但凡關注車圈,這段時間最大的事兒指定得是上海車展了,車企那邊兒怎么個事咱先不提。咱這邊倒是發現,除了一眾車企,專搞電池的寧王也來了,而且還搞了個科技日,放出來不少狠貨。
作為電車的大爹,寧王的首個科技日,那場面咱不能說鑼鼓喧天鞭炮齊鳴,至少也是電池圈兒的春晚現場。
先說常規更新,寧王這次發布了號稱 12C、800km 純電續航的二代神行電池,號稱 30 秒能充 75km ,合著一秒就是 2.5 公里,甚至在 -10℃ 的低溫下從 10% 充到 80% 也只需15分鐘。
在他們海報上,也赫然寫著“ 充電 5 分鐘,補能520km ”,好好好,我只能說好家伙,這下眼看著車圈估計又要為誰先用上打得頭破血流了。
除了這個,之前天天畫餅的鈉電池,這次他們也給端上來了量產版本。說是能在-40℃的冰天雪地也不掉電,還支持5C超充,今年12月就要用到巧克力換電上。
然而我扒拉了一下資料發現,這鈉電池雖然不怕冷,但能量密度卻一般般,好在他們發布會上也挺實誠,說能量密度是175 Wh/kg,不過續航也有500km。
雖然跟最頂的鋰電池比還是差點意思,但畢竟是鈉電池剛上車,還算是未來可期。
該說不說,前面這倆東西還在大家認知之內,寧德時代能做出來也不夸張。
但寧王這最后掏出來的東西,真是讓人看得虎軀一震:他們搗鼓了一個“電電增程”系統。
不是哥們,電——電?還能增程?這踏瑪什么鬼?
仔細一看,害,原來就是一輛車底下給你塞兩塊電池,一個主電池和一個增程電池,他倆功能不一樣。
按寧德發布會的推薦套餐來看,比如日常通勤,你就只用磷酸鐵鋰主電池,保證經濟性,便宜耐用;
要是碰上長途或者想地板電起步,那你主電池就用高檔點的三元鋰電池;再比如到了冬天,就可以用鈉電池保證低溫性能嘎嘎好,同時用增程電池補足能量密度短板,來解決東北老鐵最怕的趴窩問題。想省錢還是想飆車,都自由搭配,豐儉由人。
全部看完我就一句話,不是哥們,這不就“拼好電”嘛。。。
但大家發現沒有,雖然他們官方給了三個套餐,但這系統里方便換的都是主電池。
這個“拼好電”的操作看著是挺騷,但關鍵其實不在主電池的技術更新(雖然也很牛) ,而是在那塊“增程電池”上,也就是寧德官方說的這個“自生成負極技術”的東西。
也就是說,什么神行電池,鈉新電池,都是給這玩意當配件的。。。人家官方也吹這是“行業內首次突破能量密度與成本不可能三角的技術”。
聽著特高端,但哥們這邊兒仔細研究了一下,發現他的思路其實還挺簡單粗暴的。
咱們之前科普過,電池的負極(通常是石墨)就像大停車場,鋰離子充電時就跑到石墨縫里,放電就出來,所以之前電池技術卷生卷死,沒少在這負極材料上下功夫。比如嫌鋰離子損耗了不夠用,就想出給電池“打針補鋰”;為了讓停車場能停更多車(容納更多鋰離子) ,就搞出了硅碳負極。
但問題是,石墨的容量畢竟是有限的,現在負極材料的體積甚至已經占到整個電池的三分之一了。可電池包空間就那么大,人民群眾對長續航的需求又是無限的,那咋辦捏?
