日前,在2023車展期間,蜂巢能源攜龍鱗甲電池、短刀電芯等產品亮相。蜂巢能源董事長楊紅新透露,龍鱗甲電池已經獲得多個車型定點。
2022年12月,蜂巢能源在第三屆電池日活動上發布了龍鱗甲電池。龍鱗甲電池可兼容鐵鋰、三元、無鈷等全化學體系方案。據了解,采用磷酸鐵鋰電芯的龍鱗甲電池系統體積成組效率為76%,續航超800公里;采用高錳鐵鎳電芯的續航里程可達900公里;采用三元電芯的龍鱗甲電池續航則超過1000公里。
另外,龍鱗甲采用雙面冷卻設計,有助于快充技術。展會現場,蜂巢能源還向參觀者展示了龍鱗甲熱失控實驗視頻,最終通過熱失控測試。
在成本方面,龍鱗甲采用底出防爆閥設計,這種設計將電芯和電池包底部之間空間合并,可提升體積利用率,降低成本;在電池包層級,龍鱗甲采取先進的“熱-電分離”設計,這使帶電地位的絕緣防護的要求有所降低,成本也會更低。
楊紅新表示:“還有其他的一些體積密度提升帶來的低成本,相比于傳統方案,龍鱗甲電池降本大概有一千元到兩千元。”
續航千公里成車企標配
截至目前,已有多家電池廠商及車企相繼給自家產品打上“1000公里超長續航”“幾分鐘快充”等標簽。新一輪的續航里程競賽就此拉開序幕。
車企執著于爭搶千公里續航標簽的背后,是消費者們普遍存在的“里程焦慮”。為解決這一問題,不少新能源汽車品牌紛紛將產品的目標續航里程定在1000公里。
例如,去年7月,上汽集團與清陶(昆山)能源發展股份有限公司簽約成立聯合實驗室,將聚焦1000公里以上長續航固態動力電池的量產應用、固態動力電池4C快充技術等。同月,沃爾沃汽車宣布,其與瑞典電池制造商Northvolt合作研發的新一代電池續航里程已達1006公里。年初,廣汽埃安旗下AION LX Plus正式上市,頂配車型的續航里程也達到1008公里。
不過,也有部分車企至今都沒有推出續航1000公里的純電車型,并且明確表示不會特意延長產品的續航里程。大眾汽車集團(中國)CEO馮思翰曾在業績溝通會上表示:“公司目前沒有推出1000公里續航電動汽車的計劃。在電池技術沒有實質性突破的情況下,高續航的電動汽車需要搭載更重的電池,為此要搭配極高成本的、更輕的車身,整車的成本也會越來越高,這是一個惡性循環。”
特斯拉CEO馬斯克也在社交平臺上表示,續航里程太高沒有意義。“特斯拉早在12個月前就可以生產續航里程達600英里的ModelS,但那會導致大部分時間里需要攜帶額外重量的電池,加速、操控和效率會更差。即使我們目前超過400英里的續航里程也幾乎超過任何人的需要。”
長續航意味高成本
眾所周知,決定一輛新能源汽車是否具有競爭力的因素有三個:成本、能量密度和安全性。
成本,特別是動力電池的成本,占到了整車成本的30%-40%,也就決定了整車的整體價位;能量密度,同時還包括電池重量和體積因素,決定了整車的續航能力;動力電池的安全性則幾乎是一輛新能源汽車的生命線,沒有人愿意坐在一塊極易燃燒的大電池上面飛馳。
因此,成本越低、能量密度越高、充電速度快、安全性越高,自然就是一款動力電池的最優技術路線,但是往往這幾者之間難以同時兼得,甚至是互相矛盾。
最近,正如中科院院士歐陽明高在中國電動車百人會論壇(2021)上講到:“如果有人告訴你,這個車能跑1000公里,幾分鐘能充滿電,還很安全,成本又很低。以目前的技術來講,他一定是騙子。”
歐陽院士的話說得很嚴謹。因此嚴格來論,這幾家推出1000公里續航的新能源車企,都還得不到“騙子”的稱號,畢竟他們還沒有宣稱一款電池可以同時達成所有的性能,而幾乎所有的長續航電池現在成本都非常高。
我們不妨先從近十年來動力電池的幾次技術演進,看下這幾項性能之間的相互制約關系。
在新能源汽車興起時的六七年前,由于乘用電動車消費量極小,大多是公共交通、出租車等商用車使用場景,這時候的動力電池普遍采用能量密度低但安全性好、成本也低的磷酸鐵鋰電池的技術路線。
隨著2017、2018年,新能源汽車開始進入大眾乘用車市場,消費者普遍更加關注續航里程的問題,因此,能量密度高,成本效益比更好的三元鋰電池成為當前市場的主流,但三元鋰電池層出不窮的燃燒爆炸事件也讓很多人記憶猶新,而且只要接連幾起的電池燃燒爆炸幾乎就能毀掉一個新能源汽車品牌。
而到了2020年,經過技術升級的磷酸鐵鋰電池,從結構上使得能量密度得到提升,而同時又在安全性和成本上占有優勢,又顯示出份額上升的強勁勢頭,從而和三元鋰電池技術路線開始了新一輪的捉對廝殺。
但現在雙方戰局剛一拉開,一個野蠻人又闖了進來。以蔚來汽車推出的“固態電池”為代表的新一代動力電池技術一下子搶過了所有的風頭,讓原有技術路線一下子有了被“顛覆”的感覺。
但事實上,新一代超長續航動力電池想要走向量產商用落地,仍然還有很多的關要闖。而最根本也是最難以解決的問題,就是長續航和低成本之間的矛盾,而這也是超長續航的動力電池能否如期落地最大制約因素。
充換電基礎建設才是重中之重
市場研究機構Markets and Markets發布的報告顯示,充電樁市場的潛力巨大。據預測,電動汽車充電樁的市場規模將從2017年的32.2億美元增長至2023年的304.1億美元,在2018年至2023年之間的復合年均增長率為41.8%。
從電動汽車充電樁的全球分布來看,中國在充電基礎設施部署方面已處于世界領先地位。安富利華東區銷售總監王航表示:“中國正在快速部署電動汽車充電樁,過去三年全國充電樁保有量的年均復合增長率約為50%。充電樁規模的快速增長在全國形成了龐大的充電設施網絡。如今,充電基礎設施已遍布全國各個角落,其觸角甚至擴展到了偏遠的農村。”
“中國電動汽車充電樁市場正以每月新增約30,000個充電樁的速度快速增長。目前的車樁比約為3:1。隨著電動汽車的制造和銷量在中國持續增長,未來充電樁市場也將迎來進一步擴張。” 王航補充道。
除了制造商的支持,中國電動汽車充電基礎設施的部分增長動力來源于“新基建”的建設。新基建吸引著來自全國乃至全世界的投資。“甚至一些互聯網公司也在進入這個市場,推動產業的智能化和數字化轉型。”王航指出。
王航預計中國充電基礎設施在未來幾年將保持50%的年均復合增長率。但是,目前國內充電基礎設施的利用仍然面臨著一些挑戰,亟需良好的維護、日常運營以及可持續的盈利模式。