電動(dòng)汽車能在所有用車場(chǎng)景上替代燃油車嗎？技術(shù)上是可以的。但現(xiàn)實(shí)總是感覺差一點(diǎn)。但這一天已不太遙遠(yuǎn)，電動(dòng)爹的稱號(hào)終有終結(jié)的一天。

(資料圖片僅供參考)

文丨智駕網(wǎng) 黃華丹

車市動(dòng)蕩，但對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈而言，首要的仍是解決當(dāng)下的問題。在電動(dòng)化大背景下，解決電池發(fā)展的問題依然是電動(dòng)汽車全面普及的關(guān)鍵。

在3.31-4.2舉辦的電動(dòng)汽車百人會(huì)2023上，廣州巨灣技研有限公司董事長(zhǎng)兼CTO黃向東援引國(guó)際能源署和可再生能源署的報(bào)告稱，要達(dá)到《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)，需要在2030年做到全球零排放汽車占汽車總保有量的比例達(dá)到20-25%，零排放商用車和公交車的滲透率分別達(dá)到35%和60%以上，充電基礎(chǔ)設(shè)施比現(xiàn)在增加10倍以上。

在國(guó)家層面上，歐美日等主要經(jīng)濟(jì)體計(jì)劃在2035年之前全面“禁燃”。2030年電動(dòng)汽車的市場(chǎng)滲透率達(dá)到50-70%，歐盟希望達(dá)到75%，我國(guó)則希望到2030年達(dá)到40%的滲透率。

去年我國(guó)新能源汽車滲透率約為25%，保有量1310萬(wàn)輛，其中零排放電動(dòng)汽車僅占全國(guó)汽車保有量的近3.2%。到2030年，我國(guó)電動(dòng)汽車保有量要增加7-8倍，2027年的滲透率就需為100%。

要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，顯然還需要加快電動(dòng)汽車普及的速度。

而目前阻礙新能源車普及的原因，孚能科技股份有限公司董事長(zhǎng)王瑀在接受采訪時(shí)表示主要有兩個(gè)方面:

一是續(xù)航里程低，充電慢， 比如500公里的車，實(shí)際續(xù)航里程大概只有350-400公里左右，冬天更差，尤其是磷酸鐵鋰電池，冬天只有50%~60%的續(xù)航里程。

二是充電時(shí)間太長(zhǎng)， 大部分車快充需要40分鐘左右充滿70%，慢充則需要8、9個(gè)小時(shí)。王瑀認(rèn)為這是制約新能源汽車發(fā)展的主要原因。

廣州巨灣技研有限公司總裁裴鋒則在接受采訪時(shí)提出，極速充電技術(shù)是電動(dòng)汽車普遍采用的最核心的關(guān)鍵技術(shù)，也是最核心的儲(chǔ)能器。

結(jié)合實(shí)踐可以看出，目前解決電動(dòng)車焦慮問題的方案，一方面是從電池本身進(jìn)行優(yōu)化，另一方面則是在補(bǔ)能側(cè)進(jìn)行改良。

在電動(dòng)汽車百人會(huì)上，多名來自國(guó)內(nèi)一線企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的專家也就各自對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題提出了看法與解決方案。

如何解決新能源車用戶的焦慮？王瑀認(rèn)為：

第一，做足續(xù)航里程，電池包電量需提升25%，讓終端用戶有非常好的體驗(yàn)。

第二，消除充電焦慮，目標(biāo)就是10分鐘充滿400公里。

第三，降低電池包的價(jià)格，做到100美元每千瓦時(shí)。

第四，少依賴鈷和鋰資源。

01.

電池材料的革新

增加續(xù)航里程、降低電池包價(jià)格、減少對(duì)鈷和鋰的依賴，這些都是對(duì)電池本身的發(fā)展技術(shù)提出了要求。那么，目前電池技術(shù)進(jìn)展如何？

中國(guó)電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉在百人會(huì)論壇上概述了目前液態(tài)電池的最新技術(shù)進(jìn)展。

以比亞迪的刀片電池為例，容量150Ah的磷酸鐵鋰刀片電池單體重量能量密度為190瓦時(shí)每公斤，體積能量密度為410瓦時(shí)每升，集成后的電池系統(tǒng)重量能量密度為156瓦時(shí)每公斤，體積能量密度是295瓦時(shí)每升，重量和體積成組系數(shù)分別是0.82和0.72。

肖成偉表示，對(duì)磷酸鐵鋰這樣一個(gè)液態(tài)的技術(shù)路線來說，這已經(jīng)是非常高的技術(shù)水準(zhǔn)。

采用高鎳三元正極和高容量硅碳負(fù)極的液態(tài)高比能三元電池也是目前主流的高能量密度電池方案。

而要進(jìn)一步提高液態(tài)電池能量密度與成本效益，目前的方案主要是通過改進(jìn)正負(fù)極材料來實(shí)現(xiàn)。肖成偉也介紹了當(dāng)前熱門的新型電池正負(fù)極材料。

