寧德時(shí)代新電池,10分鐘充280km,增程車要降價(jià)了?
路咖汽車 | 10-25
19973
6個(gè)月前買的增程車,現(xiàn)在就“過時(shí)”了?在今年10月24日之前,帶有寧德時(shí)代神行電池的增程車,基本已經(jīng)解決了充電慢、饋電油耗高的固有問題,不過在這之后,摻有鈉離子的驍遙電池,更能適應(yīng)極寒地區(qū)的用車場(chǎng)景,從官方給出的數(shù)據(jù)看,新電池的低溫工作環(huán)境,從之前的零下25度拉到了零下40度,快充速度和放電性能還沒有打折,充滿純電續(xù)航400公里,10分鐘充280公里,這意味著,用上這塊電池的增程車,在最冷的漠河也能正常開。
最讓我們更關(guān)心的是,繼首搭第一代鈉電池的奇瑞iCAR 03之后,寧德時(shí)代的“鈉電池”又一次出現(xiàn)在乘用車領(lǐng)域,這就產(chǎn)生了兩個(gè)疑點(diǎn),一個(gè)是,除了在低溫環(huán)境的耐受能力加強(qiáng)之外,新發(fā)布的驍遙電池充電倍率還是和神行電池一樣,處于4C級(jí),也就是說,若不考慮極端用車環(huán)境,之前那塊神行電池基本就已經(jīng)夠用了,為什么還要摻入鈉離子?難道,這塊電池是想把增程車的價(jià)格,給打下來?
鋰鈉混搭適應(yīng)低溫,三年內(nèi)看不到增程新技術(shù)?
需要明確的是,寧德時(shí)代新發(fā)布的驍遙電池,是增混車型(串聯(lián)式插電混合動(dòng)力車型,即增程式)專用的電池,而之前的神行電池,純電車和增程車都能用,兩套電池的材料都是以磷酸鐵鋰為主,而之所以驍遙電池能做到更低的適應(yīng)溫度,無外乎是調(diào)整了正負(fù)極材料配方、改良了電解液、加快鋰離子的嵌入速度,增大隔膜孔隙率,優(yōu)化BMS,整套技術(shù)邏輯和之前的神行電池沒有太大變化。
不同的是,驍遙電池在電池的結(jié)構(gòu)上,把鈉電池和鋰電池,按照一定比例和排列集成在了一個(gè)電池包內(nèi),要知道,鈉離子和鋰離子化學(xué)特性不同,低溫耐受度顯然不一樣,生命周期內(nèi)的自放電能力自然不同,直流內(nèi)阻增長(zhǎng)也是肯定會(huì)出現(xiàn)的,電芯的一致性也有不小的挑戰(zhàn),不過這可以從原材料的制造工藝上去解決,難點(diǎn)其實(shí)是在BMS上,畢竟要根據(jù)不同材料的屬性進(jìn)行分區(qū)針對(duì)性管理,所以做到高倍率充放電,就得需要更精確的SOC監(jiān)測(cè)才行,而鈉離子的原子質(zhì)量要比鋰離子大3.3倍,而原子質(zhì)量越小,能量密度越高,所以就可以用鈉離子來輔助標(biāo)定鋰離子電池的電量,一方面能夠讓整個(gè)系統(tǒng)的控制精度得到保證,另一方面也就更容易讓BMS做到分區(qū)管理了。
解決完鈉鋰“混搭”電池包的BMS,接下來還是得對(duì)材料、電解液這些常規(guī)項(xiàng)目做適配性優(yōu)化,因?yàn)殇囯x子的金屬性比鈉離子強(qiáng),所以更容易從正極脫離,為了加快脫離的速度,就可以用上一定量的金屬摻雜物加快導(dǎo)電性,從正極自由后鋰離子會(huì)集體沖向負(fù)極,縮短這個(gè)過程相當(dāng)關(guān)鍵,所以新電池也用上了全新的電解液配方,目的就是降低粘度增加鋰離子脫溶劑化能力,這相當(dāng)于給鋰離子“松綁”,但是鋰離子的脫嵌速度和能量密度之間存在矛盾,想達(dá)到更快的脫嵌速度,能量密度不能太高,解決的辦法也有,就是把極片做成多梯度分層設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單說就是上層孔隙率高,下層是高壓實(shí)機(jī)構(gòu),最終來到石墨負(fù)極完成嵌入。所以,這次的驍遙電池在結(jié)構(gòu)上,就和神行電池不同,正是由于質(zhì)量和半徑更大的鈉離子電池加入,混合后電池活性比純磷酸鐵鋰更低,耐寒能力才得以提升,效果便是之前提到的那樣,低溫環(huán)境從零下25度提升到了零下40度,站到車主的角度看,以后即便是開車去極寒的漠河,也能像在溫暖的南方一樣正常充電和用車。
今年4月25日神行電池發(fā)布,10月24日驍遙電池又來了,剛滿6個(gè)月業(yè)內(nèi)就快速出現(xiàn)了兩款適用于增程車的專用電池,而相比之下的增程器技術(shù),迭代就沒那么快了,除了現(xiàn)階段受到增程車企認(rèn)可的窄長(zhǎng)型缸體、小缸徑、更極限關(guān)閉進(jìn)氣門、以及500Bar高壓直噴等技術(shù)之外,再有的“獨(dú)創(chuàng)技術(shù)”則寥寥無幾,阿維塔在今年下半年才發(fā)布了停機(jī)活塞主動(dòng)控制和電子機(jī)油供給系統(tǒng),不過接下來還有小米、智己、奇瑞等汽車品牌入局,是否會(huì)拿出全新的技術(shù),就需要等待官方的更多信息了。但是從阿維塔副總裁雍軍看來,現(xiàn)階段的增程器技術(shù)基本已經(jīng)到了上限,能改變的不外乎是更大的缸徑行程比、更高的高壓直噴壓力,除此之外有歷史性突破的新技術(shù)落地,可能在三年內(nèi)都看不到,如此一來,我們也就能推測(cè)一波結(jié)論了,當(dāng)增程器長(zhǎng)期內(nèi)都沒有新技術(shù)時(shí),增程車對(duì)比插混或傳統(tǒng)油車的優(yōu)勢(shì)之一,就只剩下大電池了,由此也就又引出了新的思考,當(dāng)市面上出現(xiàn)越來越多的增程+高倍率大電池(尤其是鈉鋰電池)組合后,整車制造成本大概率會(huì)出現(xiàn)一定的下探空間,價(jià)格會(huì)不會(huì)有驚喜?