于是寧德這幫工程師就想出來現在這個操作:那我干脆不要電池負極了,那不就騰出來空間了嘛。
乍一聽,這想法多少是有點離經叛道了。就好比為了給家里騰地方,直接把承重墻砸了,那不純純大聰明行為嘛。
結果比較離譜的是,寧德還真就做出來了。。。
按他們官方的說法,他們不再使用傳統的石墨負極材料,而是讓鋰元素直接沉積在集流體上,實現能量密度的躍升。
這技術翻譯成人話就是,雖然電池沒有負極,但只需要給原來負極的位置裝一塊金屬銅板,完事電池充電的時候,電解液里的鋰離子在金屬銅板上接受電子還原,就會變成鋰金屬。
而金屬銅上疊了鋰金屬之后,這個位置就又是金屬的了,又可以繼續在上面還原鋰離子,繼續疊金屬,跟蓋磚似的一層摞一層,他們朝我扔磚頭,我拿磚頭砌小樓。
到了放電的時候,這些疊起來的“鋰樓”又塌了,又變回鋰離子,重新回到電解液里。
這么一來,相比把鋰離子塞進石墨,直接沉積省下來的空間就太多了,而且電解液里也塞進去更多鋰離子。
打個比方,同樣大小的一塊地,你要給每人安排大平層豪斯(石墨負極),那你住不了幾個人就滿了;可要是你直接原地起高樓,搞成 N 人一間的軍訓宿舍(自生成負極),那你能塞進去的人可就海了去了。
發布會上的數據顯示,這么搞下來,他們能讓電池體積能量密度提升 60% ,重量能量密度提升 50% 。
所以這個 “ 自生成負極 ” 的搞法,就相當漂亮地解決了寧德想搞“拼好電”的需求:平時用穩定耐造的主電池,關鍵時刻需要爆發力或者超長續航了,再把這個高密度的“增程電池”拉出來頂一頂。不同場景不同組合,跟玩樂高似的。
那有差友就要問了:“ 小編你又尬吹了,既然這玩意兒這么先進,為啥不直接當主電池用?還得拆開來給主電池打輔助?”
我只能說,你還真問到點子上了。
道理其實也不難理解,因為這玩意的核心技術,就是在鋰金屬的“沉積-溶解”上,說白了就是蓋樓和拆樓。
但這蓋樓吧,你要是蓋不均勻,就容易長出“違章建筑”——鋰枝晶,這玩意兒會刺穿電池隔膜,導致短路甚至起火,在電池界都是很難解決的安全隱患。
而且,“拆樓”的時候你還得保證能拆干凈,鋰金屬要是沒法回到電解液里,那就成了死鋰,電池容量就要衰減了。
查了一圈資料以后我發現,實際上寧德時代打2021年開始就在憋這個大招了,申請了一堆相關專利,所以這個技術也算是人家幾年磨一劍,把這些容易出事的“施工”問題反復打磨、優化過的產品。
但是,雖然實驗室里搞得風生水起,可真要大規模上車,那也是頭一回。
這種新技術在高壓快充下還能不能穩如老狗,循環壽命能不能扛得住用戶日常瞎折騰,那也不好說。
我們在上海車展上還專門逮住寧德時代的工作人員問了問,人家也挺實在,表示這塊“增程電池”主要還是用來打輔助的,所以也沒給它上超高倍率的快充,比如12C;循環壽命也肯定比不上技術成熟、經過市場多年驗證的主電池。
不過話說回來,因為省掉了原先占地方又不算便宜的負極材料,所以這種電池的成本理論上會降下來不少,能量密度還實打實地提高了。所以對咱消費者來說,終歸是好事兒。
而在大家都關心的安全問題上,咱也替大伙問了車展上的工程師。
人家說,這“拼好電”系統里,兩塊電池各自都做了一套獨立的熱防護系統,在安全上是搞足了冗余備份。
總的來說,寧德這波“拼好電”加上“自生成負極”的操作,確實算是給電池技術領域扔了一顆炸彈。聽著挺唬人,技術上也確實有兩把刷子,不是純粹的概念炒作。
雖然現在這“增程電池”還只是個輔助,離真正獨當一面、取代傳統鋰電池還有一段路要走,但這無負極的思路也落地得很快,算是給未來電池技術怎么卷,指了條新路子。
至于這“拼好電”最終能不能真拼出個名堂,那咱還是得交給時間了,電動爹能不能徹底擺脫續航和充電難題,該說不說,還得再等幾年才能下結論。
撰文:納西
編輯:江江 & 面線 & 脖子右擰
美編:萱萱
圖片、資料來源:
Bai S, Sun Y, Yi J, et al. High-power Li-metal anode enabled by metal-organic framework modified electrolyte
科創板日報:寧德時代首屆超級科技日發布新品及技術
東吳證券:鈉電池技術進步明顯,23年開始產業化元年
金剛新能源:寧德時代的無負極電池,能否顛覆傳統鋰電池行業,加速鈉離子電池時代的到來?
觀察者網 :2C超充、鈉電池、雙核電池……“寧王”要爭的,不止于市場份額
新浪科技,太平洋汽車網,IT之家等,部分圖源網絡
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