不论续航1000公里的电动汽车何时到来,锂电池TWh时代到来的进度如何,可以肯定的是,电动汽车时代与锂电池TWh时代终将到来。迎接电动汽车时代,备战锂电池TWh时代,不仅仅是全产业链产能的竞赛,更是新技术、新工艺、新产品、新材料、新体系、智造水平、品牌营销、产业链条等多层面的拼杀。

图片来源:广汽埃安官网

图片来源/广汽埃安官网

自锂电池在动力电池领域大规模应用以来,就时不时有国内外电池初创团队或研究机构宣布将研发目标设定为“实现电动车一次充电行驶1000公里”。彼时,不管是业内还是业外,均一笑了之。  

近期,又有多家公司宣布要推出续航1000公里的电动汽车,不同的是,这一次的主角是车企,不仅引起了业内外的广泛热议,也搅动了资本市场,引发新能源汽车板块股价波动。 

电动汽车续航向1000公里“狂奔”

1月16日,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高在发言中表示:“如果某一位说,它既能跑1000公里,又能几分钟充完电,而且还特别地安全,成本还特别低,那大家不要相信,因为这在目前是不可能的。”  

“欧阳院士的原话是既能跑1000公里,又能快充,还要便宜,这是不可能的,大家忘了那个便宜。”广汽埃安新能源汽车有限公司总经理古惠南于1月17日回应称,“今年1000公里续航的车肯定要出来,快充也是肯定要出的,8分钟充满1000公里,理论上是可以的。”

1月15日,广汽埃安官微发布海报称,搭载石墨烯基超级快充电池的车型8分钟可充满80%,NEDC续航里程1000公里,硅负极电池将进入“月充时代”,这一全新动力电池科技“即将量产搭载,不用等到明年”。受该消息影响,当日A股广汽集团尾盘直接拉升至涨停,港股广汽集团亦大涨19.49%。

电池网(微号:mybattery)梳理发现,除了广汽石墨烯基超级快充电池,还有蔚来固态电池、阿里上汽合资品牌智己汽车搭载动力电池都声称续航超过1000公里。    

1月13日,由上汽集团、张江高科和阿里巴巴集团共同出资成立的智己汽车,全球首发两款量产定型电动车。新车将搭载上汽与宁德时代共同开发的,首次采用“掺硅补锂”技术的电池,单体能量密度达300Wh/kg,最大续航里程超1000公里,在NEDC工况下可20万公里零衰减,并称达到了“永不自燃最高安全等级”。全系电池组容量标配93kWh,高配车型为115kWh。新车预计今年四季度实现量产交付。

1月9日,蔚来在NIO DAY上重磅发布了150kWh固态电池——从固液电解质、负极/正极材料、制造工艺等方面全面创新,突破了原位固化、高性能硅碳负极、纳米级包覆、超高镍正极等多项核心技术,可实现360Wh/kg超高能量密度,最高续航可达1000公里以上。该大容量电池将于2022年第四季度交付。该消息引发11日锂电隔膜、电解液厂商股价全线大跌。

此外,据国外媒体报道,去年底,特斯拉CEO埃隆·马斯克在欧洲电池大会上接受采访时表示,特斯拉正努力为包括半卡Semi在内的未来车型研发可支持621英里(约合1000公里)续航的电池。

电池网了解到,Model S最强性能版本——特斯拉Model S Plaid原型车目前正在测试中,报道称将能实现520英里(836公里)以上的续航里程,预计将于2021年底开始交付,但其售价高达139990美元,国内售价预估为117万元左右。

仅谈续航1000公里没有意义

续航超过1000公里的电池真的可以实现吗?1月18日,中俄新能源材料技术研究院院长王庆生告诉电池网,整车的技术不单是电池的技术还有电机高效率轻量化技术、电控智能节电技术、车身结构流阻技术、车身轻量化技术等等,如果仅就续航满足1000公里,这个数字之争其实没有意义,因没有说明使用的条件和具体参数,例如装多少电池、行驶工况、整车重量、时速指标等,也没有说就是依赖电池技术获得完成。