鈉電池不會(huì)取代鋰電池,但可以放大成本優(yōu)勢(shì)
在乘用車領(lǐng)域,一般常見的只有三元鋰和磷酸鐵鋰,從本質(zhì)上講,這兩類電池都算是鋰電池,通過寧德時(shí)代最新發(fā)布的鈉鋰混合電池看,未來有沒有可能,鋰電池被鈉電池徹底取代?答案是壓根不可能。電池技術(shù)發(fā)展至今,之所以最終會(huì)選擇鋰,而沒有選擇氫、鎳、錳、鈹、鈉、鎂、鋁等等,最根本的原因,就是在氫和氦之后,金屬元素排在第一的只有鋰,也就是說,在所有的金屬元素之中,只有鋰的原子質(zhì)量最小,最有潛力造出高能量密度的動(dòng)力電池,按照元素的化學(xué)特性,原子質(zhì)量越大的元素,金屬性就越強(qiáng),釋放電子的能力就越困難。
所以可行的辦法,始終都是將鋰作為主要材料,再不斷在摻入各類元素尋找最合適的方案,比如曾經(jīng)能量密度高達(dá)300Wh/kg的NCM 811電池,同樣是以鋰電池作為基礎(chǔ),在正極材料中摻入了80%鎳、各10%的鈷和錳,但是由于鎳的含量較高,熱穩(wěn)定性不如中低含量鎳的三元鋰電池,所以熱失控風(fēng)險(xiǎn)和循環(huán)壽命都是不如523型和622型,另外,高鎳三元材料的技術(shù)門檻較高,對(duì)制備、制造工藝以及生產(chǎn)環(huán)境的要求遠(yuǎn)高于常規(guī)三元鋰,所對(duì)應(yīng)的成本不適用于售價(jià)中低端車型,因此這也是NCM811電池僅僅面市不到兩年就退出舞臺(tái)的原因了。
那為什么在三元鋰和磷酸鐵鋰已作為成熟技術(shù)后,還要再放大研發(fā)難度,開發(fā)鈉離子鋰電池呢?其中最大的原因,還是在成本上面。根據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國是全球最大的鋰消費(fèi)國,鋰消費(fèi)占全球54%,其中鋰礦上游原料的近七成依賴進(jìn)口,再梳理一遍近五年原材料價(jià)格,2020年12月,碳酸鋰含稅每噸5萬元左右,2022年3月份暴漲90%,達(dá)到了50萬元/噸,2023年1月達(dá)到峰值51萬元,截止到2024上半年,最高價(jià)格12.5萬元/噸,而對(duì)比相同時(shí)期下的電池級(jí)鈉碳,每噸價(jià)格基本不超過10萬元,最新的數(shù)據(jù)是9.54萬元,對(duì)比之下顯然是鈉碳更有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
另外在車規(guī)級(jí)電池制造過程中,由于鈉離子的半徑較大,容易破壞石墨的結(jié)構(gòu),所以石墨一般較難作為鈉電池負(fù)極的材料,更多的可以是由碳基材料、鈦基材料、有機(jī)材料來代替,甚至在正極的材料上,鈉電池也可以用上更廉價(jià)的金屬,比如鐵、錳、鎳等,做成鈉鎳氧化物、鈉錳氧化物、鈉鐵氧化物,總之,鈉電池從原材料就能做到降本,根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),鈉電池最終的造價(jià)成本完全可以做到比鋰電池低三到四成,這對(duì)于無論是純電還是增程車來說,在大電池的需求趨勢(shì)下,成本固然會(huì)進(jìn)一步降低。
當(dāng)然了,相比起鋰電池,鈉電池的天然劣勢(shì)是效率低、壽命短、放電快,所以針對(duì)現(xiàn)階段對(duì)動(dòng)力電池的需求看,鈉鋰混合電池確實(shí)是一個(gè)發(fā)展方向,這也就意味著,這類電池的成本必然比三元鋰甚至磷酸鐵鋰更低,所對(duì)應(yīng)的新能源車型,未來的價(jià)格則有極大的可能會(huì)集體走低,總結(jié)下來就是,當(dāng)奇瑞、智己、阿維塔、哪吒等30多家車企用上驍遙電池之后,價(jià)格可能會(huì)比現(xiàn)在的增程車有優(yōu)勢(shì),考慮增程的用戶,不妨再等一等。