在日常用车生活中,纯电汽车和燃油车最大的体验差别是什么?我想绝大部分人给出答案都是——充电&续航。
充电部分,快充设备密度、充电功率时长是当前纯电汽车共同面对的难题,即便是快充桩,普遍也需要半小时以上才能将电量充到80%,在高峰期(节假日的高速服务区)极易导致排队问题。
然后是续航能力,20万以内主流纯电汽车的续航里程都在500km左右,但普遍有水分,且受用车环境(堵车or巡航)、用车方式(开空调or不开空调)影响很大,负荷较大的话,续航能力可能要打对折。
作为全球动力电池厂商的“一哥”,如何通工艺升级和技术创新,实现充电&续航能力的同步升级,一直是的厂商必修课。而在近期发布的神行超充电池上,宁德时代通过正极提速、石墨原料创新、超高导电解液配方、多梯度分层极片设计等多种手段,让这款电池实现了充电10分钟,续航400公里,这对新能源汽车的产品力提升无疑是有革命性意义的。
那么问题来了,宁德时代究竟是怎么做到的呢?下面我们就围绕正/负极材料、电解液/隔膜改良、整包封装工艺、温/电控系统优化设计四个层面来看看,这套神行超充电池究竟有什么黑科技?
锂电池的充/放电都是通过锂离子及电子的定向移动实现的,相当于电池内部的“员工”,其中,电池的正极和负极就是锂离子脱出和嵌入的地方,相当于“家”和“公司”的地址。为了提高锂离子的工作效率,神行超充电池的正极采用了纳米化的正极材料,降低脱出阻力;相应的,负极也针对石墨表面进行改性,增加嵌入通道并缩短嵌入距离。
简单说,这种正负极的材料工艺升级,为锂离子(员工)提供了更好的住房和办公条件,从而提高其工作效率。
同样的,为最大限度提高导电性效率,“堵车”是决不允许的。因而,宁德时代还研发了全新高超导电解液,同时优化超薄SEI膜,让电子在充放电过程中可以非常顺畅地来回穿梭。
除此之外,神行超充电池使用多梯度分层极片设计,通过调控极片多孔结构的梯度分布,完美兼顾高能量密度和超级快充。这类似于“公司”对“员工”的扁平化管理,在保证安全的前提下,能够最大限度释放每个电芯单元的充放电效率。
然后是电池整包的封装工艺方面,其最核心的思路是提高空间利用率,神行超充电池也应用了宁德时代的CTP3.0电池车身一体化解决方案,无横纵梁、端板的基础上,开创性地提出一体成组技术,使得整包能量密度进一步提升,实际装车能轻松做到700公里以上的纯电续航里程。
与此同时,电芯温控系统的升级也让整包对环境温度适应性增强,神行超充电池在常温环境下仅需10分钟即可将电量充到80%SOC。而在-10°C低温环境下,系统会先通过充电枪给电芯单元均匀加热,直至最佳充电温度,也可在30分钟将电量充到80%,并且,这套电池在低温亏电工况也不影响其功率输出,即不影响整车动力性能。
总结:
对于厂商而言,宁德时代的神行超充电池进一步解决了当前新能源汽车“充电慢”“续航短”两大痛点,极大提高了其相比于燃油车的产品力。更为重要的是,以磷酸铁锂材料体系为核心构建的4C超充电池,对贵金属(特别是钴)要求也更低,其材料成本天然低于三元锂电池,在20万及以下的走量新能源汽车市场也更有应用前景。