不論續(xù)航1000公里的電動(dòng)汽車何時(shí)到來(lái),鋰電池TWh時(shí)代到來(lái)的進(jìn)度如何,可以肯定的是,電動(dòng)汽車時(shí)代與鋰電池TWh時(shí)代終將到來(lái)。迎接電動(dòng)汽車時(shí)代,備戰(zhàn)鋰電池TWh時(shí)代,不僅僅是全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能的競(jìng)賽,更是新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新體系、智造水平、品牌營(yíng)銷、產(chǎn)業(yè)鏈條等多層面的拼殺。

圖片來(lái)源:廣汽埃安官網(wǎng)

圖片來(lái)源/廣汽埃安官網(wǎng)

自鋰電池在動(dòng)力電池領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用以來(lái),就時(shí)不時(shí)有國(guó)內(nèi)外電池初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)或研究機(jī)構(gòu)宣布將研發(fā)目標(biāo)設(shè)定為“實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車一次充電行駛1000公里”。彼時(shí),不管是業(yè)內(nèi)還是業(yè)外,均一笑了之。  

近期,又有多家公司宣布要推出續(xù)航1000公里的電動(dòng)汽車,不同的是,這一次的主角是車企,不僅引起了業(yè)內(nèi)外的廣泛熱議,也攪動(dòng)了資本市場(chǎng),引發(fā)新能源汽車板塊股價(jià)波動(dòng)。 

電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航向1000公里“狂奔”

1月16日,中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高在發(fā)言中表示:“如果某一位說(shuō),它既能跑1000公里,又能幾分鐘充完電,而且還特別地安全,成本還特別低,那大家不要相信,因?yàn)檫@在目前是不可能的。”  

“歐陽(yáng)院士的原話是既能跑1000公里,又能快充,還要便宜,這是不可能的,大家忘了那個(gè)便宜?!睆V汽埃安新能源汽車有限公司總經(jīng)理古惠南于1月17日回應(yīng)稱,“今年1000公里續(xù)航的車肯定要出來(lái),快充也是肯定要出的,8分鐘充滿1000公里,理論上是可以的?!?/p>

1月15日,廣汽埃安官微發(fā)布海報(bào)稱,搭載石墨烯基超級(jí)快充電池的車型8分鐘可充滿80%,NEDC續(xù)航里程1000公里,硅負(fù)極電池將進(jìn)入“月充時(shí)代”,這一全新動(dòng)力電池科技“即將量產(chǎn)搭載,不用等到明年”。受該消息影響,當(dāng)日A股廣汽集團(tuán)尾盤直接拉升至漲停,港股廣汽集團(tuán)亦大漲19.49%。

電池網(wǎng)(微號(hào):mybattery)梳理發(fā)現(xiàn),除了廣汽石墨烯基超級(jí)快充電池,還有蔚來(lái)固態(tài)電池、阿里上汽合資品牌智己汽車搭載動(dòng)力電池都聲稱續(xù)航超過(guò)1000公里。    

1月13日,由上汽集團(tuán)、張江高科和阿里巴巴集團(tuán)共同出資成立的智己汽車,全球首發(fā)兩款量產(chǎn)定型電動(dòng)車。新車將搭載上汽與寧德時(shí)代共同開發(fā)的,首次采用“摻硅補(bǔ)鋰”技術(shù)的電池,單體能量密度達(dá)300Wh/kg,最大續(xù)航里程超1000公里,在NEDC工況下可20萬(wàn)公里零衰減,并稱達(dá)到了“永不自燃最高安全等級(jí)”。全系電池組容量標(biāo)配93kWh,高配車型為115kWh。新車預(yù)計(jì)今年四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付。

1月9日,蔚來(lái)在NIO DAY上重磅發(fā)布了150kWh固態(tài)電池——從固液電解質(zhì)、負(fù)極/正極材料、制造工藝等方面全面創(chuàng)新,突破了原位固化、高性能硅碳負(fù)極、納米級(jí)包覆、超高鎳正極等多項(xiàng)核心技術(shù),可實(shí)現(xiàn)360Wh/kg超高能量密度,最高續(xù)航可達(dá)1000公里以上。該大容量電池將于2022年第四季度交付。該消息引發(fā)11日鋰電隔膜、電解液廠商股價(jià)全線大跌。

此外,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,去年底,特斯拉CEO埃隆·馬斯克在歐洲電池大會(huì)上接受采訪時(shí)表示,特斯拉正努力為包括半卡Semi在內(nèi)的未來(lái)車型研發(fā)可支持621英里(約合1000公里)續(xù)航的電池。

