最近在新能源汽車這個圈子里,1000公里成了一個特別熱門的數(shù)字。從1月9日蔚來NIO DAY祭出150kWh固態(tài)電池,放出NEDC續(xù)航1000公里的數(shù)字之后。
在接下來的一周時間內(nèi),先是智己汽車在上海亮出1000公里的數(shù)字。接著周五下午,廣汽埃安的黑科技海報刷爆了邦老師的朋友圈,其中1000公里續(xù)航的數(shù)字再次被放在了突出的位置。
第一個吹響1000公里沖鋒號的蔚來150kWh固態(tài)電池海報
智己汽車緊隨其后,1月13日發(fā)布第一款轎車,1000公里數(shù)字前面的“近”字頗有點不甘心
1月15日,埃安的1000公里海報刷爆邦老師朋友圈
?????三個1000公里,一周之內(nèi)密集轟炸了整個新能源的朋友圈,然后邦老師看看現(xiàn)在市面上普遍徘徊在500公里續(xù)航左右的產(chǎn)品列表,覺得特別魔幻,滿腦子浮現(xiàn)出來的都是這樣一幅景象。
那么到底蔚來、智己、埃安三家的1000公里續(xù)航都是怎么做到的?三家分別畫下的大餅,誰又能先烙熟一張給消費者解解饞呢?
下面邦老師將運出畢生功力,用我一個文科生僅有的理科知識為大家解讀一下這三家1000公里的餅里面都是什么成分。
智己的1000公里
智己的1000公里的雄心還真不是這個星期才剛剛喊出來的,早在2020年12月15日的智己發(fā)布會當(dāng)中,1000公里續(xù)航這個數(shù)字就已經(jīng)出現(xiàn)在新聞當(dāng)中了。
但是在當(dāng)時的報道當(dāng)中,1000公里續(xù)航產(chǎn)品的提法是五年內(nèi)落地。一個月時間不到,從五年內(nèi)落地,變成明年量產(chǎn),然后在今年年底計劃交付的第一個量產(chǎn)型號的性能參數(shù)當(dāng)中也要寫上“近”1000公里的字樣,呃(⊙o⊙)…
當(dāng)然在智己的發(fā)布當(dāng)中還是透露了他們實現(xiàn)1000公里宏偉目標(biāo)的主要技術(shù)手段,請大家記住這四個字,很重要,會考的。摻硅補鋰!
其實這四個字基本就是當(dāng)前提升動力電池能量密度,延長壽命的不二法門。不過這四個字其實說的是兩個事情,摻硅,補鋰。
摻硅
摻硅是對負極材料的改進,目前動力電池負極材料主要使用的是石墨,也就是碳,已經(jīng)快要到達理論能量密度的上限。
而硅這種材質(zhì)的能量密度比碳好很多,理論上是碳的十倍以上,所以電池的研發(fā)者們早就已經(jīng)把眼光瞄準以硅代碳了。
不過硅材質(zhì)作為電極材料有一個致命傷,那就是膨脹率,在充放電過程中,硅的體積會大幅度膨脹收縮,這對于需要高度穩(wěn)定的電池來說是災(zāi)難性的。
所以為了對硅揚長避短,目前采用的就是在碳負極中摻入納米級的硅材料形成碳硅負極。
其實這個做法并不是什么高新科技,在手機等消費電子產(chǎn)品的電池領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用多年,只是在最近才逐漸克服對高電壓,大電流的適應(yīng)問題,同時解決了更高級別的安全需求之后,才應(yīng)用在了動力電池上面。
補鋰
準確的說,這應(yīng)該是叫預(yù)補鋰技術(shù),這主要是為了解決動力電池首效低的問題。鋰離子電池在第一次充電的時候會發(fā)生不可逆的鋰損耗。
損耗的原因在這里不展開,我們只說數(shù)字,傳統(tǒng)石墨負極的首次充電鋰損耗率大約是10%,也就是首次充放電庫倫效率*在90%以上。
而新的碳硅負極的鋰損耗則高達15%-30%,庫倫效率最低可能低于70%,這就非常可怕了,所以研究者們就開始研究如何預(yù)先為負極材料補鋰,降低損耗,提高首效。
(*庫倫效率,同一循環(huán)過程中放電容量與充電容量的比值,通俗理解就是放出的總電量占充入的總電量的百分比。這個詞邦友可以拿走裝AC用。)
明白了摻硅補鋰的道理,其實也就不難了解智己的1000公里路線了,而且邦老師在智己的三電系統(tǒng)描述中看到了幾個特別熟悉的數(shù)字,比如3.9秒加速能力,20萬公里零衰減...有一種...這集我好像看過的感覺。
智己三電技術(shù)信息
苦思冥想,然后邦老師恍然大悟,這不就是領(lǐng)克ZERO concept的電池技術(shù)參數(shù)嗎!