在王庆生看来,“超级快充石墨烯电池,可在8分钟充满80%的电量,NEDC续航超过了1000公里”这几个条件放在一起谈存在一些问题:“因为我们都知道石墨烯材料特点,加入石墨烯是在一定程度上可以提高和改善电池大倍率充放电性能(据实验验证最高不过15% 左右的效率提升,且成本升高),但并不提高电池的储能效率,另外如果8分钟可充满电池80%电量(实际充满80%非显示所达到)因为大家都知道,按照1C/h 标准计那么8分钟就等于7.5C倍率的电流,因为这里没有详细指标只能按照理想值去设想一下;如果满足1000公里续航,则按150kw(按高电压800V设计,这样电流尽可能小),那么电池容量也在187.5Ah,如按上述充电时间计那么就是7.5C电流即1406A ,那么大家可以分析一下;按照国际电工标准电流超过500A的电工配件需要那个档次的,成本需要数倍增加,另外耐受1000A+ 这个电流的电缆、触头以及电池集流体的设计要用何种材料呢?铂金、黄金、还是白银?或者多大的截面积(前提是电池活性材料和结构是能够耐受这个电流密度的)才能满足这个电流下的应用,且能量是守恒的阻抗产生的热(物理产热+化学产热)到哪去消耗呢?如果按500A电流以下设计那么电池容量就只有67Ah(800V),不知如何理解和实现NEDC(新欧盟驾驶循环测试非实际工况)续航1000公里是否更有意义?再有我们国家的电网设计其实也不准许这样的电流冲击,一台车,要是十台百台呢?看来必须是专线和专网了,故还是要科学分析和面对问题。”

单纯地讲续航里程1000公里没有意义,因为这个可以靠堆更多的电池来实现,而真正有意义的1000公里的续航应该是在电池重量及体积不大幅增加的情况下来实现1000公里的续航。那么这个就需要靠提高电池系统的能量密度和降低电动汽车的百公里电耗这个指标。”伊维经济研究院研究部总经理、中国电池产业研究院院长吴辉在与电池网交流时也表示,“从技术来讲,还是需要依靠高能量密度的电池产品才有可能实现有意义的1000公里续航里程。”

古惠南也坦言,如果8分钟要充电1000公里的话,需要建设高功率的快充桩,技术上可以实现,只是成本高,广汽埃安会按节奏来推广。

“何时可以实现和那种技术可以帮助实现1000公里续航,这个问题需要综合考虑。”王庆生补充说,从1000公里续航逆推影响续航的因素:整车重量消耗的功率、车体流阻消耗的功率、电机功率、辅材能耗功率、辅助功能消耗功率(空调等)、实际工况环境增耗等,还要设计预留SOC%和热场耗能比,最终才是电池的有效功率设计(实际需求容量按理想标准计的,还没有考虑电池离散性造成的容量降低)。科学合理地去设计电动车以实现长续航,要求新能源车的工程师考虑更多的边界条件因素,以此来完成整车的拓扑设计。比如,按目前的电池材料和工艺技术水平,需结合整车的设计及材料的应用,电机电控的选择,实际的应用性能与价格等整体综合因素来考虑整车器件的匹配,以保障新能源汽车的使用性能,也可配以多途径(快速补电换电)技术实现长的续航里程,即为好的产品,而非完成一个指定指标而已。 

仅就电池设计而言,王庆生认为,首先要考虑的是电池安全性、然后是功能性的实现、最后才是能量密度最大限度的提升;这里电池的设计要考虑的因素很多,如采用何种体系设计电池,要考虑电池倍率性能设计合理的集流体结构,要考虑电池正负极活性材料的粒度与比表面积的设计,既要尽可能地降低真实电流密度提高大倍率性能又要控制锂离子过量的消耗,还要具有工艺的可实施性合理的压实密度,要考虑材料杂质的影响又要考虑材料相容性的匹配等,要实现高安全、高能量、高倍率需要系统地从电池的体系、材料、结构、工艺、应用逐一分析解决与控制。

吴辉认为,高能量密度量产目前主要依靠的是高镍材料来实现,但面临着安全性、成本和循环寿命的问题。而电池是要追求能量密度、安全、成本和循环性能的各种指标的平衡。要解决这些问题,就要提高其安全性,比如采用全固态电池,采用更安全的PACK方式,而为了降低成本,则需要规模化的生产能力来降低制造成本,需要提高能量密度、利用电池回收等循环经济理念来降低原材料采购成本等。  