電池網(wǎng)了解到,Model S最強(qiáng)性能版本——特斯拉Model S Plaid原型車目前正在測(cè)試中,報(bào)道稱將能實(shí)現(xiàn)520英里(836公里)以上的續(xù)航里程,預(yù)計(jì)將于2021年底開始交付,但其售價(jià)高達(dá)139990美元,國(guó)內(nèi)售價(jià)預(yù)估為117萬(wàn)元左右。

僅談續(xù)航1000公里沒(méi)有意義

續(xù)航超過(guò)1000公里的電池真的可以實(shí)現(xiàn)嗎?1月18日,中俄新能源材料技術(shù)研究院院長(zhǎng)王慶生告訴電池網(wǎng),整車的技術(shù)不單是電池的技術(shù)還有電機(jī)高效率輕量化技術(shù)、電控智能節(jié)電技術(shù)、車身結(jié)構(gòu)流阻技術(shù)、車身輕量化技術(shù)等等,如果僅就續(xù)航滿足1000公里,這個(gè)數(shù)字之爭(zhēng)其實(shí)沒(méi)有意義,因沒(méi)有說(shuō)明使用的條件和具體參數(shù),例如裝多少電池、行駛工況、整車重量、時(shí)速指標(biāo)等,也沒(méi)有說(shuō)就是依賴電池技術(shù)獲得完成。

在王慶生看來(lái),“超級(jí)快充石墨烯電池,可在8分鐘充滿80%的電量,NEDC續(xù)航超過(guò)了1000公里”這幾個(gè)條件放在一起談存在一些問(wèn)題:“因?yàn)槲覀兌贾朗┎牧咸攸c(diǎn),加入石墨烯是在一定程度上可以提高和改善電池大倍率充放電性能(據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證最高不過(guò)15% 左右的效率提升,且成本升高),但并不提高電池的儲(chǔ)能效率,另外如果8分鐘可充滿電池80%電量(實(shí)際充滿80%非顯示所達(dá)到)因?yàn)榇蠹叶贾溃凑?C/h 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)那么8分鐘就等于7.5C倍率的電流,因?yàn)檫@里沒(méi)有詳細(xì)指標(biāo)只能按照理想值去設(shè)想一下;如果滿足1000公里續(xù)航,則按150kw(按高電壓800V設(shè)計(jì),這樣電流盡可能?。?,那么電池容量也在187.5Ah,如按上述充電時(shí)間計(jì)那么就是7.5C電流即1406A ,那么大家可以分析一下;按照國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)電流超過(guò)500A的電工配件需要那個(gè)檔次的,成本需要數(shù)倍增加,另外耐受1000A+ 這個(gè)電流的電纜、觸頭以及電池集流體的設(shè)計(jì)要用何種材料呢?鉑金、黃金、還是白銀?或者多大的截面積(前提是電池活性材料和結(jié)構(gòu)是能夠耐受這個(gè)電流密度的)才能滿足這個(gè)電流下的應(yīng)用,且能量是守恒的阻抗產(chǎn)生的熱(物理產(chǎn)熱+化學(xué)產(chǎn)熱)到哪去消耗呢?如果按500A電流以下設(shè)計(jì)那么電池容量就只有67Ah(800V),不知如何理解和實(shí)現(xiàn)NEDC(新歐盟駕駛循環(huán)測(cè)試非實(shí)際工況)續(xù)航1000公里是否更有意義?再有我們國(guó)家的電網(wǎng)設(shè)計(jì)其實(shí)也不準(zhǔn)許這樣的電流沖擊,一臺(tái)車,要是十臺(tái)百臺(tái)呢?看來(lái)必須是專線和專網(wǎng)了,故還是要科學(xué)分析和面對(duì)問(wèn)題?!?/p>

單純地講續(xù)航里程1000公里沒(méi)有意義,因?yàn)檫@個(gè)可以靠堆更多的電池來(lái)實(shí)現(xiàn),而真正有意義的1000公里的續(xù)航應(yīng)該是在電池重量及體積不大幅增加的情況下來(lái)實(shí)現(xiàn)1000公里的續(xù)航。那么這個(gè)就需要靠提高電池系統(tǒng)的能量密度和降低電動(dòng)汽車的百公里電耗這個(gè)指標(biāo)。”伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理、中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)吳輝在與電池網(wǎng)交流時(shí)也表示,“從技術(shù)來(lái)講,還是需要依靠高能量密度的電池產(chǎn)品才有可能實(shí)現(xiàn)有意義的1000公里續(xù)航里程?!?/p>

