解決純電動車的里程焦慮問題,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的兩種途徑分別是換電和超級快充。
前者是蔚來引以為豪的領(lǐng)域,現(xiàn)在也有越來越多的車企加入蔚來的換電網(wǎng)絡(luò)。不過,換電這條路究竟能不能走通還是值得探究的,主要是看看吉利、長安和蔚來這三家車企要怎么合作,怎樣才能做到“千車一站”,反正我個(gè)人并不太看好換電模式。
后者是最近這一兩年來業(yè)內(nèi)討論最多的,得益于800V超高壓平臺的普及,純電車的充電速度也越來越快,從普通的快充到后來的3C超級快充再到現(xiàn)在的5C極速快速,五六百公里的純電續(xù)航只需要短短十幾分鐘就能充滿,便利性無限接近油車的補(bǔ)能方式。
極氪自研的20kW直流家充樁&極充樁。
不過,拋開電池安全去談超級快充始終還是不現(xiàn)實(shí)的。就像中國科學(xué)院院士歐陽明高在早前所說的:“未來在乘用車充電方面,主體是慢充,只有大約20%的情況下需要快充,這部分主要是應(yīng)急快充?!贝蟾乓馑季褪窃诟咚偕喜艜每斐?,日常通勤還應(yīng)該是慢充為主。
快充對于電池來說確實(shí)是一種傷害:充電速度過快,很容易就會加速電池的極化,導(dǎo)致電池端電壓與充入電量不成正比,影響電池的容量和壽命;過快的充電速度還會導(dǎo)致鋰離子在負(fù)極表面積聚、析出,形成鋰晶枝,刺穿隔膜,引發(fā)電池短路,甚至是熱失控。
極氪的極充V3很快就會落實(shí)到位。
從品牌創(chuàng)立至今還沒有過一起自燃事故的極氪很清楚,要想普及超級快充技術(shù),解決純電車的里程焦慮問題,首先要解決電池的安全問題。
這個(gè)問題也絕不僅僅只是提高平臺電壓、用上更高級的BMS電池管理系統(tǒng)就能解決,還得從電池內(nèi)部材料著手,去改變正負(fù)極的結(jié)構(gòu),改變電解液的物理性能。這才有了前兩天亮相的金磚電池。
和很多快充電池不同,極氪的金磚電池采用的是磷酸鐵鋰材質(zhì)。
和三元鋰電池相比,磷酸鐵鋰電池確實(shí)不太適合快充。原因有很多,其中我覺得最主要的就是其橄欖石的電極結(jié)構(gòu)決定了電子在里頭不太容易穿梭,所以它的本征導(dǎo)電率比較低,僅為三元鋰電池的百分之一。
但極氪還是選擇磷酸鐵鋰作為金磚電池的材料,主要是從安全的角度出發(fā),就像王某人曾經(jīng)說過的,安全才是最大的豪華配置。磷酸鐵鋰電池不僅循環(huán)壽命比三元鋰電池更長,而且即便遇到針刺實(shí)驗(yàn)這種極端情況,也更不容易起火爆炸。
安全是魚,超充是熊掌,魚和熊掌應(yīng)該如何兼得?極氪的金磚電池從電芯的層面入手,去改變磷酸鐵鋰電芯的物理特性。一般我們看到的很多車企的所謂電池創(chuàng)新,其實(shí)更多只是從PACK的層面入手,從電芯層面入手的很少。
解決磷酸鐵鋰導(dǎo)電率低這個(gè)問題,極氪研發(fā)的“鋰離子全程加速技術(shù)”主要從以下三個(gè)方面入手:
一方面是在正極上加入了納米級的磷酸鐵鋰顆粒,配合復(fù)合導(dǎo)電劑,增強(qiáng)反應(yīng)活性,從而加快鋰離子從正極的釋放效率;
另一方面則是在正負(fù)極之間用超快解電解液提高鋰離子的轉(zhuǎn)移速度,并引入了三層復(fù)合多孔摸,確保整個(gè)快充過程是安全穩(wěn)定的;
最后就是在負(fù)極引入低焓變石墨材料,并在表面采用了低阻抗的SEI膜,且使用了多梯度電極片設(shè)計(jì),目的就是加快鋰離子的移動速度之余,避免其大量積聚在負(fù)極而形成鋰晶枝,刺破薄膜,導(dǎo)致電池內(nèi)部短路。
