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1000km的數(shù)字之后,在接下來的一周時間內,先是智己汽車在上海亮出1000km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1000km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,1000km數(shù)字前面的“近”字頗有點不甘心
1月15日,埃安的1000km海報刷爆邦老師朋友圈
三個1000km,一周之內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500km續(xù)航左右的產品列表,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1000km
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)布會當中,1000公里續(xù)航這個數(shù)字就已經出現(xiàn)在新聞當中了。鏈接在此
但是在當時的報道當中,1000公里續(xù)航產品的提法是五年內落地。一個月時間不到,從五年內落地,變成明年量產,然后在今年年底計劃交付的第一個量產型號的性能參數(shù)當中也要寫上“近”1000km的字樣,呃(⊙o⊙)…
當然在智己的發(fā)布當中還是透露了他們實現(xiàn)1000km宏偉目標的主要技術手段,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,已經快要到達理論能量密度的上限,而硅這種材質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)者們早就已經把眼光瞄準以硅代碳了。
不過硅材質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品的電池領域已經應用多年,只是在最近才逐漸克服對高電壓,大電流的適應問題,同時解決了更高級別的安全需求之后,才應用在了動力電池上面。
補鋰
準確的說,這應該是叫預補鋰技術,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??膳铝?,所以研究者們就開始研究如何預先為負極材料補鋰,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1000km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。
智己三電技術信息
苦思冥想,然后邦老師恍然大悟,這不就是領克ZERO concept的電池技術參數(shù)嗎!
領克ZERO concept三電參數(shù)
容量,智己:115kwh,領克:110kwh,20萬公里零衰減雙方一致,智己:上汽寧德出品,領克: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)的領克ZERO concept長圖當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的產物,在領克透露的信息中,我們了解到這個電池采用了C2P的無模組技術,智己的信息中,了解到這個電池采用了摻硅補鋰技術,再加上同樣的20萬公里零衰減,兩臺量產車相近的外形尺寸,最終得出結論,這兩臺車采用的電池包技術高度相似,甚至完全一樣,應該是不用懷疑的了。
至于智己的1000km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,1000km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。不過考慮到領克ZERO concept在宣傳上一直用的是大于700km作為表述,在加上智己的車以后驅為主,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以上的續(xù)航,甚至挑戰(zhàn)一下900的,這個數(shù)字也可以算是“近”1000了吧。
蔚來的1000km
蔚來的1000km目標是基于150kwh電池包的技術,以ET7的車身大小,和Cd0.23的風阻系數(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1000km大餅能不能烙熟,就要看這個150kwh電池的表現(xiàn)了。
NIO DAY發(fā)布當中關于150kwh電池包的關鍵信息
這是NIO DAY上關于150kwh電池包的信息當中最為關鍵的一頁,其中中間的無機預鋰化硅碳負極就是前述摻硅補鋰一樣的技術,所以說蔚來的1000km大餅里面也少不了摻硅補鋰這個重要的原料。另外兩項當中,高鎳正極也是目前已經開始應用的技術,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%,高鎳正極材料已經進入量產狀態(tài)了。
最為讓人陌生,也最讓人興奮的是最左側的這張圖,下面的兩個“固”字可以說吊足了大家的胃口,當然了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,電解質是固液電解質。
這里就需要來討論一下固液電解質為何物了,目前業(yè)內對于固液電解質的定義主要是兩類電解質,一類是主要還是純固態(tài),但是在電解質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都是半固態(tài)即果凍狀,這兩種電解質都可以被稱作固液電解質,至于這塊150kwh的電池到底是哪種,目前信息真的不足。
邦老師對全網信息進行了搜索,關于這塊固態(tài)電池的供應商,當前的傳聞主要集中在兩個方向,第一,依然是寧德時代,這幾乎是國內高水平電池供應商的首選。第二,中科院物理所固態(tài)電池技術的產業(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,簡陋是有夠簡陋的,不過關鍵的幾點信息倒是都能對的上,比如原位固化技術,混合固態(tài)電池技術等,公司創(chuàng)始人是中國工程院院士陳立泉,也是國內固態(tài)電池領域的權威專家了。這么看來,這個公司的來頭可是不小,畢竟寧德的固態(tài)技術積累此前鮮有耳聞,而陳立泉院士可以說是國內固態(tài)電池研究領域的第一人了。所以從半固態(tài)電池這個重要的創(chuàng)新點上來說,衛(wèi)藍成為電池供應商的幾率并不低。
埃安的1000km
石墨烯可以說已經快成為埃安的聯(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1000km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手機就已經開始使用石墨烯散熱技術了。
Magic2石墨烯散熱技術海報
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,這項技術在動力電池當中應用的話,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公司的產品,采用的是硅納米線負極材料。電池雖然已經量產,但主要應用于3C領域,且成本高昂,完全不具備動力電池應用前景,雖然這家公司和特斯拉之間的緋聞就從來沒間斷過。
Amprius官網首頁,硅納米線電池是其主要產品
與Amprius的硅納米線相比,埃安的硅負極會是什么技術路線,目前完全不得而知,以1000km的續(xù)航數(shù)字來估算,這種電池技術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狀態(tài)的,畢竟,來自寧德的加持力度還是很大很大的,再加上今年這臺車只需要“近”1000km,達到和超過1000km的光榮任務等著明年的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)在關于埃安,除了石墨烯、硅負極、1000km幾個關鍵詞之外,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,原諒邦老師才疏學淺,廚藝不精,猜不出來。