成本更优的 4C 超充,智能电动汽车的下一个「必争之地」
「宁王要开启 4C 超充的成本革命了。」
在看完宁德时代发布的神行超充电池后,现场一位与会嘉宾表示。
8 月 16 日,宁德时代发布神行超充电池,这是一款磷酸铁锂 4C 超充电池,可以实现充电 10 分钟续航 400 公里,而整车的续航里程能达到 700 公里。
这看起来确实是一种技术突破。
2022 年,宁德时代发布的 4C 麒麟电池,采用的是成本更贵的三元锂电池。而神行超充电池,采用的是成本相对便宜的磷酸铁锂。
这带来的革命性意义在于,以往在 30 万元以上车型才会配备的 4C 超充,有望「飞入寻常百姓家」。
在发布会现场,宁德时代乘用车事业部 CTO 高焕提到:「宁德时代还将致力于不断降低超充电池成本,使超充技术成为每台电动车的标配。」
如此看来,宁德时代开启的电池成本革命,或将加速把电动汽车从快充时代带入超充时代。
01
全球首款磷酸铁锂 4C 超充电池,
有啥亮点?
我们先来厘清一个概念,什么是 4C?
C 指的是「充电倍率」,即充电电流相对电芯额定容量(Ah)的倍数,用 C 表示。C 前面的数字越大,充电速度越快。
4C,指的是电池在四分之一个小时 (15 分钟) 内充满,3C、2C 以此类推。
如果你的车辆搭载 100kWh 电池组,在 4C 左右倍率下,峰值充电功率可以达到 400kW,2C 充电倍率将带来 200kW 左右的充电功率。
但是目前,市面上量产的新能源汽车,电池的充电倍率基本在 1C-2C 左右。
2022 年,国内已有搭载 3C 电池的汽车进入市场,小鹏 G9 是其中一款车型,而目前已知实现 4C 快充技术的新能源车型,是极狐阿尔 S HI 版。两款车型售价均在 40 万以上。
2022 年 6 月,宁德时代推出了具备 4C 超充和 1000 公里长续航能力的麒麟电池,目前搭载麒麟电池的极氪 001,价格在 37 万以上,比 100kWh 电池版本的车型贵了 10 万元。
以上车型,大多是基于三元锂电池,性能虽然强大,但相比磷酸铁锂,三元锂在成本上不占优势,更不利于在大众电动汽车市场普及。
到了今年,宁德时代发布的神行超充电池——号称「全球首个磷酸铁锂上 4C 超充电池」。
其中一个特点是,在 4C 的加持下,可实现「充电 10 分钟,续航 400 公里」。
另一个特点是,通过结构突破,整车续航里程突破 700 公里。
在整包结构上,神行超充电池在 CTP3.0 取消横纵梁、端板的基础上,提出一体成组技术:强化电芯与箱体连接界面,保证整包结构强度,实现结构上的突破。在保持优秀的机械性能之下,最大程度发挥整包空间利用率。
第三个特点是低温表现。
在-10℃低温环境下,神行超充电池可以实现 30 分钟充至 80%,磷酸铁锂电池过去一直被诟病耐低温性差,但对神行超充电池而言,也是巨大突破。
想在充电速度、电池成本和续航里程三者之间保持平衡,并不容易。
神行超充电池目前的性能表现,主要是来自宁德时代在四大材料方面的创新:
在正极提速上,采用超电子网正极技术、充分纳米化的磷酸铁锂正极材料,并搭建超电子网,降低了锂离子脱出阻力,使充电信号快速响应;
在负极材料上,采用宁德时代最新研发的二代快离子环技术,对石墨表面进行改性,增加了锂离子嵌入通道并缩短嵌入距离,为离子传导搭建「高速公路」。
在电解液传导上,宁德时代研发了全新的超高导电解液配方,有效降低电解液粘度,提升电导率。
优化超薄 SEI 膜(固体电解质界面膜),进一步降低传导阻力。
据宁德时代国内乘用车事业部 CTO 高焕介绍,神行超充电池计划在今年底实现量产,明年一季度开始装车。
02
宁王的磷酸铁锂 4C 超充电池,
谁最先吃到螃蟹?
既然是革命性产品,宁德时代这款最新的电池产品,哪家车企会抢先用上?
在发布会结束后,阿维塔率先宣布:将成为首批搭载宁德时代神行超充电池的新能源汽车品牌。
你可能会好奇,为什么是阿维塔?
