在今年四月初,工信部正式發布了GB38031-2025《電動汽車用動力蓄電池安全要求》。電動車驅動電池新國標,首次將不起火、不爆炸的電池安全性能,從企業技術升級目標提升為行業的強制性要求。由此可見,即便是進入到新能源時代的“下半場”,電池技術仍然是各大企業技術升級的根本與核心。
4月21日上海車展前夕,被業界譽為“寧王”的寧德時代,開啟首個超級科技日。在這場科技日中,我只能用“高潮迭起”這四個字來形容。鈉新乘用車動力電池、驍遙雙核電池、第二代神行超充電池三大全新技術矩陣,可以說真正有望讓未來科技照進現實,為新能源車打造真正無痛點的體驗。
首先,來聊聊寧德時代取得了怎樣的技術進步?
目前,包括寧德時代在內的多個企業都完成了固態電池的推進。從固態電池的性能角度來說,這一類電池的確解決了續航和安全的難題。但客觀來說,即將落地量產的固態電池,在可以預見的短時間內難以完成降本普及,對于大多數電動車來說,可以總結為三個字:“還得等”。
那么在現有成本方案的基礎上,如何進一步提升車用驅動電池的驅動性能?在寧德時代首個超級科技日里,“寧王”帶來了答案——自生成負極技術與電池雙核架構。
所謂“自生成負極技術”,其核心目標就是突破傳統液態、半液態電池的能量密度邊界,為電池性能帶來更大的可能性。寧德時代的科學家們不再依賴于傳統石墨負極材料,而是讓電池內部的鋰元素、鈉元素通過金屬形式堆積在聚流體上,實現電池體積密度躍升60%、重量能量密度提升50%的效果。也就是說,在現有重量和體積的基礎上,未來電動車型的續航里程有望提升一半左右。
除了續航更長之外,自生成負極技術還可以讓電池壽命更長。科學家通過精準調控納米級界面層組分與結構,使得電池內部鋰、鈉等離子的傳導速度提升一百倍并且讓金屬元素在界面實現均勻堆積。簡單來說,這樣的技術思路可以讓活性離子的消耗速率降低九成,大幅提升安全性和穩定性。
在打造出自生成負極技術之后,寧德時代還希望讓電池進入到“多核時代”。
而多核電池的第一步,就是打造出雙核架構。這里的雙核架構,可以理解成電池系統的“一包雙用”。比如一個電池內容納兩組獨立能量區、兩種電池化學體系、兩種熱失控安全體系、兩種熱管理體系乃至于兩種高低壓體系。
雙核架構帶來的優勢,可以有效提升電動車驅動的連續性、安全性。就以結構雙核來說,寧德時代將航空航天領域的“雙冗余備份安全策略”引入到了電池包的結構之中。譬如當電池包遇到外界碰撞擠壓,導致單側結構受損時,立體桁架結構可以對另一側電池結構起到良好的保護左右,配合高低壓雙核備份,讓車輛仍然在安全狀態下連續行駛。
那么基于這兩大技術核心,寧德時代也在超級技術日發布了三大全新的電池技術矩陣。
驍遙雙核電池,讓增程告別燃油
燃油增程系統,我們很好理解。它就是相當于在純電動結構的基礎上,用內燃增程器充當“外掛電源”,在電池包電量耗盡后,車輛仍然可以就地快速補能。而寧德時代的驍遙雙核電池,讓電池進入到了“電-電增程時代”。
簡單來說,驍遙雙核電池的設計原理類似于“電腦雙顯卡”的設計邏輯。在處理日常需求時,使用性能較低的電池用以提升效率,而在性能需求較高時,則使用高性能的電池實現更極致的性能輸出。
在驍遙雙核電池的內部,可以采用三元電池+磷酸鐵鋰的雙核化學形態。“日常能量區”也就是主能量區,可以根據用戶日常的駕駛習慣,滿足日常用車的需求。而在“高性能能量區”也就是增程能量區,可以通過自生成負極技術讓電池能量密度飆升五成左右,從而提供更充沛的電量。
例如在軸距3米的轎車上,驍遙雙核電池的配電量可突破180度,純電續航里程突破1500公里,滿足長距離出行的需求。
所以,驍遙雙核電池的精妙之處,就在于兼顧了日常用車的經濟性和長途行車的里程優勢。而且,寧德時代在現有成本方案的基礎上,可以帶來媲美固態或半固態電池的能量密度以及續航表現,為純電動車型打造出了超長續航的基礎。
12C超充時代,已經來臨了?
