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蔚来 智己 埃安 谁能先烙熟1000公里的大饼
来自:电动邦
作者:尹路
2021-01-16 09:48:00
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最近在新能源汽车这个圈子里,1000公里成了一个特别热门的数字,从1月9日蔚来NIO DAY祭出150kwh固态电池,放出NEDC续航1000km的数字之后,在接下来的一周时间内,先是智己汽车在上海亮出1000km的数字,接着周五下午,广汽埃安的黑科技海报刷爆了邦老师的朋友圈,其中1000km续航的数字再次被放在了突出的位置。

蔚来1000km

第一个吹响1000公里冲锋号的蔚来150kwh固态电池海报

智己汽车1000km

智己汽车紧随其后,1月13日发布第一款轿车,1000km数字前面的“近”字颇有点不甘心

埃安1000km

1月15日,埃安的1000km海报刷爆邦老师朋友圈

三个1000km,一周之内密集轰炸了整个新能源的朋友圈,然后邦老师看看现在市面上普遍徘徊在500km续航左右的产品列表,觉得特别魔幻,满脑子浮现出来的都是这样一幅景象。

我读书少

那么到底蔚来、智己、埃安三家的1000公里续航都是怎么做到的?三家分别画下的大饼,谁又能先烙熟一张给消费者解解馋呢?下面邦老师将运出毕生功力,用我一个文科生仅有的理科知识为大家解读一下这三家1000公里的饼里面都是什么成分。

智己的1000km

智己的1000公里的雄心还真不是这个星期才刚刚喊出来的,早在2020年12月15日的智己发布会当中,1000公里续航这个数字就已经出现在新闻当中了。链接在此

但是在当时的报道当中,1000公里续航产品的提法是五年内落地。一个月时间不到,从五年内落地,变成明年量产,然后在今年年底计划交付的第一个量产型号的性能参数当中也要写上“近”1000km的字样,呃(⊙o⊙)…

当然在智己的发布当中还是透露了他们实现1000km宏伟目标的主要技术手段,请大家记住这四个字,很重要,会考的。掺硅补锂!其实这四个字基本就是当前提升动力电池能量密度,延长寿命的不二法门。不过这四个字其实说的是两个事情,掺硅,补锂。

掺硅

掺硅是对负极材料的改进,目前动力电池负极材料主要使用的是石墨,也就是碳,已经快要到达理论能量密度的上限,而硅这种材质的能量密度比碳好很多,理论上是碳的十倍以上,所以电池的研发者们早就已经把眼光瞄准以硅代碳了。

不过硅材质作为电极材料有一个致命伤,那就是膨胀率,在充放电过程中,硅的体积会大幅度膨胀收缩,这对于需要高度稳定的电池来说是灾难性的。所以为了对硅扬长避短,目前采用的就是在碳负极中掺入纳米级的硅材料形成碳硅负极。

其实这个做法并不是什么高新科技,在手机等消费电子产品的电池领域已经应用多年,只是在最近才逐渐克服对高电压,大电流的适应问题,同时解决了更高级别的安全需求之后,才应用在了动力电池上面。

补锂

准确的说,这应该是叫预补锂技术,这主要是为了解决动力电池首效低的问题。锂离子电池在第一次充电的时候会发生不可逆的锂损耗。损耗的原因在这里不展开,我们只说数字,传统石墨负极的首次充电锂损耗率大约是10%,也就是首次充放电库伦效率*在90%以上,而新的碳硅负极的锂损耗则高达15%-30%,库伦效率最低可能低于70%,这就非常可怕了,所以研究者们就开始研究如何预先为负极材料补锂,降低损耗,提高首效。

(*库伦效率,同一循环过程中放电容量与充电容量的比值,通俗理解就是放出的总电量占充入的总电量的百分比。这个词邦友可以拿走装AC用。)

明白了掺硅补锂的道理,其实也就不难了解智己的1000km路线了,而且邦老师在智己的三电系统描述中看到了几个特别熟悉的数字,比如3.9秒加速能力,20万公里零衰减...有一种...这集我好像看过的感觉。

智己三电

智己三电技术信息

苦思冥想,然后邦老师恍然大悟,这不就是领克ZERO concept的电池技术参数吗!

领克ZERO concept三电

领克ZERO concept三电参数

容量,智己:115kwh,领克:110kwh,20万公里零衰减双方一致,智己:上汽宁德出品,领克:吉利宁德出品。行了,邦老师破案了,而且也证实了在电动邦发的领克ZERO concept长图当中邦老师猜测的电池信息八九不离十了。

这两个超过100kwh的电池包都是宁德时代最新技术的产物,在领克透露的信息中,我们了解到这个电池采用了C2P的无模组技术,智己的信息中,了解到这个电池采用了掺硅补锂技术,再加上同样的20万公里零衰减,两台量产车相近的外形尺寸,最终得出结论,这两台车采用的电池包技术高度相似,甚至完全一样,应该是不用怀疑的了。

