2023-08-17 11:04:26 來源: 搜虎网
【汽车之家产业】我国新能源汽车的发展速度早已超出了人们的预期。 2017年《汽车工业中长期发展规划》提到,2025年我国新能源汽车市场销量占总销量的比例将达到20%以上。不过,根据去年的发展数据,上述目标已提前3年实现。 今年1-7月,新能源汽车市场份额进一步达到29%,部分月份甚至突破30%大关。
成绩有目共睹,但新能源汽车市场发展也暴露出一些隐忧,如纯电动汽车增速放缓、增长动能减弱等。 而站在这一现象背后的是电动汽车的老生常谈的话题——焦虑。 无论是里程焦虑还是能量补充焦虑,都在一定程度上限制了新能源尤其是纯电动汽车的进一步发展。 为了让新能源汽车走向主流,业界也在不断探索过度充电、更换电池等能量补充方式,希望打消用户焦虑。 但常常被忽视的是,动力电池才是这场“焦虑革命”的重中之重。
8月16日,宁德时代发布全球首款采用磷酸铁锂材料、可量产的4C增压电池——深行增压电池,实现了超快“充电10分钟,续航400公里” 。 充电速度快、续航里程超过700公里,极大缓解了用户补充能量的焦虑,全面开启新能源汽车超充时代。 而这似乎才是新能源汽车真正与燃油车竞争市场、突破发展量门槛的基石。
成就与挑战
2023年7月3日,随着某品牌车型下线,中国汽车工业史上的一个里程碑正式诞生——中国新能源汽车产量达到2000万辆。 从1992年第一辆新能源汽车下线到累计生产2000万辆,中国只用了31年,成绩无疑是辉煌的。
中国汽车工业协会公布的数据显示,2023年1月至7月,我国新能源汽车国内销量达389万辆,同比增长32.5%。 在如今的市场环境下,依然能够实现两位数的增长,新能源汽车市场的活力无疑值得肯定。
与传统燃油汽车相比,电动汽车确实有很多优点,比如性能好、安静、出行成本低等。 但不可否认的是,在其发展过程中,仍面临诸多挑战。 对于用户而言,能量补充一直是他们选择电动汽车的一大考量因素。 毕竟,没有人愿意在旅途中浪费时间充电。
为了解决用户补充能源的焦虑,充电基础设施进入爆发式增长阶段。 但一个明显的事实是,尽管充电桩增加,但用户的“充电焦虑”并没有完全解决。 这涉及到公共充电设施不足、分布不均等诸多问题,尤其是高速充电场景下,用户充电焦虑严重,高速充电桩数量占公共总量不足2%国内的充电桩。
汽车之家研究院对此进行了专题调查。 数据显示,用户对于排队充电的容忍度很低。 超过60%的用户只要遇到排队就会寻找其他车站,30%的用户会选择在3辆车以内继续排队。
此外,超过50%的用户因充电时间长而对“充电时间”不满意,希望改善快充充电桩的布局,以缓解当前慢充的困扰。 调查还显示,超过70%的换电用户仍然希望通过快充来改善补电焦虑,换电体验仍需提升。
针对上述挑战,更多车企和供应链企业开始在超充技术上发力。 超充能力已经成为各大车企的主要宣传点,也成为衡量车辆性能的关键指标。 可以想象,乱收费普及后,市场无疑将迎来巨大的变化。 最明显的是,在用户端,能源补充焦虑将大大缓解,同时可以有效促进电动汽车的推广。
随着乱收费的普及,市场迎来巨大变革?
产品端,超级充电的诞生也吹响了续航军备竞赛的中场哨声。 众所周知,动力电池作为新能源汽车的心脏,在整车成本中占比很高。 过度充电的存在,车企可以将更多精力放在产品定义的其他方面,而不是简单粗暴地增加电池容量和续航时间。
与此同时,由于“能量补充焦虑”的存在,近两年新能源汽车市场也呈现出另一种形态。 纯电动汽车市场增速放缓,但混合动力市场正迎来快速发展期。 乘联会数据显示,今年上半年,纯电动汽车零售量209万辆,同比增长9.8%,PHEV(插电式混合动力汽车)零售量辆)近百万辆,同比增长97.9%。
“混合动力最终会取代纯燃油,未来主要是纯电动和混合动力(更不用说氢燃料了)。在发展过程中,混合动力和纯电动至少是一半对一半。毕竟,有中国还有一些地方。考虑到电池寿命和冬季电池衰减,混合动力车仍然有很好的市场,包括插电式混合动力车和增程车。” 徐海东曾告诉汽车之家。
谈到纯电动和混合动力的竞争,他认为新能源本身还处于发展之中。 如果纯电动技术能够解决当前用户的焦虑,能够更好地解决续航和充电时间,对于混合动力市场来说将是一种挑战。 挤压。 也就是说,就市场竞争而言,纯电动和插电式混合动力之间必然有一场较量。 在超充的加持下,更加经济、环保的优势将为纯电动带来强劲的竞争力。
《CTP3.0麒麟电池》
显然,解决纯电动发展瓶颈和痛点的关键是过度充电。 也正是基于过度充电技术的推广,“4C过度充电”一词在业内开始流行。 xC充电是电池充电速度的标准。 xC中的数字代表电池在1小时内可以充满电的次数,例如4C表示电池在1小时内可以充满电4次,即每15分钟充满一次。 事实上,去年宁德时代就推出了CTP3.0麒麟电池,具备4C过充、1000公里超长续航。 遗憾的是,其4C过充能力当时只能基于三元材料来实现。 虽然性能强大,但与磷酸铁锂相比,三元材料在成本上并不具备优势,相对不利于在大众汽车市场的普及。
