图片：孚能科技董事长王瑀在2022世界动力电池大会“下一代电池技术创新”分论坛做主题分享
截止2022年6月底，中国新能源汽车的保有量已经突破1,000万辆。随着新能源汽车发展持续加速，汽车动力电池的性能提升也在日益加速。7月22日，在四川宜宾举办的2022世界动力电池大会上，全球领先的动力电池企业孚能科技的董事长王瑀在与行业分享的下一代动力电池的技术创新中指出：一块未来的理想电池，需要在具备高能量密度的基础上，具备安全性、耐低温、高功率、长寿命和超快充等多种特性。
高能量密度，将实现动力电池性能和成本的双赢
自21世纪初锂离子动力电池技术成熟以来，动力电池技术已经历三次大的迭代。早期，钴酸锂电池的电芯能量密度刚刚超过100Wh/kg，而今天，大众耳熟能详的三元锂、4680等电池的电芯能量密度已近300Wh/kg。但这一数据与燃油车仍有很大差距，汽油的能量密度约为3500Wh/kg，是当前电池能量密度的10倍以上，电动汽车不得不背上沉重的电池包，才能满足用户对续航里程的需求。
性能和成本之间的平衡一直是动力电池行业的重要课题。从短期看，在安全的基石上，性能和成本仿佛跷跷板的两端，一方的提高往往意味着另一方的妥协与让步。在2022世界动力电池大会上，广汽集团股份有限公司董事长曾庆洪曾提及，动力电池成本已占汽车总成本的40%-60%。近期，越来越多的车企因为成本选择磷酸铁锂电池，但其较低的能量密度，让选用磷酸铁锂电池的纯电汽车其续航里程很难突破700KM。
但事实上，电池的能量密度和成本并不是站在绝对的对立面。随着电池材料科学不断创新进步，以及半固态、固态电池技术带来安全冗余的提升，更多高活性低成本材料的替代应用成为可能，单位能量的制造成本将不断降低。孚能科技指出，从长期来看，动力电池的性能和成本会呈现“剪刀差”效应，动力电池的价格每年会下降8%-12%，而电芯的能量密度每10年会增长7%-8%。
基于这些判断，王瑀认为高能量密度是未来动力电池最重要的特征之一，并带来性能和成本的双赢。他指出：一块未来的理想电池，应该具备六大特征，包括模组能量密度高于300Wh/kg、一次充电续航里程大于800km的长续航、10分钟内能充满80%的快充便利性、以及根绝热失控的绝对安全性、高可回收性、和化学元素低成本性这六大特征。而其中以高能量密度为代表的性能提升，是未来动力电池的先决需求。
图片：孚能科技认为，一块未来的理想电池应兼具安全、性能和成本的优势
“1+N”，孚能科技叩开下一代电池的大门
在通往未来理想电池的道路上，孚能科技是行业内最领先的品牌之一。作为中国第一大软包动力电池生产商，拥有超过20年动力电池开发经验的孚能科技，始终将提升电芯能量密度作为技术研发和核心方向。目前，这一指标优于目前其他头部动力电池企业的同类产品，包括特斯拉所使用的4680电池（其电芯密度约等于300Wh/kg）。除了高能量密度特性外，孚能科技的高能量密度方案还同时具备高安全、耐低温、高功率、长寿命和超快充等五大特性，形成了极具特色的“1+N”解决方案。
图片：孚能科技推出的新一代电池，具备“1+N”的技术特性
电芯高能量密度的实现来源于电化学体系的改善和提升。孚能科技是全球首家将硅碳复合材料作为电池负极材料并实现商业应用的企业。据王瑀介绍，孚能科技通过近十年的研发，才成为行业首家实现突破硅材料应用的企业。硅作为近期热度较高的负极材料，能凭借其高容量特性极大提升了电池的能量密度，硅的理论容量能达到4200mAh/g，远优于当前广泛使用的石墨材料的容量（372mAh/g）。而孚能科技还在电解液中引入了固态电解质，形成半固态的电解液形态，借助其较好的离子导电性，有利于提升电池的循环性。据介绍，孚能科技的330Wh/kg高能量密度电芯技术，比当前行业内常规的高能电芯在能量密度上提升25%以上，换句话说，在不增加电池模块体积的前提下，可以帮助车辆实现续航里程25%以上的提升。
当然，作为动力电池技术的基点，安全性也是实用化的前提。孚能科技的高能量密度电芯技术通过了美国能源部下属的认证实验室INL（Idaho National Laboratory）和SNL（Sandia National Lab）的专业安全认证，包括过充电、过放电、外短路和热箱测试。
此外，还有众多消费者关心的高低温性能。传统观念中，能量密度越高的电池在低温状态下往往容量保持率低下。而孚能科技的高能量密度电芯技术做到了-20度到55度的环境内都可以保持优异的容量保持率，尤其在-20度环境下其容量保持率接近90%，远高于当前主流锂电池技术在-20度60%左右的容量保持率。
还有快充性能。作为最受消费者诟病的一项挑战，电池行业将1小时内将电池充满计为1C，速度越大则代表快充性能越好。现在，新一代的电池技术在快充方面普遍向2C甚至3C冲刺，一些电池技术可以做到在60%-70%的电量内接近4C，也包括孚能科技。据介绍，得益于硅含量的增加，孚能科技显著提升了电池的倍率性能，在2.75v条件下，3C 放电容量保持率大于98%；而在快充10%-80%时，其时间少于15分钟，并具备高达1500次的充电循环寿命。
“330”电池即将全面投产，孚能科技向“400”及全固态技术冲击
孚能科技的达到330Wh/Kg能量密度的电芯技术也得到了行业的高度关注。2020年，尽管该技术尚处于技术验证阶段，孚能科技就已凭此获得了美国汽车研究委员会（United States Council for Automotive Research LLC, 简称“USCAR”）的2020年度团队成就奖（USCAR 2020 Team Awards）。该奖项由USCAR于2003年发起，旨在表彰通过潜心技术研究，攻克关键技术难题和挑战，实现技术革新的杰出团队。
图片：孚能科技新一代电池技术，得到USABC“三个首创”的优秀评价
USABC（United States Advanced Battery Consortium，美国先进电池联盟）也对于孚能科技的该技术给予极高评价，并用“三个首创”来概括，包括：它是第一个唯一同时满足USABC*2023 EV电池成本目标（0.1美元/Wh）、超高能量密度（330Wh/kg）和循环寿命（1,000+）的汽车应用关键技术指标的项目，也是USCAR迄今为止验证过的最佳电池技术；它是首家使用高比能硅碳复合材料作为电池负极材料，来实现电池能量密度并兼具长寿命和高动力学性能优势的全球动力电池企业；它是目前美国先进电池联盟首屈一指的成功案例，同时也将是未来几年新能源汽车应用领域的典范。目前，该电池技术已部分应用于市场，并赢得了一些对电池性能有高要求的顶级车企品牌的青睐。
王瑀在分享孚能科技电芯技术路线布局时提及，正在产业化的330 Wh/kg电池仅仅是个开始，目前孚能科技已储备350Wh/kg的下一代电池技术；并正在积极开发能量密度达到甚至超过400Wh/kg的新电池技术，包括半固态和固态电池技术，其快充特性甚至能够超过6C。
王瑀指出，作为动力及储能电池系统产品及方案整体提供商，孚能科技不仅将为低碳绿色出行贡献力量，还将服务于更多的行业级场景，而由孚能科技引领的高能量密度动力电池技术不仅可以提供更高的真实续航里程和更快的充能时间，也可能会对行业未来技术路线和产业路线的发展产生深远影响。
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