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來源: 澎湃新聞 6月10日，在于宜賓舉辦的2023年世界動力電池大會上，澎湃新聞記者從寧德時代首席科學家吳凱處了解到，今年年內，寧德時代一款能夠充電10分鐘實現400公里續航的電池將會量產，并應用于某車企客戶。 據推測，該款電池大概率是即將搭載于理想汽車的4C麒麟電池。對此吳凱并沒有明確表示。 就在今年4月的上海國際車展上，理想汽車宣布其首款純電車型將成為全球首款搭載寧德時代4C麒麟電池的車型。理想汽車將提供800V超充的解決方案，實現充電10分鐘，續航400km，其中核心技術是基于第三代功率半導體的高壓電驅系統，具備4C充電能力的電池、寬溫域的熱管理系統和4C超充網絡。 而在6月10日下午的2013世界動力電池大會主題演講中，吳凱則指出，快充和換電分別是下一代新能源汽車解決補能問題的兩大方向。 “新能源汽車和動力電池技術發展到今天，里程焦慮不是用戶的第一核心問題，動力電池要解決全氣候可靠、全場景可靠以及補能的問題。”吳凱說，例如補能，“節假日去遠游，高速路充電站數量不少，但電動車充電一次一小時，車主整個人煩死。怎么樣能夠讓補能的速度跟加油類似的效果，是行業急需解決的問題。”吳凱說。 吳凱認為，在兩種解決補能問題的方向中，快充適合于高端車型。如何提高電池的快充能力？吳凱介紹了寧德時代的五大技術路徑：一是提升負極充電能力，主要方法是增加負極材料表面活性位點，同時降低嵌鋰路徑，提升嵌鋰速率；二是降低SEI膜阻抗，主要方法是研發超薄SEI膜，降低鋰離子遷移路徑和阻抗，同時提升低溫耐受。 三是提升液相鋰離子傳輸速率，主要是通過快充電解液提升鋰離子液相傳輸速率；四是改善溫升，主要方法是在正極構建高速鋰離子傳輸和超電子網，降低極化和溫升；五是提升隔膜內鋰離子傳輸速率，主要是通過低迂曲度孔道改善鋰離子液相傳輸速率。 據吳凱透露，在電芯層面，寧德時代已經能夠做到電芯6C倍率以上充電，但是電池包整體要能夠做到超快充，需要電池包系統結構予以支持。在其看來，寧德時代的CTP3.0麒麟電池的結構設計，將電芯的換熱面積擴大了四倍，控溫時間縮短一半，有效阻隔電芯內的異常熱量傳導，對于快充非常友好。 補能的另外一條路徑則是換電，“換電比較適合大眾車型。”吳凱說，“電池的成本不算低，換電能夠提高經濟性，目前寧德時代在全國五六個城市布局了換電站，未來還會進一步加快換電站的推進。” 在演講中，吳凱也重點介紹了寧德時代更長遠的電池路線布局，即長壽命全固態鋰金屬電池和無過渡金屬電池的最新研發進展，以及對這兩種技術路線的思考。 “現在的鋰電池體系是液態電解液電池，不管電解液是什么形態，關鍵是要想清楚技術發展的目的是什么，無外乎是解決安全問題和能量密度問題。”吳凱說。 吳凱認為，沿用現有液態鋰電池的材料體系，負極用石墨和硅，未來也能夠解決電池安全問題，那么把液態電解液換成固態電解液，如果能夠降成本，那就值得。 但是到能量密度的層面，基于現有的石墨或硅的負極材料體系，無論電解質是什么形態，電池的能量密度不會有本質提高。因此能量密度探索的重點方向是金屬鋰負極，而相對于液態電解質，固態電解質更適合與金屬鋰結合。 據介紹，寧德時代已經基于界面力學增強技術和雙向導通網絡技術構建了長壽命全固態鋰金屬電池。其中，通過界面力學增強技術抑制了鋰金屬枝晶，使得鋰金屬臨界電流密度領先業內；雙向導通網絡技術提升了固固界面穩定性，全固態電池3C倍率循環能夠達到6000次。 除此之外，基于正極化學材料體系的創新，吳凱還介紹了寧德時代的下一代無過渡金屬電池。現有的鋰電池根據正極材料不同，主流路線為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，其中三元鋰電池的能量密度高，磷酸鐵鋰電池的能量密度稍遜，但成本更低。 “能不能既保持三元鋰電池的能量密度，又把成本降到與鐵鋰一樣？三元鋰電池成本之所以貴，主要是金屬鎳和鈷價格高。”據吳凱介紹，寧德時代通過大量的數據運算，已經能夠在實驗室里合成出沒有過渡金屬的正極材料，克容量達到500WH/kg，高于現有的三元材料，壓實密度與三元材料相當。 在具體的技術上，寧德時代能夠通過費米能級調控，提高正極平臺電壓，并通過設計電子能級，極大提升了正極結構的穩定性。但吳凱也承認，這一無過渡金屬電池技術距離落地還很有一段距離。 |
