鉅大LARGE | 點擊量：445次 | 2022年04月08日
動力鋰離子電池新技術落地難
新年伊始，新能源車企在動力鋰離子電池領域爭奇斗艷。蔚來汽車公布首款150kWh固態電池、智己汽車將搭載摻硅補鋰離子電池、廣汽宣布石墨烯基電池即將量產……
在對新技術的追逐上，新能源車企顯示出比動力鋰離子電池公司更高的積極性，希望借此在品牌和市場營銷上擁有更多的發揮空間。不過，五花八門的新電池將續航里程鎖定在1000公里，引發了業內對其量產量力的質疑。由此，也引發行業思考——未來動力鋰離子電池究竟長啥樣？
拼搶賽道
新技術落地仍需時日
作為電動汽車的“心臟”，動力鋰離子電池性能直接影響車況。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
日前，蔚來公布首款150kWh固態電池，宣布可實現360Wh/kg超高能量密度，搭載該電池的蔚來eT7轎車續航里程將超過1000公里。但鑒于固態電池的技術難度和高成本等原因，消息一經公布，便引發“固態電池能否提前量產”的熱議。蔚來官方澄清，稱2022年量產的固態電池，確切來說是“半固態電池”，其內部仍帶有少量液態電解質。
隨后智己汽車公布消息，稱即將上市的新車最高可支持近1000公里的續航，該車高配選用115kWh電池，搭載摻硅補鋰技術，并可做到20萬公里零衰減，永不自燃，一時間賺足了噱頭。
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，“搭載石墨烯基超級快充電池的車型8分鐘可充滿80%，續航里程達1000公里”。
新電池接二連三的公布，但落地都要一按時間，業內不乏質疑之聲。
“既能跑1000公里，又能幾分鐘內充完電，而且還特別安全，成本還非常低，大家不用相信，因為這是不可能的。”我國科學院院士歐陽明高近日在我國電動汽車百人會論壇上的發言，將矛頭指向了宣傳勢頭兇猛的新電池，一石激起千層浪。
面對質疑，廣汽埃安總經理古惠南回應：“假如一款電池的性能指標都達到了，那這款電池就已經是非常完美的技術了，顯然現階段還不現實。”言下之意，廣汽埃安公布的石墨烯基超級快充電池和長續航硅負極電池是兩種不同的技術，分別解決電動汽車“充電速度慢”和“續航里程短”兩大痛點。
“在三元鋰離子電池的基礎上新增1%—2%的石墨烯正負極材料，可大幅提升電池充電效率和散熱性能。”廣汽方面同時坦言，新技術落地應用不僅是電池問題，也跟充電樁的功率、變壓器能力相關，大功率充電設備是當前石墨烯基電池商業推廣的瓶頸。
“破壁”機遇浮現
提升能量密度與安全性并重
行業對新技術的強烈反應，也表明了電動汽車對動力鋰離子電池高安全性、高續航能力的迫切需求。
那么，未來哪種電池能滿足市場需求？目前，動力鋰離子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，石墨作為負極，液體電解質，提升性能無非在材料和系統創新方面下功夫。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模生產、制造成本的降低，高鎳三元電池的價格會迅速接近于磷酸鐵鋰，同時目前運用于磷酸鐵鋰的模組技術也會運用于三元電池；到2030年，隨著三元電池有價金屬的回收，其全生命周期成本會比磷酸鐵鋰更加有競爭力。
“三元電池減鈷加鎳，磷酸鐵鋰之后發展鎳錳酸鋰。”在我國科學院物理研究所研究員黃學杰看來，未來動力鋰離子電池的重點是提升電池能量密度，并穩定層狀結構。
不過，當前鋰離子電池的能量密度已經達到300Wh/kg，達到了液態鋰離子電池的極限。我國工程院院士陳立泉建議發展固態電池，并逐漸過渡到全固態鋰離子電池。
黃學杰同樣認為，全固態鋰離子電池是革命性技術，未來10年是發展的破壁期。在此基礎上，動力鋰離子電池將擺脫對過渡金屬的依賴，制造方法、系統結構也將發生變化。
佘圣賢表示，目前，高鎳三元材料在整個三元材料中的滲透率只有20%，隨著新技術，尤其是固態電池的發展，到2025年后其滲透率將達到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。”歐陽明高同時提醒，動力鋰離子電池的安全問題還沒有得到根本解決，要從材料層次設計、單體電池熱蔓延與熱管理方面著手，同時還要通過電池智能管理與充電控制系統進行熱失控提前預警，這是整車公司必須掌握的核心技術。
鈉、鋰路線“兩手抓”
尋求整車技術創新
“雖然1000公里的續航不是我們追求的重要目標，但電動汽車的能量需求還是要上升的。”歐陽明高指出，電池材料創新是厚積薄發的過程，要平衡比能量、壽命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指標，要長期努力。
在陳立泉看來，行業在發展固態鋰離子電池的同時，也要發展鈉離子固態電池，要堅持“兩手抓”。“假如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。”
“以價格最便宜的磷酸鐵鋰離子電池為參考，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，價格較為便宜。今年一月，碳酸鋰離子電池的價格為54000元/噸，比去年上漲了12000元/噸。估計未來碳酸鋰的價格還會繼續上漲。這是發展鈉離子電池的一個重要原因。”陳立泉認為，目前軟包裝的鈉離子電池能量密度已達145Wh/kg，且低高溫性能較好。
除了動力鋰離子電池本身，整車的技術創新也是新能源汽車性能優化的方向。歐陽明高認為，純電動汽車的環境適應技術需求十分迫切，熱泵空調、電機加熱等電池熱管理系統效能，面向冬季工況的動力系統廢能綜合利用，以及充電場景下電插槍保溫和脈沖加熱等都要改進和創新。