領(lǐng)克ZERO concept三電參數(shù)
容量,智己:115kWh,領(lǐng)克:110kWh,20萬公里零衰減雙方一致;智己:上汽寧德出品,領(lǐng)克:吉利寧德出品。
行了,邦老師破案了,而且也證實了在電動邦發(fā)的領(lǐng)克ZERO concept長圖當(dāng)中邦老師猜測的電池信息八九不離十了。
這兩個超過100kWh的電池包都是寧德時代最新技術(shù)的產(chǎn)物,在領(lǐng)克透露的信息中,我們了解到這個電池采用了C2P的無模組技術(shù)。
智己的信息中,了解到這個電池采用了摻硅補鋰技術(shù),再加上同樣的20萬公里零衰減,兩臺量產(chǎn)車相近的外形尺寸。
最終得出結(jié)論,這兩臺車采用的電池包技術(shù)高度相似,甚至完全一樣,應(yīng)該是不用懷疑的了。
至于智己的1000公里雄心,首先在這個首臺轎車上實現(xiàn)是不太可能了,115kWh的電池,1000公里的續(xù)航,意味著百公里電耗才11.5kWh,對于一臺這么大尺寸的轎車來說,可能性太小了。
不過考慮到領(lǐng)克ZERO concept在宣傳上一直用的是大于700公里作為表述,在加上智己的車以后驅(qū)為主,電耗的確會更低。
所以邦老師猜測這臺2021年底正式交付的智己轎車大概率是可以達到800公里以上的續(xù)航,甚至挑戰(zhàn)一下900公里的,這個數(shù)字也可以算是“近”1000公里了吧。
蔚來的1000公里
蔚來的1000公里目標(biāo)是基于150kWh電池包的技術(shù),以ET7的車身大小,和Cd0.23的風(fēng)阻系數(shù),NEDC循環(huán)下達到15kWh/百公里的電耗水平還是靠譜的。
所以想了解蔚來的1000公里大餅?zāi)懿荒芾邮?,就要看這個150kWh電池的表現(xiàn)了。
NIO DAY發(fā)布當(dāng)中關(guān)于150kWh電池包的關(guān)鍵信息
這是NIO DAY上關(guān)于150kWh電池包的信息當(dāng)中最為關(guān)鍵的一頁,其中中間的無機預(yù)鋰化硅碳負極就是前述摻硅補鋰一樣的技術(shù),所以說蔚來的1000公里大餅里面也少不了摻硅補鋰這個重要的原料。
另外兩項當(dāng)中,高鎳正極也是目前已經(jīng)開始應(yīng)用的技術(shù),比如松下最新的4680電池,還有LG今年開始供貨的NCMA四元鋰電池,正極鎳含量都超過90%,高鎳正極材料已經(jīng)進入量產(chǎn)狀態(tài)了。
最為讓人陌生,也最讓人興奮的是最左側(cè)的這張圖,下面的兩個“固”字可以說吊足了大家的胃口。
當(dāng)然了NIO DAY之后的采訪環(huán)節(jié),李斌也明確說了,蔚來的這塊150kWh電池并非純固態(tài)電池,而是半固態(tài)電池,電解質(zhì)是固液電解質(zhì)。
這里就需要來討論一下固液電解質(zhì)為何物了,目前業(yè)內(nèi)對于固液電解質(zhì)的定義主要是兩類電解質(zhì)。
一類是主要還是純固態(tài),但是在電解質(zhì)與電極密合的部位填充了液體或膠狀體,幫助電極和電解質(zhì)兩種固態(tài)物體形成良好的密合。
另外一類就是整個電解質(zhì)都是半固態(tài)即果凍狀,這兩種電解質(zhì)都可以被稱作固液電解質(zhì),至于這塊150kWh的電池到底是哪種,目前信息真的不足。
邦老師對全網(wǎng)信息進行了搜索,關(guān)于這塊固態(tài)電池的供應(yīng)商,當(dāng)前的傳聞主要集中在兩個方向。
第一,依然是寧德時代,這幾乎是國內(nèi)高水平電池供應(yīng)商的首選。第二,中科院物理所固態(tài)電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)平臺企業(yè)北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司。