首先，是富鋰錳基材料，肖成偉表示，其克容量基本可以做到250毫安時(shí)每克，與硅碳匹配可使電池能量密度達(dá)到400瓦時(shí)每公斤及以上。

磷酸鐵鋰下一步迭代的材料是磷酸錳鐵鋰材料體系，可以和富鋰錳基復(fù)配，也可以和三元材料復(fù)配，進(jìn)一步提升電池的密度，可以做到230、240瓦時(shí)每公斤的水平。

負(fù)極材料的發(fā)展路徑是從石墨到硅基到鋰金屬。目前高比能電池里面用的是硅基，包括硅氧和硅碳，需要做的是進(jìn)一步提高它的循環(huán)技術(shù)水平。

百人會(huì)論壇上，寧夏漢堯富鋰科技有限責(zé)任公司常務(wù)副總經(jīng)理胡偉也介紹了富鋰錳基材料的優(yōu)勢(shì)。

首先，常規(guī)電壓下的富鋰錳基材料在目前所有商業(yè)化正極材料中是循環(huán)穩(wěn)定性最好的。

其次，高電壓下富鋰錳基材料可表現(xiàn)出非常高的克容量，是高能量密度電池的理想正極材料。

第三，富鋰錳基材料可以跟其他的正極材料進(jìn)行搭配使用，應(yīng)用于各種場(chǎng)景。

第四，富鋰錳基材料由于富鋰的特點(diǎn)，通過應(yīng)用方式的設(shè)計(jì)，可起到補(bǔ)鋰的作用。

第五，富鋰錳基大批量應(yīng)用目前處于一個(gè)初始階段，其擁有非常多的衍生品，后面會(huì)有較大的開發(fā)應(yīng)用空間。

第六，富鋰錳基材料是無鈷低鎳高錳的材料，可大大減少對(duì)鈷、鎳資源的依賴。

而在負(fù)極材料方面，安徽盟維新能源科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO周莉莎同樣表示，負(fù)極方向會(huì)從石墨發(fā)展到硅碳，到鋰金屬，未來還會(huì)實(shí)現(xiàn)更輕量化的超薄鋰金屬。

相較于石墨和硅碳，鋰金屬作為負(fù)極材料可實(shí)現(xiàn)更高的能量密度。周莉莎認(rèn)為，鋰金屬電池是高比能電池的終極解決方案。

不過，目前無論在材料研究層面還是工程技術(shù)層面都有非常多的問題需要解決。例如，產(chǎn)品級(jí)的鋰金屬電池需要在兼顧高安全、高能量密度的同時(shí)大幅度提升循環(huán)壽命，而且還要滿足包括放電倍率、環(huán)境適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性核心指標(biāo)。

目前，鋰金屬電池仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。

02.

固態(tài)電池什么時(shí)候量產(chǎn)？

而在電池體系方面，固液混合和全固態(tài)電池則是行業(yè)追求的又一個(gè)熱點(diǎn)。

王瑀在接受采訪時(shí)也表示，電池發(fā)展的終極路線肯定是固態(tài)，目前對(duì)固態(tài)電池的研究各方面進(jìn)展不錯(cuò)，但是離產(chǎn)業(yè)化距離還比較遙遠(yuǎn)?，F(xiàn)階段各個(gè)整車廠都在開發(fā)半固態(tài)電池，其邏輯主要是減少電解液的量，來解決它的安全問題。

電池的安全事實(shí)上都是用了有機(jī)電解液的原因，如果沒有有機(jī)電解液，滿充的電池也不會(huì)有安全隱患。因此，固態(tài)電池將能夠解決電池自燃的問題。

肖成偉則給出了更具體的解釋。

從產(chǎn)線來看，目前固液混合電池基本上可以借鑒液態(tài)電池的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)體系。而全固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝和裝備則需要全新的開發(fā)。

固態(tài)電池的電解質(zhì)體系包括氧化物、硫化物、鹵化物和聚合物四類，不同企業(yè)有不同的體系，目前都有比較好的研究和應(yīng)用。能量密度方面，肖成偉表示目前基本上是240-400瓦時(shí)每公斤的分布，正逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

至于后續(xù)的發(fā)展時(shí)間表，肖成偉認(rèn)為總結(jié)起來，固液混合電池大約在2022年做到小批量量產(chǎn)，2025-2027年左右實(shí)現(xiàn)固液混合與全固態(tài)電池的批量化生產(chǎn)，能量密度大概是400瓦時(shí)每公斤，體積能量密度是800瓦時(shí)每升左右。到2030年的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)全固態(tài)電池的生產(chǎn)，能量密度達(dá)到500-600瓦時(shí)。

