宁德时代带来了「新故事」。
8 月 16 日,宁德时代举行了一场引人注目的发布会,正式发布了全球首款磷酸铁锂 4C 超充电池——「神行超充电池」。这款磷酸铁锂电池实现了「充电 10 分钟,续航 400 公里」的超充体验,同时续航里程也能够达到 700 公里以上。
【资料图】
事实上,在发布会之前,有关宁德时代将推出超充产品的消息早已传出。从 2023 年的世界动力电池大会,到第 13 届中国汽车论坛,宁德时代首席科学家吴凯多次暗示这一重大消息。
神行超充电池发布会现场 | 宁德时代
尽管发布会时间有限,只有短短半小时,但它却可能具有划时代的意义。宁德时代国内乘用车事业部 CTO 高焕表示,「回顾新能源建设的发展史,你会发现从今天开始,超充时代已经全面到来。」
那么,大家最为关注的一个问题是,宁德时代的超充技术方案如何?新的超充产品具体的量产时间,以及与合作伙伴的合作情况?
01
「新电池」意味着什么?
事实上,超充电池并非新鲜事物。
近年来,快速充电成为各大电池企业的主要竞争领域之一,同时也是电池技术研发最为密集的领域。快充对电池结构、材料、三电系统等方面提出了较高要求。在这个领域,各大电池企业纷纷推出了自家的超充电池产品,如宁德时代、中创新航、欣旺达、蜂巢能源、亿纬锂能等。
长期以来,实现各种超充平台的前提是采用三元锂电池。在行业中,基于三元的超级快充电芯,已经基本实现了 2C 到 4C 的快速充电倍率,并正向 5C 到 6C 发展,而磷酸铁锂电池在很多人的认知中仍然停留在 2.5C 的功率水平。
这里需要进行一些科普,其中的「4C」指的是动力电池的充放电倍率,即电池能够在 15 分钟内充满的能力。字母「C」被用来衡量动力电池充放电倍率的大小,标准充电速度被定义为 1C。简单说,1C 充电意味着电池系统可以在 60 分钟内充满电,2C 充电则在 30 分钟内充满电,3C 充电在 20 分钟内充满电,而 4C 则代表仅需 15 分钟即可充满电量。
神行超充电池仅需 10 分钟即可行驶 400 公里 | 宁德时代
然而,神行超充电池最大的突破,在于实现了磷酸铁锂电池的 4C 充电体验。宁德时代国内乘用车事业部产品经理吴镇华表示,「神行快充电池作为磷酸铁锂电池 4C 的创新,其最主要的成果是解决了磷酸铁锂电池导电率低的问题,并降低了快速充电时的热量产生,因此,相对于结构上的创新,该电池在内部系统方面更具创新性。」
具体而言,神行超充电池具备三大优点:
充电速度极快,仅需 10 分钟即可行驶 400 公里;
具备全温域闪电快充功能,能够满足低温环境下的充电需求。即使在零下 10 度,低温环境下也可以在 30 分钟内充电至 80%;[page]
可以满足长续航的需求,续航里程可达 700 公里以上。
零下 10 度环境可以在 30 分钟内充电至 80% | 宁德时代
据了解,宁德时代在正极、负极、电解液等材料以及系统结构方面进行了创新。解决了磷酸铁锂电池在超快充方面存在两个难题:较高的内阻和电压测算的困难。
首先,宁德时代改进了正极材料,让电池里的能量传输更快。他们使用了特殊的纳米材料,就像是把电池里的道路变得更宽敞一样,电能可以更快地通过。同时,他们还建造了一个超电子网络,让电能可以更容易地通过,就像是给电池里增加了一条高速通道,这样电池就可以更快地充电了。
其次,他们对负极表面进行了改良,增加了一些特殊的通道,让电能可以更快地通过,就像是给电池里增加了一条快速通道。同时,他们还设计了一种特殊的电池片,可以在快速充电和长续航之间找到一个完美的平衡。
此外,宁德时代研发了一种特殊的电解液,可以让电池的能量传输更快。他们改进了电解液的配方,让它的导电能力更强,粘度更小,就像是让电池里的液体变成了更流畅的河流,这样电能就可以更快地传输了。此外,他们还改进了电池里的一层特殊膜,可以让能量更容易传递。他们优化了这层膜的结构,让电能可以更快地通过,就像是让电池里的道路变得更畅通一样。
通过这些创新措施,宁德时代成功地突破了磷酸铁锂电池的限制,实现了高速充电的目标。据业内估算,这一市场空间或超过千亿元。
据了解,神行超充电池在 2023 年底即可实现量产,明年一季度搭载该电池的新车将正式上市。
02
超充时代来了?