邦老師特意查詢了這家公司的官網(wǎng),簡陋是有夠簡陋的,不過關(guān)鍵的幾點信息倒是都能對的上,比如原位固化技術(shù),混合固態(tài)電池技術(shù)等。
公司創(chuàng)始人是中國工程院院士陳立泉,也是國內(nèi)固態(tài)電池領(lǐng)域的權(quán)威專家了。
這么看來,這個公司的來頭可是不小,畢竟寧德的固態(tài)技術(shù)積累此前鮮有耳聞,而陳立泉院士可以說是國內(nèi)固態(tài)電池研究領(lǐng)域的第一人了。
所以從半固態(tài)電池這個重要的創(chuàng)新點上來說,衛(wèi)藍成為電池供應(yīng)商的幾率并不低。
埃安的1000公里
石墨烯可以說已經(jīng)快成為埃安的聯(lián)想詞了
和前面的智己、蔚來不同,埃安的表述是硅負極,沒有碳
第三家埃安的1000公里可以說一直迷霧重重,在這次的海報中,我們可以看出的重要信息主要有以下幾點:
負極材料的表述當(dāng)中沒有碳字,是不是可以理解為純硅負極,或者是硅的某種化合物的負極材料。如果真是如此,那么的確會是巨大的突破。
另外就是石墨烯,在海報中的描述是石墨烯基,也就是以石墨烯為基材,所以大概率利用的還是石墨烯優(yōu)異的散熱性能。
其實這方面手機廠商早就在大范圍使用了,比如早在2018年,榮耀Magic2手機就已經(jīng)開始使用石墨烯散熱技術(shù)了。
Magic2石墨烯散熱技術(shù)海報
恰好邦老師之前就是個Magic2用戶,所以對于石墨烯散熱還是能說兩句的。
Magic2的充電速度的確夠快,40W的充電功率全程快充的時候,機身幾乎沒有明顯發(fā)熱,這項技術(shù)在動力電池當(dāng)中應(yīng)用的話,對于快速充電的確會起到巨大的輔助作用。
不過邦老師在這里也得實話實說,不論電池和充電系統(tǒng)的電力控制、熱量控制策略多么先進,充電樁功率不支持,也是徒勞啊。
試想一下,如果一塊50kWh的動力電池8分鐘充滿80%的話,也就意味著8分鐘充滿40kWh的能量,理論充電功率就需要高達300kW。
和石墨烯的散熱不同,硅負極的確極大的吸引了邦老師的眼球,目前主要以硅作為負極材料的電池解決方案只有Amprius公司的產(chǎn)品,采用的是硅納米線負極材料。
電池雖然已經(jīng)量產(chǎn),但主要應(yīng)用于3C領(lǐng)域,且成本高昂,完全不具備動力電池應(yīng)用前景,雖然這家公司和特斯拉之間的緋聞就從來沒間斷過。
Amprius官網(wǎng)首頁,硅納米線電池是其主要產(chǎn)品
與Amprius的硅納米線相比,埃安的硅負極會是什么技術(shù)路線,目前完全不得而知,以1000公里的續(xù)航數(shù)字來估算,這種電池技術(shù)肯定不會是極具顛覆性的,但是到底是什么,現(xiàn)在還真的是無從知曉。
邦點評
如果讓邦老師自己給這三張大餅排個順序的話,智己的方案雖然看上去有些飄,但實際上是最接近量產(chǎn)狀態(tài)的,畢竟,來自寧德的加持力度還是很大的,再加上今年這臺車只需要“近”1000公里,達到和超過1000公里的光榮任務(wù)等著明年的SUV去完成呢。
第二就是蔚來,雖然說得是最久遠的期貨,2022年年底,但實際上每一項重要的技術(shù)都能看到清楚的實現(xiàn)路徑。
最后的埃安可以說完全是X,既有可能比誰都搶先一步,也有可能落在最后一個,畢竟現(xiàn)在關(guān)于埃安,除了石墨烯、硅負極、1000公里幾個關(guān)鍵詞之外,真正的有用信息迄今為止分毫未見。
形象點說,智己的餅,原料齊備,方法簡單,就是烙出來可能小一點,不夠大。
蔚來的餅,原料差不多齊了,制作方法有點復(fù)雜,但好在手里有菜譜,雖然會慢點,但是最后肯定還是可以出來的。
最后,埃安的餅,有點不好說,制造方法獨辟蹊徑,而且還沒菜譜,至于能烙出來一張什么口味的大餅,用多長時間出爐,原諒邦老師才疏學(xué)淺,廚藝不精,猜不出來。
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