宁德时代此次发布的神行增压电池是全球首款基于磷酸铁锂的4C增压电池。 其设计理念是成为人人都能享受、车用的电池。 每个消费者不再沉浸在虚幻的数字化竞争中,而是带来真正的电动出行体验的升级。 该电池带来的创新主要包括以下几点:
首先是性能。 除了上面提到的“4C”属性外,深行增压电池还具备“全温域闪电快充”的能力。 即使在-10℃的低温环境下,30分钟也能充电至80%。 低温就像常温一样。”而这对于一直被诟病耐低温性能差的磷酸铁锂电池领域来说,无疑是一个巨大的突破。同时,在封装结构方面,深行增压电池首创在CTP3取消横竖梁及端板的基础上一体化成组技术,提高了整机封装的结构强度,实现了结构的又一次突破,在保持优异机械性能的同时,提高了整机的空间利用率包裹最大化,续航里程达到700公里以上。
第二是安全。 电池快充的本质是在短时间内实现锂离子从正极向负极的移动。 但在快速运动过程中,如果由于嵌锂空间不足、锂离子迁移阻力过大等原因导致负极无法快速接受锂离子,就会在负极表面形成银白色的锂元素。 ,这就是所谓的锂分析。 ,最终将导致容量快速衰减和安全问题。
宁德时代从六个方面解决了锂分析问题。 首先,神行增压电池对石墨原材料进行了改进,让锂离子运行通道有了“捷径”,快速嵌入负极。 通过原材料改进技术,可以实现各向同性原材料与各向异性有机材料的结合,增加锂离子嵌入通道、缩短嵌入距离。 颗粒形貌设计和级配技术增加了材料表面的接触点,减少了离子通道通道的迂曲度。
其次,神行增压电池就像在石墨的表面和内部打造了一张高速公路网,从单车道变成了360度的高速公路,让锂离子可以快速嵌入石墨的任意位置。 宁德时代对石墨表面进行涂层和改性,在表面形成一圈超离子环,为锂离子交换提供丰富的活性位点。
第三,在电池极片层面,宁德时代设计了“一双核”多梯度极片,完美兼顾了高能量密度和超级快充双核。 调节极片多孔结构的梯度分布,可以提高极片的表面孔隙率,缩短离子传输路径。 上层的高孔隙率结构有利于锂离子的快速进入,而下层则采用高压致密结构。
第四,宁德时代让锂离子在游泳时“享受丝般顺滑”。 其独创的电解液配方降低了电解液的粘度,增强了锂离子的脱溶剂能力,显着提高了电导率。 电解液的功能添加剂使SEI膜更薄、更均匀、更致密、更光滑,从而降低电阻,让锂离子更快渗透。
第五,神行超级充电电池在充电侧采用纳米化正极材料,构建了全方位延伸的超电子网络,降低了锂离子逃逸的阻力,使材料对充电信号快速响应,大大提高了充电效率。提高锂离子脱出率,并可降低温度。 举起。
最后,宁德时代持续优化系统平台,有针对性地引入电池温控技术,进一步提高电池的低温充电效率,实现全温度范围内的闪电快充。
宁德时代如何解决行业痛点?
全球首款4C增压磷酸铁锂电池的出现,与CATL强大的研发和制造能力密不可分。
目前,宁德时代已在宁德、溧阳、上海、厦门、德国慕尼黑建立了五个研发中心,拥有研发人员16322人。 2022年,公司研发费用155亿元,同比增长102%。 公司拥有并正在申请国内外专利共计16637项,主导或参与制定、修订国内外标准80余项。 今年上半年,宁德时代研发投入增至98.5亿元,同比增长70.77%。
至于应用成果,如无模组CTP动力电池组、钠离子电池、CTP3.0麒麟电池、凝聚态电池等,足以支撑CATL在行业中的领先地位。
在制造方面,宁德时代拥有全球锂电池行业仅有的两家灯塔工厂。 “灯塔”一词在行业中意味着最前沿的制造工艺、最高效的生产效率、最有价值的能源利用。
宁德时代能达到什么水平? 平均1.7秒可生产一颗电池,20秒可生产1个组件。 同时,可实时监控6800多个质量控制点,平均一颗电池可追溯数据超过万项,大数据平台已采集数据超过万亿条。 目前行业比较好的不良率是PPm,是百万级,也就是一万辆汽车,一辆车充电一次就可能出现故障,而宁德时代的电池是PPb,是十亿分之一。 故障率降低了三个数量级。
这就造就了宁德时代全球领先的实力。 8月初,全球资讯机构SNE Research公布了2023年1月至6月全球动力电池装车数据,宁德时代继续稳居全球第一,整车装机量112GWH,同比增长56.2% %,全球市场份额为36.8%,同比增长1.4个百分点。
据宁德时代国内乘用车事业部CTO高欢介绍,神行即将在今年年底实现量产,搭载神行增压电池的电动汽车也将于明年一季度上市。
总而言之,磷酸铁锂4C快充的出现带来了多方面的价值。 除了用户价值的提升之外,对整个产业链的影响也巨大。 正如宁德时代首席科学家吴凯所说,“现在的用户开始从先锋用户向大众用户转变,我们希望更多的老百姓用上前沿技术,享受技术突破的红利。未来的动力电池技术首先要面向世界前沿,其次要面向经济主战场。
以类似的电池技术为基石,加上主机厂和充电桩运营商的努力,属于大众主流用户的超充时代或将开启,而这也是新能源汽车取代燃油车成为主流的关键前提。 (文/汽车之家行业评论员三元锂)
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