在本次超級科技日現場,寧德時代還發布了第二代神行超充電池。
這里需要說一下,寧德時代的神行超充電池問世于2023年,這一電池技術的核心指征就是超快充電倍率,盡可能為電車打造出媲美燃油車和增混車的補能便利度。
在第二代神行超充電池技術矩陣中,寧德時代實現了超充技術的進一步升級。800公里長續航和峰值12C倍率超充速度的磷酸鐵鋰電池,可以實現1秒補充2.5公里續航的高效優勢,并且僅需15分鐘就能完成5%到80%SOC電量的閃充。
這樣的補能優勢,雖然還不能完全媲美于燃油車加油,但對于電車而言,這種成倍率增長的充電速度提升,對于消費者而言也更很有意義,可以有效破解補能速度的痛點問題。
除了充電速度更快以外,第二代神行超充電池還提供全溫域、全SOC(剩余電量)區間的強勁動力。在零下十度的嚴苛低溫環境下或者在虧電狀態下,這一電池仍然具備830kW的輸出功率,讓電動車有電沒電都能跑、低溫極寒都適用,有望進一步解決北方地區用戶在冬季的新能源使用痛點問題。
鈉新電池落地,鈉離子時代來了
其實在目前,多家車企和電池企業都在尋求鈉離子電池技術的突破。原因很簡單,全球探明的鋰礦資源有限,鈉元素在地殼中的含量是前者的數百倍。為了能源安全,鈉離子電池技術的開發工作也被提升了日程。
在鈉離子電池結構中,鈉元素和鋰元素扮演的角色相似,都是通過離子在正負極的流動來實現充電或者放電。只不過,鈉元素的體積要比鋰元素更大,鈉離子電池普遍存在著能量密度偏低的問題。
寧德時代為了解決這一問題,也是通過自生成負極技術,將鈉新電池的能量密度提升50%,與目前的磷酸鐵鋰電池能量密度相當。以此次發布會亮相的鈉新乘用車動力電池為例,它的能量密度可達175Wh/kg,支持5C充電倍率和500公里的續航里程。
另外,針對穩定性和安全性問題,寧德時代也為鈉新電池開發了高能SEI構建技術和低酸的電解液技術,以此來解決充放電過程中SEI修復和酸腐蝕問題,讓電池更安全更可靠。而鈉新電池還從材料本征層面消除電池熱失控中的助燃因素,讓這一電池技術提前滿足了“新國標”的極致安全要求,實現車用電池從“被動防御”到“本質安全”的跨越。
在鈉新乘用車動力電池品類中,可實現一萬次的超長循環壽命;而在4V重卡品類中,可做到8年使用壽命啟駐一體蓄電池,并且具備電量深度放電、零下40℃一鍵啟動、久置一年可啟動的特點優勢。
結語:
進入到新能源時代的下半場,智能化技術并不是各大企業實現技術突破的唯一方向。作為整車的品質核心,電池技術同樣舉足輕重。而寧德時代所開發出的雙核電池架構、自生成負極技術,相當于讓新能源車的內核品質提前步入到下一個時代。寧德時代讓電池續航里程、補能速度、安全性和可靠性的持續升級,也為各大車企的產品進階做好了鋪墊。至此,在新能源時代的下半場,寧德時代堪稱各大車企的“最佳輔助”。
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