时,补能日益成为用户的一大痛点,这一问题集中表现在“充电排队时间长”、“公用充电桩被油车霸占”以及“充电最后一公里难”等。
对应到我国充电基础设计情况来看,根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统级数据,截至2022年底,我国新能源汽车保有量为1310万辆,与之对应的充电基础设施累计数量为521万台,车桩比约为2.5∶1。这一比例虽一定程度地缓解了供需矛盾,但距离工信部此前提出的“2025年实现车桩比2:1,2030年实现车桩比1:1”的目标仍有较大差距。
于是,在补能体系仍待完善之际,行业掀起了一场超充技术浪潮。其中,最具看点的当属宁德时代于8月16日发布的全球首款采用磷酸铁锂材料并可实现大规模量产的4C超充电池——神行超充电池。
图片来源:宁德时代
重新定义磷酸铁锂电池,大幅缓解大众补能焦虑
据介绍,神行超充电池可实现“充电10分钟,续航400公里”的超快充速度,并达到700公里以上的续航里程,极大缓解用户补能焦虑,全面开启新能源车的超充时代。
在发布会上,宁德时代首席科学家吴凯表示,电池能量密度的不断突破,使续航问题已基本解决,如今,快速补能成为消费者更加关心的问题。
根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布的《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》,有72%的用户更偏爱120kW及以上大功率充电桩,而且用户比较认可知名度高的充电运营商。此外,电动汽车的平均单次充电时长为49.3分钟,平均单次充电金额为25元。在高速公路充电方面,七成用户认为高速服务区充电排队时间过长。
“宁德时代始终聚焦电化学本质,在材料及材料体系、系统结构等方面全方位持续创新,再次突破磷酸铁锂材料体系的性能边界,开创性地实现超快充、长续航和高安全兼得,持续引领行业技术创新风向。”吴凯说道。
据介绍,在正极提速上,神行超充电池采用超电子网正极技术、充分纳米化的磷酸铁锂正极材料,并搭建超电子网,降低了锂离子脱出阻力,使充电信号快速响应。
在负极材料创新上,神行超充电池采用了宁德时代最新研发的二代快离子环技术,对石墨表面进行改性,增加了锂离子嵌入通道并缩短嵌入距离,为离子传导搭建“高速公路”。同时,神行超充电池使用多梯度分层极片设计,实现快充与续航的完美平衡。
在电解液传导上,宁德时代研发了全新的超高导电解液配方,有效降低电解液粘度,显著提升电导率。此外,宁德时代还优化超薄SEI膜,进一步降低传导阻力。
在锂离子液相传输速率上,宁德时代也改善了隔离膜高孔隙率和低迂曲度孔道,从而改善锂离子液相传输速率。
(宁德时代神行超充电池)
在率先实现4C超充的同时,神行超充电池还通过结构创新、智能算法等方式,兼具长续航、全温域闪电快充和高安全等性能。
据了解,宁德时代在CTP3.0的基础上,开创性地提出一体成组技术,实现了高集成性、高成组效率,使得神行超充电池突破磷酸铁锂性能上限,轻松实现700公里以上长续航。
常温状态下,神行超充电池10分钟可充至80%SOC。同时,宁德时代在系统平台上采用电芯温控技术,低温环境下可以快速加热到最佳工作温度区间,即使在-10℃低温环境下也可实现30分钟充至80%,而且在低温亏电状态下零百加速不衰减。
在确保安全方面,神行超充电池使用了改良的电解液,并配备了高安全涂层隔膜,为电池安全上了“双保险”。此外,宁德时代通过智能算法对全局温场进行管控,打造故障实时检测系统,克服快速补能带来的诸多安全挑战,使神行超充电池具备极致的安全水平。
2023年底实现量产,全面开启超充时代
实际上,在神行超充电池发布之前,已有多家公司纷纷在快充电池领域展开布局。
就宁德时代自身而言,就已发布支持“5分钟热启动,10分钟快充”的麒麟电池;比亚迪海豹车型搭载新一代刀片快充电池,充电15分钟,可行驶300公里;欣旺达的超级快充动力电池产品SFC480充电5分钟,可实现续航200公里。此外,中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能等电池企业均推出了自家的超充电池产品,快速充电产品几乎成为企业的主要竞争领域。
宁德时代神行超充电池:全球首款采用磷酸铁锂材料并可实现大规模量产的4C超充电池
不过相较于上述超/快充电池产品,神行电池的特殊之处在于,其是全球首款采用磷酸铁锂材料并可实现大规模量产的4C超充电池。
吴凯强调称,“动力电池科技的未来,一要面向世界前沿,二要面向经济主战场。当前用户开始从先锋用户转向大众用户,我们要让更多的老百姓使用前沿科技,享受到科技突破的红利。”宁德时代基于在极限制造方面的能力,拥有从技术到产品再到商品的快速转化链条,可推动神行超充电池快速量产。
据宁德时代国内乘用车事业部CTO高焕介绍,神行电池即将在今年底实现量产,搭载神行超充电池的电动车也将在明年一季度上市。
阿维塔11;图片来源:阿维塔
就在该发布会结束后,阿维塔科技宣布将成为首批搭载宁德时代神行超充电池的新能源汽车品牌,至于搭载在哪款车型上,官方目前暂未透露。
除此之外,长安、华为、奇瑞、吉利、长城、广汽等品牌已有意向搭载神行超充电池,这也预示着2024年量产的神行超充电池将搭载在多个品牌车型上。
当下,可以确定的是,超快充技术已成为市场的主流趋势,且这一此前主要应用于新能源中高端车型上的技术,在神行超充电池问世后有了成为标配的可能。
当然,快充本身是一个高度复杂的系统性工程,要实现汽车电动化突破性的进展,仅有低成本、高性能的超充电池还远远不够,尤其是4C超充技术的应用规模不仅由电池决定,更多还取决于车企的车型规划以及充电桩、电网层面的共同努力。
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