[汽車之家 行業(yè)] 我國新能源汽車的發(fā)展速度,早已超出了人們的預(yù)期,。2017年《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中提到,我國新能源汽車市場將在2025年實現(xiàn)銷量占總銷量的比例達到20%以上,。但若以去年的發(fā)展數(shù)據(jù)來看,上述目標已經(jīng)提前3年實現(xiàn),。今年1-7月,,新能源汽車市場占有率進一步達到29%,甚至在某些月份一度超越30%大關(guān),。
成績固然明顯,但新能源汽車市場在發(fā)展的同時也暴露出一些隱憂,,比如純電動車型增速放緩,增長動力變?nèi)醯�,。而站在這一現(xiàn)象背后的,,則是電動汽車老生常談的話題——焦慮,。不管是里程焦慮還是補能焦慮,都在一定程度上限制了新能源,,尤其是純電動汽車的進一步發(fā)展。而為了讓新能源汽車邁向主流,,業(yè)界也在不斷探索超充,、換電等補能手段,,希望能打消用戶焦慮。但往往容易被人忽略的是,,動力電池才是這場“焦慮革命”的重中之重,。
8月16日,,寧德時代發(fā)布全球首款采用磷酸鐵鋰材料并可實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的4C超充電池——神行超充電池,實現(xiàn)了“充電10分鐘,,續(xù)航400公里”的超快充速度,,并達到700公里以上的續(xù)航里程,,極大緩解用戶補能焦慮,全面開啟新能源車的超充時代,。而這,,似乎才是促使新能源車真正和燃油車搶奪市場,,破除發(fā)展體量門檻的基石所在,。
成績與挑戰(zhàn)
在2023年7月3日當天,隨著某品牌車型下線,,中國汽車工業(yè)歷史上的一座里程碑也正式誕生——中國新能源汽車產(chǎn)量達成2000萬輛。從1992年第一輛新能源汽車下線開始到2000萬輛累計產(chǎn)量達成,,中國只用了31年時間,成績無疑是輝煌的,。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù),2023年1-7月,,我國新能源汽車國內(nèi)銷量達到389萬輛,同比增長32.5%,。在如今的市場環(huán)境中還能取得兩位數(shù)增長,,新能源汽車市場的活力也無疑是值得肯定的。
相對于傳統(tǒng)燃油車,,電動汽車的確有不少優(yōu)勢,例如性能好,、靜謐性強,、出行成本低等,。但不可否認的是,在其發(fā)展過程中,,還有不少挑戰(zhàn)需要面對,。單就用戶而言,補能一直是他們選擇電動汽車的一大顧慮,,畢竟誰也不想在旅途中把時間都浪費在充電上。
為了解決用戶補能上的焦慮,,充電基礎(chǔ)設(shè)施進入爆發(fā)式增長階段。但一個明顯的事實是,,盡管充電樁增多了,,但用戶的“充電焦慮”依然沒有得到徹底解決,。這其中涉及到多方面問題,,例如公共充電設(shè)施量不足且分布不均,,尤其高速充電場景下用戶充電焦慮嚴重,高速充電樁量在全國公共充電樁總量占比不足2%,。
汽車之家研究院對此進行過專門的調(diào)研。數(shù)據(jù)顯示,,用戶對于排隊充電的容忍度很低,,超6成用戶只要遇到排隊就會另尋其他站點,,3成用戶會選擇排隊3輛車以內(nèi)繼續(xù)排隊。
另外,,超5成用戶對“充電時長”的不滿意點為充電時間長,期望完善快充充電樁布局來緩解目前充電慢的困擾,。調(diào)研還顯示,換電用戶中仍然有超70%的用戶期望使用快充改善補能焦慮,,換電體驗仍待提高,。
為應(yīng)對以上挑戰(zhàn),,更多的車企、供應(yīng)鏈企業(yè)開始在超充技術(shù)上狠下功夫,,超充能力成為各大的車企的主要宣傳點,同時也成為衡量車輛性能的關(guān)鍵指標,�,?梢韵胂�,,超充普及之后,市場無疑會迎來巨變,。最顯而易見的是在用戶端,補能焦慮將大幅緩解,,同時可以有效促進電動汽車的推廣,。
超充普及,市場迎來巨變,?