磷酸铁锂电池已经存在很久,为什么宁德时代现在才来「重新发明」?
在活动现场,宁德时代高管们认为新能源汽车市场用户侧发生了两个明显变化:首先,用户群体正在从先锋用户逐渐转向大众用户。根据埃弗雷特罗杰斯(Everett Rogers)的创新扩散理论,当新技术的渗透率低于 16% 时,先锋用户通常占据主导地位;而当渗透率超过 16%,市场开始向更广泛的大众用户拓展。在 2022 年,我国新能源汽车的渗透率首次超过 16%,达到了 25%。
其次,需求的变化也是推出神行电池的原因之一。随着电池能量密度的不断突破,续航问题已经基本得到解决。如今,消费者更加关注的是快速充电的问题。慢充需要 8 个小时以上,而快充也需要至少一个小时,这无疑制约了很多消费者购买电动汽车,尤其是对于那些需要长途驾驶的人来说,他们不愿意在高速公路上花费过长时间进行充电。
在过去的五一或十一等假期,电动汽车充电焦虑问题尤为突出。大部分高速服务区只配备了 2 到 3 个充电桩,配备 4 到 6 个充电枪,充电设施的不足仍然无法满足充电需求,这导致电动车主面临严重的供需矛盾。[page]
神行超充电池续航里程可达 700 公里 | 宁德时代
神行超充电池,能解决这个矛盾吗?
首先,神行电池的问世和量产意味着,成本更低的磷酸铁锂电池,也能实现更长的续航里程和更快的充电速度,从而有效缓解了广大用户对续航里程和充电速度的担忧。
目前,实现 4C 快充的三元电池成本较高。例如,宁德时代的麒麟 4C 快充电池主要应用于高端车型,售价超过 40 万元,而价格在 30 万元以下的车型中几乎找不到超快充电车型。例如,理想汽车的首款纯电动车型 MEGA,价格超过 50 万元,使用了宁德时代的 4C 麒麟电池作为配套电池。
尽管宁德时代在发布会上没有透露神行超充电池的具体成本,但多次强调该产品将普及到普通家庭。这意味着神行超充电池的推出,将大大降低电动汽车的充电焦虑,赋予普通用户更加便捷和经济实惠的充电体验。
其次,得益于长续航 + 超快充,神行电池将有助于纯电动汽车渗透率的提升。
尽管在过去几年里,中国新能源汽车市场的渗透率从 5% 增长到 35%,但实际上,其中包括了插电式混合动力和增程式车型的「胜利」。
数据显示,2023 年上半年新能源汽车市场整体销量为 294.36 万辆,同比增长 40.4%。其中,纯电动车销量为 200.6 万辆,同比增长 22%;而插混和增程车型销量为 93.5 万辆,同比增长 105%。插混和增程车型的销量增速连续四个季度超过纯电动车,成为推动整个市场增长的核心动力源。
这主要是成本和消费场景的影响。与同级别的纯电动车型相比,插混和增程车型减少了动力电池的容量,虽然增加了一个发动机或增程器,但整体成本反而降低。与此同时,随着新能源不断向下沉市场扩张,越来越多的普通消费者开始接触新能源汽车,城市用电和长途用油的多样化场景选择,使得他们更容易接受插混和增程车型,而不是纯电动车型。
值得注意的是,在最新的神行超充电池发布会上,长安、奇瑞、广汽、吉利、长城、华为、合众汽车等高管通过视频表达了祝贺之意,希望共同打造超充电池生态圈。吴镇华表示,部分企业已表达合作意向或已经在开发和验证阶段,有些已经开始进行合作洽谈。
自 2020 年比亚迪发布刀片电池以来,此后公司一路高歌猛进,成为磷酸铁锂电池的代表。而神行超充电池的推出,可以看作是宁德时代对比亚迪的一次回击。
接下来,在宁德时代之后,将有更多的电池企业加入进来,拉开磷酸铁锂的「快充时代」,加速电动汽车行业的发展。
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