古惠南也坦言,如果8分鐘要充電1000公里的話,需要建設(shè)高功率的快充樁,技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn),只是成本高,廣汽埃安會(huì)按節(jié)奏來(lái)推廣。

“何時(shí)可以實(shí)現(xiàn)和那種技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航,這個(gè)問(wèn)題需要綜合考慮。”王慶生補(bǔ)充說(shuō),從1000公里續(xù)航逆推影響續(xù)航的因素:整車重量消耗的功率、車體流阻消耗的功率、電機(jī)功率、輔材能耗功率、輔助功能消耗功率(空調(diào)等)、實(shí)際工況環(huán)境增耗等,還要設(shè)計(jì)預(yù)留SOC%和熱場(chǎng)耗能比,最終才是電池的有效功率設(shè)計(jì)(實(shí)際需求容量按理想標(biāo)準(zhǔn)計(jì)的,還沒(méi)有考慮電池離散性造成的容量降低)??茖W(xué)合理地去設(shè)計(jì)電動(dòng)車以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航,要求新能源車的工程師考慮更多的邊界條件因素,以此來(lái)完成整車的拓?fù)湓O(shè)計(jì)。比如,按目前的電池材料和工藝技術(shù)水平,需結(jié)合整車的設(shè)計(jì)及材料的應(yīng)用,電機(jī)電控的選擇,實(shí)際的應(yīng)用性能與價(jià)格等整體綜合因素來(lái)考慮整車器件的匹配,以保障新能源汽車的使用性能,也可配以多途徑(快速補(bǔ)電換電)技術(shù)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)的續(xù)航里程,即為好的產(chǎn)品,而非完成一個(gè)指定指標(biāo)而已。 

僅就電池設(shè)計(jì)而言,王慶生認(rèn)為,首先要考慮的是電池安全性、然后是功能性的實(shí)現(xiàn)、最后才是能量密度最大限度的提升;這里電池的設(shè)計(jì)要考慮的因素很多,如采用何種體系設(shè)計(jì)電池,要考慮電池倍率性能設(shè)計(jì)合理的集流體結(jié)構(gòu),要考慮電池正負(fù)極活性材料的粒度與比表面積的設(shè)計(jì),既要盡可能地降低真實(shí)電流密度提高大倍率性能又要控制鋰離子過(guò)量的消耗,還要具有工藝的可實(shí)施性合理的壓實(shí)密度,要考慮材料雜質(zhì)的影響又要考慮材料相容性的匹配等,要實(shí)現(xiàn)高安全、高能量、高倍率需要系統(tǒng)地從電池的體系、材料、結(jié)構(gòu)、工藝、應(yīng)用逐一分析解決與控制。

吳輝認(rèn)為,高能量密度量產(chǎn)目前主要依靠的是高鎳材料來(lái)實(shí)現(xiàn),但面臨著安全性、成本和循環(huán)壽命的問(wèn)題。而電池是要追求能量密度、安全、成本和循環(huán)性能的各種指標(biāo)的平衡。要解決這些問(wèn)題,就要提高其安全性,比如采用全固態(tài)電池,采用更安全的PACK方式,而為了降低成本,則需要規(guī)?;纳a(chǎn)能力來(lái)降低制造成本,需要提高能量密度、利用電池回收等循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念來(lái)降低原材料采購(gòu)成本等。  

TWh時(shí)代車企欲重掌話語(yǔ)權(quán)

業(yè)內(nèi)人士指出,車企急于發(fā)布超長(zhǎng)續(xù)航里程產(chǎn)品以及高能量密度電池技術(shù),或許是為了重掌話語(yǔ)權(quán)。我們知道,在燃油車領(lǐng)域,車企掌握了絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)。而在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,動(dòng)力電池作為新能源汽車最核心、價(jià)值量最大的零部件,擁有高端動(dòng)力電池產(chǎn)能的頭部企業(yè),呈現(xiàn)出較強(qiáng)的話語(yǔ)權(quán)。