在產(chǎn)品側(cè),超充的誕生也給續(xù)航軍備競賽吹響了中場休息哨聲,。眾所周知,,動力電池作為新能源汽車的心臟,,占整車的成本比例頗高。而有了超充的存在,,車企可以把更多的精力放在產(chǎn)品定義的其他方面,而不是簡單粗暴地在電池容量,、續(xù)航方面進行加碼。
與此同時,,因為“補能焦慮”的存在,,近兩年新能源汽車市場也呈現(xiàn)出另一種形態(tài),,純電動車市場的增速在放緩,混動市場卻迎來快速發(fā)展期,。據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示,,今年上半年,,純電動車零售量為209萬輛,同比增長9.8%,,PHEV(插電混動)零售量近百萬同比增長97.9%。
“混動最終會把純?nèi)加吞娲�,,未來主要是以純電和混動為主(氫燃料先不談),。在發(fā)展過程中,,混動與純電至少是一半對一半,畢竟中國還有一些地方對續(xù)航以及冬季電池衰減等有所考慮,,混動包括插混,、增程都還有很好的市場�,!痹S海東曾對汽車之家表示。
談到純電與混動的競爭,,他認為,新能源本身還處于發(fā)展當中,,如果純電技術(shù)能夠解決目前用戶的焦慮,能夠比較好地解決續(xù)航和充電時間,,那對混動市場就是一種擠壓,。換句話說,,在市場競爭方面,純電與插混必有一戰(zhàn),,在超充的加持下,更經(jīng)濟,、更環(huán)保的優(yōu)勢將為純電帶來強大競爭力,。
『CTP3.0麒麟電池』
顯然,,解決純電動發(fā)展瓶頸和痛點的關(guān)鍵是超充,也正是基于超充技術(shù)的推廣,,“4C超充”這個詞匯開始在業(yè)內(nèi)普及,。xC充電是電池充電速度的標準,。xC中的數(shù)字代表在1個小時內(nèi),電池可以充滿的次數(shù),,例如4C就代表電池在1小時內(nèi)可充滿4次,,即15分鐘充滿一次,。其實在去年,寧德時代就已經(jīng)推出了具備4C超充和1000公里長續(xù)航能力的CTP3.0麒麟電池。只可惜其4C超充能力在當時只能基于三元材料實現(xiàn),,性能固然強大,,但相比于磷酸鐵鋰,,三元材料在成本上不占優(yōu)勢,相對不利于在大眾化汽車市場中普及,。
而本次寧德時代發(fā)布的神行超充電池則是全球首個在磷酸鐵鋰上做到4C超充的電池,,其設(shè)計理念則是做人人可享,、車車可用的電池。不沉浸于虛無的數(shù)字競賽,,而是每位消費者帶來真實的電動出行體驗的升級,。這款電池帶來的革新性主要有以下幾點:
首先就是性能,。除了前文提到的“4C”屬性之外,神行超充電池具備“全溫域閃電快充”能力,,即使在-10℃低溫環(huán)境下,實現(xiàn)30分鐘充至80%,,真正意義上實現(xiàn)“低溫如常溫“。而這點在曾經(jīng)被詬病耐低溫性差的磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域無疑是個巨大突破,。與此同時,,在整包結(jié)構(gòu)上,,神行超充電池在CTP3.0取消橫縱梁、端板的基礎(chǔ)上,,開創(chuàng)性的提出一體成組技術(shù),,強化了電芯和箱體連接界面,,保證了整包結(jié)構(gòu)強度,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的再次突破,。在保持優(yōu)秀的機械性能之下,,最大化發(fā)揮整包空間利用率,,續(xù)航里程達到700km以上。
其次就是安全,。電池的快充,,其本質(zhì)是要在短時間內(nèi)實現(xiàn)鋰離子從正極到負極的移動,。但在快速移動的過程中,假設(shè)負極因為嵌鋰空間不足,、鋰離子遷移阻力過大等原因?qū)е虏荒芸焖俳邮茕囯x子,則會在負極表面形成銀白色的鋰單質(zhì),,這也就是所謂的析鋰,,會最終導(dǎo)致容量衰減快,,以及產(chǎn)生安全問題。
而寧德時代是從六個方面解決析鋰問題的,。第一,、神行超充電池對石墨原料進行了改進,,讓鋰離子運行通道“條條都是捷徑”,快速的嵌入負極,。通過原料改進技術(shù)實現(xiàn)各項同性原料和各向異性有機搭配,,增加鋰離子嵌入通道并縮短嵌入距離,。顆粒形貌設(shè)計和級配技術(shù)增加了材料表面接觸點,降低了離子通道孔道曲折度,。
