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中國電池技術取得大突破,擊碎日韓美追趕夢,買車中國電池無腦選

汽車/張軒墨

中國電池技術取得大突破,擊碎日韓美追趕夢,買車中國電池無腦選

在新能源電動汽車領域,電池可以說是全車最為核心的部件,它的好壞很大程度上決定了一輛車的續航和安全性。因此,新能源汽車企業都十分注重電池領域技術的研發,每年的經費投資幾乎都是上億元。但現在市場上,電池名稱這麼多,我們作為消費者又該怎麼區分好壞呢?今天,我們團隊特意整合了目前車企使用的主流電池技術,幫大家一次看個明白。

1、三元鋰電池

主要代表:麒麟電池

應用車企:尚無

寧德時代的麒麟電池,最重大的技術突破就是提升了快充技術,開創性的10分鐘可充滿80%電量,讓充電終於有了加油的速度,可望加快純電車普及。

該產品採用了寧德時代研發的第三代CTP無模組電池包技術,最佳化整合內部空間和電池包內部結構,將電池包利用率提升至72%,從而將電池能量密度提升至255Wh/kg。CTP技術的3。0版本預計將在 2023 年推出,續航達到1000km+,

值得一提的是,這款電池可直接將水冷板放置在電芯之間,增強了電池包的散熱效能,提升了電池的安全性。散熱效能提升,讓電池可以承受更大的電流,這也讓10分鐘充滿80%電量的快充技術成為可能。

麒麟電池推出,則成功碾壓日美聯合研發的特斯拉4680電池。電池在能量密度方面領先,而在散熱、快充技術更是碾壓式領先,如此,中國電池再次成功阻擊西方國家的反擊。

2.磷酸鐵鋰電池

主要代表:刀片電池

應用車企:比亞迪

磷酸鐵鋰電池相比市面上其他電池,具有穩定性佳、安全性高、成本低、使用壽命長的優點,熱穩定性更是所有動力鋰離子電池中最好的,只有電池處於500°高溫以上,化學物質才會開始分解,並且穿刺、短路、高溫都不會燃燒爆炸。

但缺點是,該類介質電池能量密度低,電池重量大,不耐低溫,當溫度達到零下時,充電效率大大降低。

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為了解決這些缺點,比亞迪在物理結構上進行重新設計,將原本的單體方形電芯體型裁剪,並扁平化處理,從側面看,電芯薄而長,酷似刀片,故稱刀片電池。經過處理後的磷酸鐵鋰電池,取消了傳統的模組設計,擴大了電池內部空間,綜合利用率能夠達到驚人的60%,成本也得到了明顯的降低,這點對於國內一些起步的新能源汽車品牌還是十分友好的。同時箱體和電芯更加貼合,相比“刀片化”前,能量密度提高了50%。

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除此之外,刀片電池的安全性也是極強的。在電芯的上下兩面,比亞迪使用結構膠貼上了兩塊耐高壓的強度板,使得每一根電芯都能充當支撐。在電池領域普遍認為最苛刻的針刺實驗中,刀片電池的蜂窩支撐結構可謂是起到了關鍵作用,面對直徑5mm的鋼針,以25±5mm/s的速度穿刺電池極板,它既沒有出現明火爆炸,也沒有冒煙,表面溫度維持在30℃~60℃,安全性堪稱是鋰電池最強。

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可即便如此,磷酸鐵鋰電池體系的“頑疾”還是有一些沒有解決。比如在低溫環境下,磷酸鐵鋰電池的放電量僅有70%,而一同測試的三元鋰電池卻能達到86%。

磷酸鐵鋰的能量密度開發已經在刀片電池上達到了極限,電池容量在現有技術上很難再出現新的突破。比亞迪的的一些電動車已經開始投放使用三元鋰電池。但是,比亞迪仍然沒有放棄對磷酸鐵鋰電池的研究,還在從其他角度上尋求突破。

3.三元鋰電池——NCA鋰電池

典型代表:松下18650電池

應用車企:特斯拉Model 3、小鵬G3、特斯拉Model S

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三元鋰電池市場經過細分可分為NCA鋰電池和NCM鋰電池。其中,NCA鋰電池正極材料由錳、鈷、鋁三種元素組成,三種材料通常的配比為8:1。5:0。5。NCA鋰電池為日本企業主攻方向,電池容量比較高,並具有良好的迴圈穩定性,耐熱性比較差,成本較高,因此製作起來對工藝要求尤為苛刻,稍有不慎就會引燃。

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記得在與刀片電池一同測試作為對比實驗的還有三元鋰電池,在針刺實驗中表現不佳,經過鋼針貫穿後發生了劇烈爆炸,燃燒最高溫度達500℃。

目前,NCA鋰電池的三元材料市場被日本化學、戶田、住友金屬三家企業壟斷,松下、索尼為NCA電池的主要供應商。由於松下18650電池在一定程度上克服了三元鋰電池本身耐熱性差的缺點,且熟練掌握NCA材料的前軀體制備和焙燒合成,高階電池市場幾乎被其佔據了較大份額,一些對於能量密度要求較高的高階電子產品均在使用松下18650。

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松下NCA 18650電芯容量為3。2Ah,相當於每節電池可儲存的電量為11。47wh。雖然,目前國內電池材料廠也在緊張的進行NCA三元材料的研發,但是技術相差甚遠,18650電芯容量僅能做到2。8Ah,而松下在2012就已經開始量產電芯容量為3。4Ah的18650電芯。

4.三元鋰電池——NCM鋰電池

典型代表:NCM811

應用車企:蔚來ES6、比亞迪唐EV、寶馬X1 PHEV

NCM是指正極材料由鎳、鈷、錳三種材料按一定比例組合而成,市場上應用較為主流的電池811N:C:M比例為8:1:1,能量密度可達280wh/kg。對於高續航的電動汽車來說,要想達到更高的標準,除了811別無選擇,這點也是寧德時代、日本松下、韓國LG化學等知名企業在該領域展開激烈競爭的根本原因。誰可以拿到NCM 811的話語權誰就相當於間接拿到了高續航電動汽車市場的壟斷供應地位。

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NCM電池相對原子質量穩定,具有充電速度快,對環境無害的特點,電池容量相比NCA多30%,整體更輕,使用期限更長。但缺點是成本高,鎳含量高,原子過於活躍,材質成分也是不耐高溫,只要稍加不慎,電池很容易起火,幾乎不存在撲滅的可能。因此,無論是國內企業還是國外企業都極力

保障電池安全性。

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說在最後

總的來說,由於技術、材料、成本等多種原因限制,我國三元鋰電池市場較為落後,主要以NCM開發為主,少數企業仍在NCA領域追趕松下。但隨著國內電池企業認知水平的提升和三元材料成本的下滑,國產NCA突破日韓壟斷還是十分有望的。

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