在對新技術(shù)的追逐上，新能源車企顯示出比動力電池企業(yè)更高的積極性，希望借此在品牌和市場營銷上擁有更多的發(fā)揮空間。不過，五花八門的新電池將續(xù)航里程鎖定在1000公里，引發(fā)了業(yè)內(nèi)對其量產(chǎn)能力的質(zhì)疑。由此，也引發(fā)行業(yè)思考——未來動力電池究竟長啥樣?
拼搶賽道 新技術(shù)落地仍需時(shí)日
作為電動汽車的“心臟”，動力電池性能直接影響車況。
日前，蔚來發(fā)布首款150kWh固態(tài)電池，宣布可實(shí)現(xiàn)360Wh/kg超高能量密度，搭載該電池的蔚來eT7轎車?yán)m(xù)航里程將超過1000公里。但鑒于固態(tài)電池的技術(shù)難度和高成本等原因，消息一經(jīng)發(fā)布，便引發(fā)“固態(tài)電池能否提前量產(chǎn)”的熱議。蔚來官方澄清，稱2022年量產(chǎn)的固態(tài)電池，確切來說是“半固態(tài)電池”，其內(nèi)部仍帶有少量液態(tài)電解質(zhì)。
隨后智己汽車發(fā)布消息，稱即將上市的新車最高可支持近1000公里的續(xù)航，該車高配選用115kWh電池，搭載摻硅補(bǔ)鋰技術(shù)，并可做到20萬公里零衰減，永不自燃，一時(shí)間賺足了噱頭。
緊接著，廣汽埃安在官方微博上宣布石墨烯基電池即將量產(chǎn)，“搭載石墨烯基超級快充電池的車型8分鐘可充滿80%，續(xù)航里程達(dá)1000公里”。
新電池接二連三的發(fā)布，但落地都需要一定時(shí)間，業(yè)內(nèi)不乏質(zhì)疑之聲。
“既能跑1000公里，又能幾分鐘內(nèi)充完電，而且還特別安全，成本還非常低，大家不用相信，因?yàn)檫@是不可能的。”中國科學(xué)院院士歐陽明高近日在中國電動車百人會論壇上的發(fā)言，將矛頭指向了宣傳勢頭兇猛的新電池，一石激起千層浪。
面對質(zhì)疑，廣汽埃安總經(jīng)理古惠南回應(yīng)：“如果一款電池的性能指標(biāo)都達(dá)到了，那這款電池就已經(jīng)是非常完美的技術(shù)了，顯然現(xiàn)階段還不現(xiàn)實(shí)。”言下之意，廣汽埃安發(fā)布的石墨烯基超級快充電池和長續(xù)航硅負(fù)極電池是兩種不同的技術(shù)，分別解決電動汽車“充電速度慢”和“續(xù)航里程短”兩大痛點(diǎn)。
“在三元鋰電池的基礎(chǔ)上增加1%—2%的石墨烯正負(fù)極材料，可大幅提升電池充電效率和散熱性能。”廣汽方面同時(shí)坦言，新技術(shù)落地應(yīng)用不僅是電池問題，也跟充電樁的功率、變壓器能力相關(guān)，大功率充電設(shè)備是當(dāng)前石墨烯基電池商業(yè)推廣的瓶頸。
“破壁”機(jī)遇浮現(xiàn) 提升能量密度與安全性并重
行業(yè)對新技術(shù)的強(qiáng)烈反應(yīng)，也表明了電動汽車對動力電池高安全性、高續(xù)航能力的迫切需求。
那么，未來哪種電池能滿足市場需求?目前，動力電池多為鋰離子電池，以磷酸鐵鋰、三元或者鈷酸鋰作為正極，石墨作為負(fù)極，液體電解質(zhì)，提升性能無非在材料和系統(tǒng)創(chuàng)新方面下功夫。寧波容百新能源科技公司總裁助理佘圣賢認(rèn)為，在保證安全條件下，高鎳正極依舊是未來方向。2025年之前，隨著高鎳材料的大規(guī)模生產(chǎn)、制造成本的降低，高鎳三元電池的價(jià)格會迅速接近于磷酸鐵鋰，同時(shí)目前運(yùn)用于磷酸鐵鋰的模組技術(shù)也會運(yùn)用于三元電池;到2030年，隨著三元電池有價(jià)金屬的回收，其全生命周期成本會比磷酸鐵鋰更有競爭力。
“三元電池減鈷加鎳，磷酸鐵鋰之后發(fā)展鎳錳酸鋰。”在中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰看來，未來動力電池的重點(diǎn)是提升電池能量密度，并穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)。
不過，當(dāng)前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)達(dá)到300Wh/kg，達(dá)到了液態(tài)鋰離子電池的極限。中國工程院院士陳立泉建議發(fā)展固態(tài)電池，并逐漸過渡到全固態(tài)鋰電池。
黃學(xué)杰同樣認(rèn)為，全固態(tài)鋰電池是革命性技術(shù)，未來10年是發(fā)展的破壁期。在此基礎(chǔ)上，動力電池將擺脫對過渡金屬的依賴，制造方法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化。
佘圣賢表示，目前，高鎳三元材料在整個(gè)三元材料中的滲透率只有20%，隨著新技術(shù)，尤其是固態(tài)電池的發(fā)展，到2025年后其滲透率將達(dá)到60%以上。
“安全是永恒的主題。不要指望換一種新電池，解決所有問題。”歐陽明高同時(shí)提醒，動力電池的安全問題還沒有得到根本解決，要從材料層次設(shè)計(jì)、單體電池?zé)崧优c熱管理方面著手，同時(shí)還要通過電池智能管理與充電控制系統(tǒng)進(jìn)行熱失控提前預(yù)警，這是整車企業(yè)必須掌握的核心技術(shù)。
鈉、鋰路線“兩手抓” 尋求整車技術(shù)創(chuàng)新
“雖然1000公里的續(xù)航不是我們追求的主要目標(biāo)，但電動汽車的能量需求還是要上升的。”歐陽明高指出，電池材料創(chuàng)新是厚積薄發(fā)的過程，要平衡比能量、壽命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指標(biāo)，需要長期努力。
在陳立泉看來，行業(yè)在發(fā)展固態(tài)鋰電池的同時(shí)，也要發(fā)展鈉離子固態(tài)電池，要堅(jiān)持“兩手抓”。“如果全世界的汽車都采用鋰離子電池，容量根本不夠。我們一定要考慮新一代電池，鈉離子電池是首選。”
“以價(jià)格最便宜的磷酸鐵鋰電池為參考，其原材料成本為0.34元/Wh，而鈉離子電池的原材料成本為0.26元/Wh，價(jià)格較為便宜。今年1月，碳酸鋰電池的價(jià)格為54000元/噸，比去年上漲了12000元/噸。估計(jì)未來碳酸鋰的價(jià)格還會繼續(xù)上漲。這是發(fā)展鈉離子電池的一個(gè)重要原因。”陳立泉認(rèn)為，目前軟包裝的鈉離子電池能量密度已達(dá)145Wh/kg，且低高溫性能較好。
除了動力電池本身，整車的技術(shù)創(chuàng)新也是新能源汽車性能優(yōu)化的方向。歐陽明高認(rèn)為，純電動汽車的環(huán)境適應(yīng)技術(shù)需求十分迫切，熱泵空調(diào)、電機(jī)加熱等電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)效能，面向冬季工況的動力系統(tǒng)廢能綜合利用，以及充電場景下電插槍保溫和脈沖加熱等都需要改進(jìn)和創(chuàng)新。
(作者：盧奇秀)