第二,,神行超充電池就像在石墨表面與內(nèi)部打造出高速公路網(wǎng),從單車道變?yōu)?60條高速路,,使鋰離子能快速嵌入石墨的任何位置。寧德時代對石墨表面進行包覆改性,,在表面打造了一圈超離子環(huán),,提供豐富的鋰離子交換所需要的活性位點。
第三,在電池極片層面,,寧德時代設(shè)計了“一片雙核”的多梯度極片,完美兼顧高能量密度和超級快充雙核心,。調(diào)控極片多孔結(jié)構(gòu)的梯度分布提升極片表面孔隙率,,縮短離子傳輸路徑,。上層高孔隙率結(jié)構(gòu)利于鋰離子快速進入,下層則采用高壓實的結(jié)構(gòu),。
第四,,寧德時代讓鋰離子在游動過程中“縱享絲滑”,,其獨創(chuàng)的電解液配方降低了電解液粘度,使鋰離子脫溶劑化能力增強,,顯著提升電導(dǎo)率,。電解液功能添加劑使SEI膜更薄更均勻、更致密順滑,,從而降低阻力,讓鋰離子穿透得更快,。
第五,,神行超充電池采用充方納米化的正極材料,,搭建了四通八達的超電子網(wǎng),,降低鋰離子脫出阻力,使材料對充電信號快速響應(yīng),,鋰離子脫出速率大幅提升,,并能降低溫升。
最后,,寧德時代在系統(tǒng)平臺上持續(xù)優(yōu)化,針對性的導(dǎo)入電芯溫控技術(shù),,進一步提升電池低溫充電效率,,實現(xiàn)了全溫域閃電快充。
寧德時代如何解決行業(yè)痛點,?
全球第一個4C超充磷酸鐵鋰電池的出現(xiàn),離不開寧德時代強大的研發(fā)和制造能力,。
目前,寧德時代在寧德,、溧陽,、上海,、廈門以及德國慕尼黑設(shè)立了五大研發(fā)中心,研發(fā)人員16322人,。2022年,,公司研發(fā)費用155億元,,同比增長102%,公司擁有及正在申請的國內(nèi)外專利合計16637項,,主導(dǎo)或參與制修訂超過80項國內(nèi)外標準。今年上半年,,寧德時代的研發(fā)投入更是提升到了 98.50 億元,,同比增長 70.77%,。
至于應(yīng)用成果,像無模組CTP動力電池包,、鈉離子電池、CTP3.0麒麟電池,、凝聚態(tài)電池等這些,足以撐起寧德時代在行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位,。
在制造方面,,寧德時代擁有全球鋰電行業(yè)僅有的兩家燈塔工廠,�,!盁羲眱蓚字在業(yè)內(nèi)意味著最前沿的生產(chǎn)制造工藝,最高效的生產(chǎn)效能,,最優(yōu)價值的能源使用,。
寧德時代可以做到什么水準呢,?平均1.7秒便可產(chǎn)出一個電芯,20秒產(chǎn)出一個模組,。同時可對超過6800個質(zhì)量控制點進行實時監(jiān)控,,平均一個電池追溯數(shù)據(jù)超過1萬項,,大數(shù)據(jù)平臺已采集數(shù)據(jù)超過一萬億條數(shù)據(jù)。目前行業(yè)里做的比較好的缺陷率是PPm也就是百萬級別,,也就是一萬輛車,,充電一次就可能有一臺車故障,,而寧德時代電池的是做到PPb也就是十億分之一的失效率,降低了三個數(shù)量級,。
這造就了寧德時代全球龍頭的實力,。8月初,,全球資訊機構(gòu)SNE research公布了2023年1-6月全球動力電池裝車數(shù)據(jù),。寧德時代繼續(xù)位居全球第一,,裝車量112GWH,同比增長56.2%,,全球市場份額為36.8%,,同比增加1.4個百分點。
據(jù)寧德時代國內(nèi)乘用車事業(yè)部CTO高煥介紹,,神行即將在今年底實現(xiàn)量產(chǎn),,搭載神行超充電池的電動車也將在明年一季度上市,。
總而言之,,磷酸鐵鋰4C快充的出現(xiàn),,其所帶來的價值是多方面的。除了用戶價值的提升,,對整個產(chǎn)業(yè)鏈的影響也是巨大的。正如寧德時代首席科學家吳凱所說,,“當前用戶開始從先鋒用戶轉(zhuǎn)向大眾用戶,,我們要讓更多的老百姓使用前沿科技,,享受到科技突破的紅利。動力電池科技的未來,,一要面向世界前沿,,二要面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場,�,!�
有了類似的電池技術(shù)做基石,再加上主機廠,、充電樁運營商的努力,屬于大眾主流用戶的超充時代或?qū)⒕痛碎_啟,,而這也是新能源汽車真正取代燃油車躍居主流的關(guān)鍵前提。(文/汽車之家行業(yè)評論員 三元鋰)
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