引领电动车电池超充技术革命 宁德时代的12年奋起
来源:DIGITIMES科技网发布时间:2023-09-282241浏览
询问 AI电动车动力电池技术经多年演进,在材料、技术等方面持续创新下,持续突破技术上限,有效推进全球电动车产业加速普及。彭博(Bloomberg)报导,如今全球23国已达电动车销量占整体汽车销量5%以上比重的关键临界点比重。
部分国家如挪威、冰岛、瑞典等北欧国家,渗透率更逐渐成为主流,国内市场电动车渗透率也达到16.8%,不仅早在2018年第4季就达到5%转捩点,每季电动车销售量也都维持在全球首位,如2023年第2季销量达120万辆以上,同期美国仅28.54万辆销量。
国内电动车市场的飞速发展,拜国内本土电动车供应链的内部封闭式竞争环境刺激所赐,带动从比亚迪、宁德时代到一众国内电动车造车新势力的蓬勃成长与技术崛起,近年逐渐展现出口海外市场的扭转之势。
电池技术加速创新 争抢快充市占大饼
在影响电动车采用普及率一大关键的电动车电池快充技术领域,近期宁德时代于2023年8月16日举办的新品发表会中,首发全球首款磷酸铁锂(LFP)材料开发的新型超快充电池「神行超充电池」,宣称充电10分钟就可得到400公里行车续航里程,整车续航里程可达到700公里。预计2023年底就要实现量产,2024年首季可见采用神行超充电池的电动车正式上市。
在2023年德国慕尼黑举办的德国国际车展(IAA Mobility 2023)上,宁德时代也在会中面向欧洲市场,隆重发表神行超充电池。
宁德时代近年来一直在加速电池技术的升级更新,在2021年发布首代纳离子电池,该款电池能量密度达到1,600Wh/kg,宣称具备高能量密度、高充电倍率、热稳定性强、低温效能良好等优势。2022年宁德时代开发出麒麟电池,采用第三代CTP(Cell To Pack)技术,带动麒麟电池体积利用率最高达72%,有助提高麒麟电池电量表现。
宁德时代也于2023年上海车展期间,发表自研单体能量密度最高可达500Wh/kg的凝聚态电池;现阶段宁德时代也正在进行无钴电池、M3P电池、无稀有金属电池等电池技术的布局。宁德时代董事长曾毓群2023年3月曾指出,宁德时代新一代M3P电池预计将于2023年量产交货。
揭神行超充电池 技术、材料助攻低成本普及
如今最新发布的神行超充电池,凸显宁德时代在加速汽车电动化转型的技术使命。如曾毓群曾指出,作为新能源汽车的心脏,动力电池承载着重要使命,是世界新旧动能转换和汽车消费复苏的顶梁柱。因此,可见近年来宁德时代在自主电动车电池技术上的加速跃进。
神行超充电池标榜的超快充技术,也即将成为全球电动车产业下一个竞争热点领域,超快充被视为可加速缓解电动车里程焦虑的关键技术,借此有助加速消费者选择电动车而非燃油汽车。现阶段在汽车市场,能源补充速度即电动车最大劣势。如今宁德时代宣称的神行超充电池的充电效率,已相当接近燃油汽车加油速度水准。
采用磷酸铁锂作为基础材料,宁德时代推神行超充电池的真正目标,即带动电动车销售的普及。这也一改过去所有在发展快充电池技术上,都是采用三元锂材料为基础的情况。
宁德时代在神行超充电池上采用了一系列新技术,同时在安全性及使用寿命上做出改进。如神行超充电池采用超电子网正极技术、充分纳米化磷酸铁锂正极材料;负极材料上,采用宁德时代最新研发的第二代快离子环技术,增加锂离子嵌入通道并缩短嵌入距离。神行超充电池并采用多梯度分层极片设计,达到兼顾快充与续航力的平衡性。
神行超充电池则采用宁德时代全新开发的超高导电解液配方,此配方有效降低电解液黏度、进而有助明显提高导电率;同时优化超薄SEI膜,进一步降低传导阻力。
同时,宁德时代也顾及电动车快充的安全性,在神行超充电池安全性上进行优化,并强调在低温环境下的优势,克服磷酸铁锂材料对温度先天较为敏感、低温环境运行不良的问题。
宁德时代称,在神行超充电池系统平台上采用电芯温控技术,低温环境下可快速加热到最佳工作温度区间,宣称在摄氏-10度低温环境下,也可达到充电30分钟、电力充至80%的水准,且在低温状态下加速不受影响。亦即可克服寒带国家电动车采用的一大限制问题。
快充电池解决方案若普及 换电站需求急迫?