TWh时代车企欲重掌话语权

业内人士指出,车企急于发布超长续航里程产品以及高能量密度电池技术,或许是为了重掌话语权。我们知道,在燃油车领域,车企掌握了绝对的话语权。而在电动汽车领域,动力电池作为新能源汽车最核心、价值量最大的零部件,拥有高端动力电池产能的头部企业,呈现出较强的话语权。

“虽然广汽石墨烯基超级快充电池、蔚来固态电池等概念或者技术是车企发布出来的,但是我认为车企发布的只是结果,也就是他期望或者预计将要达到的电池的性能指标或者效果,但是真正要实现这个技术,还是得靠电池企业来完成。所以推动电池技术真正进步的还是电池行业的企业和研究机构,车企更多的是从应用的层面来提出要求。”吴辉表示。

无论是固态电池、石墨烯电池,还是掺硅补锂、快速充电技术,这些产品技术的发布和应用,都是要以时间和实践标准来验证的,车企的目的我们且不去说,技术的进步是必然的。”王庆生分析称,未来锂电池的发展肯定是不断前行的,高能正极材料的问世、新型体系技术的应用,离子液体的出现,固态电池问题的解决,届时会百花齐放,百家争鸣,但满足动力电池应用的技术指标是一致的,高安全性、高功能性、高能量密度、低廉成本是新能源车所期盼的。但不用车企倒逼,电池企业自身也需要不断地完善推进技术进步。

“近期此起彼伏的高调报道,暴露了车企的心态也说明了电池企业的问题,目前我国行业内缺乏一个系统的完整体系技术的牵头部门,造车的不懂电池、做电池的不懂材料,做材料的不懂应用,致使我们的技术不能有效贯通,有效的技术不能合理应用,都是盲人摸象且闭门造车固步自封,缺少开放和交流。”王庆生呼吁:国家或行业需迅速组织建立起产业技术联盟组织,从技术和产品层面上进行整体规划,有序发展,推动和保障我国的新能源产业能够真正地屹立于世界之林。

此外,近期,“备战锂电池TWh时代”频繁被提及。

1月16日,宁德时代新能源科技股份有限公司创始人、董事长曾毓群表示,未来5年,锂产业市场将迎来井喷期,快速进入TWh时代。

1月13日,韩国市场研究机构SNE Research公布了2020年全球动力电池市场相关数据,2020年全球动力电池在电动车上的装机量达137GWh,同比增长17%。SNE Research还预计,2025年动力电池在电动车上的装机量将达到1163GWh,2030年则为2963GWh;而动力电池出货量预计将在2025年达到1400GWh,2030年达3500GWh。

吴辉认为,这一数据相对乐观,“算上小型电池、动力电池和储能电池在内,我们预计在2025年全球锂电池的需求量将达到或者超过1TWh。”

结语:不论电池续航1000公里的电动汽车何时到来,还是锂电池TWh时代到来的进度如何,但可以肯定的是,电动汽车时代与锂电池TWh时代终将到来。迎接电动汽车时代,备战锂电池TWh时代,不仅仅是全产业链产能的竞赛,更是新技术、新工艺、新产品、新材料、新体系、智造水平、品牌营销、产业链条等多层面的拼杀,“资金、技术、人才、品牌、渠道、供应链,这是一场综合实力和持续耐力的角逐,机会永远属于那些有准备且有实力的人!在新能源的赛道上,我们需要的不是百米冲刺、昙花一现,而是马拉松!”中关村新型电池技术创新联盟秘书长、电池百人会理事长于清教表示。

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与电池网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性,本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。涉及资本市场或上市公司内容也不构成任何投资建议,投资者据此操作,风险自担!

凡本网注明 “来源:XXX(非电池网)”的作品,凡属媒体采访本网或本网协调的专家、企业家等资源的稿件,转载目的在于传递行业更多的信息或观点,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理、删除。电话:400-6197-660-2 邮箱:119@itdcw.com

电池网微信
[责任编辑:张倩]
新能源汽车
电动汽车
动力电池