这是“汽车人参考”第篇原创文章
“推动智能电动汽车向前进”
动力电池市场盘子大、技术迭代也快,但同时也有马太效应,各梯队的电池厂商,为抢占高地,都卯足了劲,呈现出百家齐鸣的局面。
在近日举办的新能源汽车会议上,宁德时代分享了其“版”动力电池的技术路线,作为动力电池的龙头,汽车人参考觉得很有参考意义,这里进行分享。
“磷酸铁锂”适配经济车
磷酸铁锂电池大幅回暖,宁德时代对其应用定位主要在“经济型”。
-年,宁德时代的磷酸铁锂电池,电芯质量能量密度介于-Wh/kg之间(体积能量密度Wh/L-Wh/L)。
通过材料体系和工艺的优化,正在开发质量能量密度在-Wh/kg(体积能量密度Wh/L-Wh/L)的磷酸铁锂电芯,应用于年至年。
“镍55”适配中端车,未来走向无钴
针对于三元电池,宁德时代又分出了两条技术路线。
针对中端车市场,以正极中镍单晶高压三元、负极石墨体系技术为主,并且引入了快充。
宁德时代与荣威、吉利、蔚来合作的电池产品,都采用的中镍单晶5系电池,比较有代表性的是蔚来度电的“镍55”(参考文章“抛弃,蔚来kWh电池包的镍55究竟是什么”)。
镍55是一种高电压单晶材料,解决了镍5系三元材料能量密度低的痛点,同时也兼顾了安全性和成本低的优点。根据汽车人参考得到的信息,镍55除了含有55%镍,5%的钴,同时还包含了10%的锰酸锂LMO。
年-年,该体系的电芯,质量能量密度在-Wh/kg之间(体积能量密度介于Wh/L-Wh/L),快充时间为30-40分钟(1.5C-2C)。
从年中旬至年,该体系电芯的质量能量密度升级到-Wh/kg(体积能量密度Wh/L-Wh/L),快充时间为20-30分钟(2C-3C)。
如果说镍55依然含有5%的钴,宁德时代会在年左右开始导入无钴电池,能量密度大于Wh/kg,体积能量密度大于Wh/L。
三元、硅碳负极,适配高端车,走向固态
三元技术路线的另一个分支,针对高端车型市场,宁德时代将重点推广高镍正极体系。
从年至年,该体系电芯的质量能量密度介于-Wh/kg(体积能量密度Wh/L-Wh/L),快充时间为18-30分钟(3.3C-2C)。
从今年到年,宁德时代开始导入硅碳负极,电芯的质量能量密度升级到-Wh/kg(体积能量密度Wh/L-Wh/L),快充时间为9-15分钟(6.6C-4C)。
预计到年,开始导入固态电池,电芯的质量能量密度大于Wh/kg(体积能量密度大于Wh/L),目前需要解决界面、锂枝晶、膨胀等问题。
与汽车人参考预先判断一致,宁德时代认为负极材料采用锂金属,是固态电池最优的发展方向。
从更长远的发展来看,到年,宁德时代持续投入无金属正极材料、锂空气等材料体系研究,电芯能量密度突破Wh/kg。
快充、长寿命、低温适应性的最新进展
快充电池的本质是加速锂离子在正负极间移动的速度。
宁德时代通过对负极石墨进行表面修饰,进行孔道优化和快离子环技术,使锂离子能快速嵌入石墨,同时兼顾高能量密度、循环和稳定性。
而正极材料,通过晶体取向和容量过量系数等调配,采用超电子网优化正负极的动力学性能,同时也引入了高电导率和低粘度的电解液、多电极结构、高孔隙率隔膜。
长寿命方面,1次循环内的零衰减,主要应用于储能领域,汽车人参考认为与车用暂时无关。
宁德时代的电池自加热技术,利用脉冲电流和自身内阻释放热能,对电池加热,目的为了解决低温适应性差的问题。
汽车人参考认为,这三项技术与去年一致,没有更新。
小结
宁德时代的动力电池技术路线,针对于普及、商用、高端三个应用场景进行开发,与路线图2.0一致,两者结合起来看,会有更多收获。
本质上来说,动力电池围绕着电动汽车终端用户“安全、续航里程、充电、寿命、保值率低、低温适应性差”六大痛点进行技术更替。
高能量密度解决续航里程,快充解决充电,长循环寿命解决保值率低,它们都紧紧围绕着安全,同时也要顾及成本。
这几项技术都是相互独立的,目前并不存在同时具有高安全、成本低、能量密度高、寿命长、充电快的电池。
(备注:文中图片均来源于互联网,可随时联系删除)
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