这类超快充电池技术的问世及加速商用化,在国内电动车领域正对比亚迪、蔚来汽车这类将电动车换电技术商用化的车厂形成新的竞争挑战,因如果能够直接用快充站就可快速完成充电,何须再进行换电?
比亚迪是磷酸铁锂电池具代表性主要采用厂商,随着如今宁德时代推磷酸铁锂超快充电池,获得国内本地长安汽车、华为、奇瑞、吉利、长城、广汽等厂商有意向采用,若在国内市场有更多电动车制造商参与采用神行超充电池,对比亚迪的电池技术来说就是一大不小冲击,也可能进而改变现行国内电动车市场销售态样。
国内造车新势力之一的阿维塔科技,即成为未来首批搭载宁德时代神行超充电池的国内本土电动车品牌之一。阿维塔科技助理副总裁雍军指出,阿维塔已研究神行超充电池一段时间,并已在新产品上进行测试。2019年宁德时代刚发布CTP 1.0,就导入阿维塔的项目中,称宁德时代一直将最好的技术用于阿维塔,包括如今的CTP 2.0、即阿维塔11电动车款搭载的电池。随着神行超充电池发布,双方合作势必持续深化。
但即使电动车搭载可超快充电的电池组,若全球各国没有设置足够多且广布的超级充电站,依然无法缓解车主的充电速度过慢焦虑。
成长速度飞快 全球电池产量超越比亚迪逾1倍
金融时报(FT)报导,宁德时代与比亚迪如今在全球电动车电池领域,已领先于韩国和日本电池竞争对手,这让美国和欧洲思考如何在不依赖国内取得足够电动车电池供应下,刺激在地电动车产业。
宁德时代成立至今仅12年,随着汽车电动化浪潮,已成功切入迄今为止由美国、欧洲、日本和韩国汽车制造商控制的汽车产业。如今宁德时代掌握全球电动车电池市场约37%市占率,为Tesla、BMW、大众汽车(Volkswagen)和福特汽车(Ford)等品牌供货。
宁德时代宣称在创新方面遥遥领先,已展示将研发快速转化为大规模生产的能力,新进入者无法迅速赶上。
Bernstein分析师称,作为全球最大电动车市场的主导电池力量、并拥有本地供应链,宁德时代和比亚迪已成功将其工厂的电池生产资本成本降至每GWh不到6,000万美元,这比乐金能源解决方案(LGES)和SK On每GWh电池生产资本成本为8,800万美元、日本Panasonic为1.03亿美元低上不少。
由于成本差距似乎无法克服,海外竞争对手将自己的未来押在新兴技术上,如韩国LGES、SK On及三星SDI(Samsung SDI),都专门生产采锂、镍、锰、钴所组成NMC正极锂离子电池。这项技术用于在国内境外销售的大多数电动车,与宁德时代磷酸铁锂正极化学电池相较,续航里程更长、效能更高。但价格较贵、寿命较短,且有引起车辆火灾的案例。
瑞银集团(UBS)分析师Tim Bush认为,有关国内磷酸铁锂技术注定将主导全球电动车电池市场的预测,未能认识到国内和西方之间驾驶行为的差异。国内一般电动车消费者,主要在充电基础设施更加完善的国内大城市之间进行短途行车,这与北美消费者用车习惯完全不同。
据韩国能源市场研究机构SNE Research调查,2023年上半全球动力电池产量市占率龙头为宁德时代、达到36.8%,合计产量112GWh,大幅领先排名第2位的比亚迪15.7%市占率。
责任编辑:毛履万亿
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