在電芯的外部,極氪也做了一些創(chuàng)新,例如采用了疊片多極耳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在快充的過程中能讓熱量均勻分布,更加有效的控制溫度;還采用了雙鉚極柱導(dǎo)流設(shè)計(jì),比起過去的單極柱,其過流能力提升了100%。
憑借這兩大技術(shù)突破,極氪金磚電池的充放電速率也達(dá)到了可以媲美超充三元鋰電池的水平。
例如,它可以匹配800V的超高壓平臺,最高充電功率可以達(dá)到500kW,實(shí)現(xiàn)4.5C的充電倍率,也即在超沖的模式下,它能實(shí)現(xiàn)充電15分鐘續(xù)航500+km的能力。這樣的充電速率和目前行業(yè)內(nèi)最頂級的三元鋰5C快充已經(jīng)無限接近——“充電12分鐘續(xù)航500公里”。
很多人都只關(guān)注電池的充電能力,而忘記了它其實(shí)還有一個(gè)放電能力,后者決定了車輛的動力性能。極氪的金磚電池3秒脈沖放電倍率最高可達(dá)16C!這一瞬間的強(qiáng)大能量足以讓極氪的許多車輛的“零百加速”成績進(jìn)入到“3秒俱樂部”。
磷酸鐵鋰電池還有一缺點(diǎn)——低溫性能拉跨,也被極氪的超充技術(shù)緩解了。按照官方的說法,即便在-10℃的低溫環(huán)境下,金磚電池還能保持著比較優(yōu)異的充電速度,比同類電池要提升了至少25%。但具體的充電速度它沒說。
不管怎樣,極氪的金磚電池應(yīng)該是全球范圍里充電速率最快的磷酸鐵鋰電池了。之前的寧德時(shí)代和蜂巢能源也都推出了磷酸鐵鋰的超充技術(shù),但都只是達(dá)到4C這個(gè)級別而已,金磚電池比它們要快上那么半級。
現(xiàn)在,這一塊金磚電池已經(jīng)在衢州的極氪電池工廠量產(chǎn)下線,據(jù)說因?yàn)樯a(chǎn)效率極高,可以有效降低其生產(chǎn)成本——每度電成本降低14.8%。而作為首款搭載金磚電池的極氪007,大家可以大膽去預(yù)估它的價(jià)格了,目前其預(yù)售價(jià)僅22.99萬元起。
當(dāng)然,超級快充的最大的問題還不在于技術(shù)本身,而在于基礎(chǔ)的設(shè)施——真正的超充站實(shí)在是太少了,往往就是空有一身本領(lǐng)而無用武之地。極氪當(dāng)然也看到了這個(gè)問題,所以在這次金磚發(fā)布會上,他們也公布了其超充網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)劃。
目前,極氪已經(jīng)有401座“極充站”了,提供了2261個(gè)極充樁(截止2023年11月30日),覆蓋了全國100座城市,單槍的峰值功率已經(jīng)超過了360kW。這樣的充電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是目前新勢力里頭最大的了。
然而,極氪現(xiàn)在的目標(biāo)是在2024款建成1000座極充站,到2026年累計(jì)建成10000根極充樁,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其“1515便利電”,也即在 15 分鐘找到樁 + 15 分鐘充好電。這一“便利電”是圍繞車主建設(shè)的——2024 年覆蓋 76% 極氪車主,2025 年覆蓋 90% 車主,2026 年覆蓋 95% 車主。
平均每個(gè)站有十個(gè)極充樁,這樣的廣度、這樣的力度以及這樣的充電速度,當(dāng)然是業(yè)內(nèi)少見的。(文|大雄)