王瑀表示，孚能半固態(tài)電池已經(jīng)于2022年9月份量產(chǎn)，主要在贛州跟吉利合資的工廠進(jìn)行生產(chǎn)，目前已經(jīng)開始批量供貨。

而未來的發(fā)展趨勢(shì)是必須要實(shí)現(xiàn)高能量密度的電池，因此，高能量密度電池、固態(tài)電池在短中期始終是這個(gè)行業(yè)中必須持續(xù)進(jìn)行開發(fā)的技術(shù)。

遠(yuǎn)景動(dòng)力執(zhí)行董事、中國(guó)區(qū)總裁趙衛(wèi)軍則表示遠(yuǎn)景動(dòng)力正在開發(fā)低溫電池。目前新能源車的地域不均衡問題非常明顯，主要是低溫問題導(dǎo)致續(xù)航里程明顯下降。遠(yuǎn)景動(dòng)力開發(fā)的低溫電池已經(jīng)進(jìn)行裝車測(cè)試，在冬季零下20度的條件下可使轎車?yán)m(xù)航里程提升100公里。

趙衛(wèi)軍表示，解決低溫問題可幫助提升我們國(guó)家30%區(qū)域的市場(chǎng)。預(yù)計(jì)這款低溫產(chǎn)品很快會(huì)推向市場(chǎng)。

此外，在去年鋰價(jià)瘋漲的大環(huán)境下，不需要使用鋰材料的鈉離子電池也再次成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。智駕網(wǎng)此前也對(duì)鈉離子電池進(jìn)行過解讀，參見《鈉離子電池量產(chǎn)元年來了？》。

相較于鋰離子電池，鈉離子電池的能量密度較小，但同時(shí)成本也大幅降低。王瑀表示，碳酸鈉的成本僅兩千多元每噸，而即便在碳酸鋰價(jià)格已經(jīng)明顯下跌的今天，其價(jià)格也仍需每噸二十幾萬(wàn)。

王瑀表示，今年孚能科技的鈉離子電池進(jìn)入到量產(chǎn)階段，未來整個(gè)計(jì)劃短期內(nèi)將用鈉電池取代300公里以下的經(jīng)濟(jì)車型，中期會(huì)取代500公里以下的車型。而未來孚能給整車廠提供的方案將是鈉電池和三元相結(jié)合的方案。

03.

超級(jí)快充是關(guān)鍵嗎？

而在補(bǔ)能方面，目前主要有兩種路徑，一是超級(jí)快充，二則是以蔚來為代表的換電體系。

巨灣技研裴鋒認(rèn)為，極速充電，或者說超級(jí)快充，是電動(dòng)汽車普及的賦能器和加速器。2018年美國(guó)能源部也做了什么叫極速充電的定義，即XFC（eXtreme Fast Charging），美國(guó)能源部的定義就是在10分鐘以內(nèi)充80%。裴鋒表示，巨灣技研的超快充技術(shù)目前已經(jīng)能做到最快7.5分鐘將電池從0充到80%。

此外，寧德時(shí)代、欣旺達(dá)等企業(yè)也在部署超級(jí)快充產(chǎn)品。而包括特斯拉、小鵬、嵐圖等在內(nèi)的整車廠也在布局超級(jí)快充技術(shù)。

深藍(lán)汽車CEO鄧承浩認(rèn)為，新能源汽車的主要焦慮還是來自充電設(shè)施不夠完善。即便是續(xù)航里程達(dá)到1000公里的純電動(dòng)車，如果無法做到像燃油車那樣便捷地獲得補(bǔ)能，也依然會(huì)讓人產(chǎn)生里程焦慮，不敢出遠(yuǎn)門。

因此，要真正解除新能源車用戶的用車焦慮，除了電池技術(shù)的發(fā)展，還需要完善補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)。

裴鋒表示，巨灣技研將會(huì)和行業(yè)一起布局整個(gè)城市和高速公路的超充網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，今年在全國(guó)的目標(biāo)是做到1000座，到明年超過3000座，后年達(dá)到1萬(wàn)座。

而蔚來的換電路線則是另一種可實(shí)現(xiàn)新能源車補(bǔ)能如加油體驗(yàn)的路線。日前，蔚來第三代換電站剛剛上線。同時(shí)，蔚來計(jì)劃今年新增1000座換電站。

不過，從普及角度來看，要真正實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車補(bǔ)能和燃油車加油一樣方便，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是更具普適性的做法。裴鋒表示巨灣的超級(jí)快充技術(shù)遵循的是2015年的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于支持超級(jí)快充的車型都可以適配。

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