阿维塔能够成为神行超充电池的首发汽车品牌之一,核心源于开创性的「CHN 合作模式」。
作为宁德时代与长安汽车、华为共同打造的汽车品牌,宁德时代自然会将最新、最好的技术给到阿维塔。
而且,这也不是宁德时代与阿维塔第一次合作了。
阿维塔的首款车型阿维塔 11,搭载的是宁德时代已经量产的、最先进的电池系统 CTP(Cell to Pack,无模组)。
由于省去了电池模组组装环节,直接将电芯集成为电池包,这让电池包有了更多空间来排列电芯,从而增加了整体的能量密度。
这带来的好处是:能量密度高,电池变轻,车辆的负荷会相应减少,续航得以增加。
据了解,当时为了适配阿维塔 11 所需的续航、快充能力,宁德时代做了高度定制化工作:
在开发阶段,通过大量仿真找出最优的电芯化学体系;
通过材料方面的改进,进一步提升电芯的安全、寿命和快充性能;
通过系统层面结构设计,进一步提升电池系统的安全和可靠性。
最终结果是,阿维塔 11 的充电速度更快,续航更长了。
宁德时代为阿维塔打造出国内首款量产的高电压三元体系——2.2C 快充电池,比主流的 1.2C 快充电池,充电速度快接近一倍。在常温情况下,可以实现充电 10 分钟续航 200 公里。
事实上,阿维塔 11 使用的是宁德时代 NCM 523 三元锂电池包(镍、钴、锰三种金属材料的比例为 5:2:3,被称为 523 电池),其实与麒麟电池系出同源。麒麟电池就是基于 CTP 技术研发,在电池结构上做出改变。
这里解释一下:随着镍成分越来越高,电池释放的「能量」也越多,能量密度越大,从而续航也就越高。
阿维塔 11 搭载的 90 度电池包的能量密度高达 180Wh/kg,116 度电池包的能量密度高达 190Wh/kg。
要做到如此高的能量密度,以前只有 811 电池——即镍的成分比例为 8 的电池组才能做到,如今 523 三元锂电池也能做到如此高的能量密度,这在一定程度上说明,宁德时代为阿维塔定制的 CTP 电池,带来了更高的能效。
阿维塔 11 在双电机四驱系统的情况下,90 度电和 116 度电的车型续航分别达到了 555 公里和 680 公里,而单电机版本的续航里程达到 705 公里。
正是有了这种扎实的技术支撑,在今年懂车帝 2023 夏季新能源车测试中,阿维塔 11 还拿下了两个第一:
高温满载续航第一:气温 50℃+工况下,高温续航达成率 76.3%,实测续航里程 537.8 公里。
高温充电第一:气温 50℃+ 工况下,平均充电功率排名第一超过第 2 名 7%,超过第 3 名 19%。
宁德时代技术加持下的阿维塔 11,在能量密度、快充性能和安全性上,足以叫板所有对手——这也是目前在 30 万元区间中,拥有 116 度电池、750V 高压快充以及唯一使用宁德时代 CTP 电池技术定制的车型。
当然,充电 10 分钟续航 200 公里已经不能满足用户的需求。因为充电 10 分钟,续航 400 公里的超充时代就要来了。
「如果说 4 年前我们实现了半个神行,那么从明年开始我们就可以全部实现『神行』了。」在沟通会上,阿维塔助理副总裁雍军打趣的说道。
雍军表示,宁德时代发布的神行电池包,阿维塔已经研究了很长的时间,并且已经上车进行了测试。明年上半年,阿维塔发布的新车型就会用上神行超充电池。
另外,他还透露,阿维塔 11 的改款也将搭载神行超充电池。
从 CTP 再到如今的神行 4C 超充电池,宁德时代再次将技术领先,品质成熟可靠的电池用在阿维塔上。
这同时也意味着,当新能源汽车的续航里程和补能速度追上传统燃油汽车时,用户的续航和补能焦虑,也将不复存在。
03
4C 超充,
或将成为智能电动汽车行业的「竞争焦点」
随着电池技术的不断推陈出新,4C 充电也逐渐成为「超充」的代名词。
而磷酸铁锂 4C 快充的出现,除了用户价值的提升,对整个产业链的影响也是巨大的。
正如宁德时代首席科学家吴凯所说,目前新能源汽车的用户侧出现了两个明显的变化:
一方面,新能源汽车用户群体的变化,逐渐从先锋群体转向大众用户。
他认为,动力电池的未来,一要面向世界前沿,二要面向经济主战场。」
另一方面,需求在发生变化,新能源汽车续航问题已基本解决,快速补能成为消费者更为关心的话题。
因此,无论是整车企业还是动力电池公司,都在加速超充技术的研发。
除宁德时代之外,国内其他动力电池厂商,包括中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能也在加速推进动力电池充放电倍率从 1C、2C、3C 向 4C 发展。
从车企端来看,国内包括比亚迪、长安、埃安、长城、小鹏、理想、蔚来、极狐、极氪等车企,海外包括保时捷、现代、奥迪、奔驰、大众等车企,均在加速布局高压快充车型。
趋势已然明了:4C 超充已经成为智能电动汽车赛道下一个必争之地。
中信证券分析称,目前超充功能正日渐成为新能源中高端车型的标配,超充技术正成为动力电池制造商新一轮的竞争焦点。同时,根据相关车企的规划,未来具有 4C 超充能力电池渗透率预计将进一步提升。
对宁德时代而言,「神行超充电池」的发布,让整个新能源汽车行业看到了一种更高效、直接解决痛点的解决方案。
当宁德时代喊出「让超充技术成为每台电动车的标配」时,这也让外界对 20 万价格区间的车型配备 4C 超充电池充满期待。
阿维塔作为首批使用磷酸铁锂 4C 超充电池的汽车品牌,在技术层面得到宁德时代的有力支持,这将进一步增强阿维塔在智能电动汽车市场中的竞争力。
同时,也会刺激其他汽车品牌在超充技术方面进行研发和应用,从而推动整个行业的技术升级。
这种「鲶鱼效应」带来的变化是,也将促使整个行业更加注重技术创新和产品升级。
从高度定制的 CTP 到最新的 4C 超充电池,宁德时代将最新、最领先的电池技术全面开放给阿维塔,让阿维塔率先成为「吃螃蟹」的汽车品牌,在这个过程中,也将无形地加速智能电动汽车超充时代的到来.
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