“雖然廣汽石墨烯基超級(jí)快充電池、蔚來(lái)固態(tài)電池等概念或者技術(shù)是車企發(fā)布出來(lái)的,但是我認(rèn)為車企發(fā)布的只是結(jié)果,也就是他期望或者預(yù)計(jì)將要達(dá)到的電池的性能指標(biāo)或者效果,但是真正要實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù),還是得靠電池企業(yè)來(lái)完成。所以推動(dòng)電池技術(shù)真正進(jìn)步的還是電池行業(yè)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu),車企更多的是從應(yīng)用的層面來(lái)提出要求?!眳禽x表示。

無(wú)論是固態(tài)電池、石墨烯電池,還是摻硅補(bǔ)鋰、快速充電技術(shù),這些產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)布和應(yīng)用,都是要以時(shí)間和實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)來(lái)驗(yàn)證的,車企的目的我們且不去說(shuō),技術(shù)的進(jìn)步是必然的。”王慶生分析稱,未來(lái)鋰電池的發(fā)展肯定是不斷前行的,高能正極材料的問(wèn)世、新型體系技術(shù)的應(yīng)用,離子液體的出現(xiàn),固態(tài)電池問(wèn)題的解決,屆時(shí)會(huì)百花齊放,百家爭(zhēng)鳴,但滿足動(dòng)力電池應(yīng)用的技術(shù)指標(biāo)是一致的,高安全性、高功能性、高能量密度、低廉成本是新能源車所期盼的。但不用車企倒逼,電池企業(yè)自身也需要不斷地完善推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。

“近期此起彼伏的高調(diào)報(bào)道,暴露了車企的心態(tài)也說(shuō)明了電池企業(yè)的問(wèn)題,目前我國(guó)行業(yè)內(nèi)缺乏一個(gè)系統(tǒng)的完整體系技術(shù)的牽頭部門,造車的不懂電池、做電池的不懂材料,做材料的不懂應(yīng)用,致使我們的技術(shù)不能有效貫通,有效的技術(shù)不能合理應(yīng)用,都是盲人摸象且閉門造車固步自封,缺少開放和交流。”王慶生呼吁:國(guó)家或行業(yè)需迅速組織建立起產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟組織,從技術(shù)和產(chǎn)品層面上進(jìn)行整體規(guī)劃,有序發(fā)展,推動(dòng)和保障我國(guó)的新能源產(chǎn)業(yè)能夠真正地屹立于世界之林。

此外,近期,“備戰(zhàn)鋰電池TWh時(shí)代”頻繁被提及。

1月16日,寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)曾毓群表示,未來(lái)5年,鋰產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)將迎來(lái)井噴期,快速進(jìn)入TWh時(shí)代。

1月13日,韓國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)SNE Research公布了2020年全球動(dòng)力電池市場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù),2020年全球動(dòng)力電池在電動(dòng)車上的裝機(jī)量達(dá)137GWh,同比增長(zhǎng)17%。SNE Research還預(yù)計(jì),2025年動(dòng)力電池在電動(dòng)車上的裝機(jī)量將達(dá)到1163GWh,2030年則為2963GWh;而動(dòng)力電池出貨量預(yù)計(jì)將在2025年達(dá)到1400GWh,2030年達(dá)3500GWh。

吳輝認(rèn)為,這一數(shù)據(jù)相對(duì)樂(lè)觀,“算上小型電池、動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池在內(nèi),我們預(yù)計(jì)在2025年全球鋰電池的需求量將達(dá)到或者超過(guò)1TWh?!?/p>

結(jié)語(yǔ):不論電池續(xù)航1000公里的電動(dòng)汽車何時(shí)到來(lái),還是鋰電池TWh時(shí)代到來(lái)的進(jìn)度如何,但可以肯定的是,電動(dòng)汽車時(shí)代與鋰電池TWh時(shí)代終將到來(lái)。迎接電動(dòng)汽車時(shí)代,備戰(zhàn)鋰電池TWh時(shí)代,不僅僅是全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能的競(jìng)賽,更是新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新體系、智造水平、品牌營(yíng)銷、產(chǎn)業(yè)鏈條等多層面的拼殺,“資金、技術(shù)、人才、品牌、渠道、供應(yīng)鏈,這是一場(chǎng)綜合實(shí)力和持續(xù)耐力的角逐,機(jī)會(huì)永遠(yuǎn)屬于那些有準(zhǔn)備且有實(shí)力的人!在新能源的賽道上,我們需要的不是百米沖刺、曇花一現(xiàn),而是馬拉松!”中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長(zhǎng)、電池百人會(huì)理事長(zhǎng)于清教表示。

[責(zé)任編輯:張倩]

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