至于智己的1000km雄心,首先在这个首台轿车上实现是不太可能了,115kwh的电池,1000km的续航,意味着百公里电耗才11.5kwh,对于一台这么大尺寸的轿车来说,可能性太小了。不过考虑到领克ZERO concept在宣传上一直用的是大于700km作为表述,在加上智己的车以后驱为主,电耗的确会更低,所以邦老师猜测这台2021年底正式交付的智己轿车大概率是可以达到800以上的续航,甚至挑战一下900的,这个数字也可以算是“近”1000了吧。

蔚来的1000km

蔚来的1000km目标是基于150kwh电池包的技术,以ET7的车身大小,和Cd0.23的风阻系数,NEDC循环下达到15kwh/百公里的电耗水平还是靠谱的,所以想了解蔚来的1000km大饼能不能烙熟,就要看这个150kwh电池的表现了。

150kwh电池包03

NIO DAY发布当中关于150kwh电池包的关键信息

这是NIO DAY上关于150kwh电池包的信息当中最为关键的一页,其中中间的无机预锂化硅碳负极就是前述掺硅补锂一样的技术,所以说蔚来的1000km大饼里面也少不了掺硅补锂这个重要的原料。另外两项当中,高镍正极也是目前已经开始应用的技术,比如松下最新的4680电池,还有LG今年开始供货的NCMA四元锂电池,正极镍含量都超过90%,高镍正极材料已经进入量产状态了。

最为让人陌生,也最让人兴奋的是最左侧的这张图,下面的两个“固”字可以说吊足了大家的胃口,当然了NIO DAY之后的采访环节,李斌也明确说了,蔚来的这块150kwh电池并非纯固态电池,而是半固态电池,电解质是固液电解质。

这里就需要来讨论一下固液电解质为何物了,目前业内对于固液电解质的定义主要是两类电解质,一类是主要还是纯固态,但是在电解质与电极密合的部位填充了液体或胶状体,帮助电极和电解质两种固态物体形成良好的密合。另外一类就是整个电解质都是半固态即果冻状,这两种电解质都可以被称作固液电解质,至于这块150kwh的电池到底是哪种,目前信息真的不足。

邦老师对全网信息进行了搜索,关于这块固态电池的供应商,当前的传闻主要集中在两个方向,第一,依然是宁德时代,这几乎是国内高水平电池供应商的首选。第二,中科院物理所固态电池技术的产业平台企业北京卫蓝新能源科技有限公司。

邦老师特意查询了这家公司的官网,简陋是有够简陋的,不过关键的几点信息倒是都能对的上,比如原位固化技术,混合固态电池技术等,公司创始人是中国工程院院士陈立泉,也是国内固态电池领域的权威专家了。这么看来,这个公司的来头可是不小,毕竟宁德的固态技术积累此前鲜有耳闻,而陈立泉院士可以说是国内固态电池研究领域的第一人了。所以从半固态电池这个重要的创新点上来说,卫蓝成为电池供应商的几率并不低。

埃安的1000km

石墨烯

石墨烯可以说已经快成为埃安的联想词了

硅负极

和前面的智己、蔚来不同,埃安的表述是硅负极,没有碳

第三家埃安的1000km可以说一直迷雾重重,在这次的海报中,我们可以看出的重要信息主要有以下几点:负极材料的表述当中没有碳字,是不是可以理解为纯硅负极,或者是硅的某种化合物的负极材料。如果真是如此,那么的确会是巨大的突破。

另外就是石墨烯,在海报中的描述是石墨烯基,也就是以石墨烯为基材,所以大概率利用的还是石墨烯优异的散热性能。其实这方面手机厂商早就在大范围使用了,比如早在2018年,荣耀Magic2手机就已经开始使用石墨烯散热技术了。

Magic2石墨烯

Magic2石墨烯散热技术海报

恰好邦老师之前就是个Magic2用户,所以对于石墨烯散热还是能说两句的,Magic2的充电速度的确够快,40W的充电功率全程快充的时候,机身几乎没有明显发热,这项技术在动力电池当中应用的话,对于快速充电的确会起到巨大的辅助作用。不过邦老师在这里也得实话实说,不论电池和充电系统的电力控制、热量控制策略多么先进,充电桩功率不支持,也是徒劳啊。试想一下,如果一块50kwh的动力电池8分钟充满80%的话,也就意味着8分钟充满40kwh的能量,理论充电功率就需要高达300kw。

和石墨烯的散热不同,硅负极的确极大的吸引了邦老师的眼球,目前主要以硅作为负极材料的电池解决方案只有Amprius公司的产品,采用的是硅纳米线负极材料。电池虽然已经量产,但主要应用于3C领域,且成本高昂,完全不具备动力电池应用前景,虽然这家公司和特斯拉之间的绯闻就从来没间断过。

硅纳米线电池

Amprius官网首页,硅纳米线电池是其主要产品

与Amprius的硅纳米线相比,埃安的硅负极会是什么技术路线,目前完全不得而知,以1000km的续航数字来估算,这种电池技术肯定不会是极具颠覆性的,但是到底是什么,现在还真的是无从知晓。

邦点评

如果让邦老师自己给这三张大饼排个顺序的话,智己的方案虽然看上去有些飘,但实际上是最接近量产状态的,毕竟,来自宁德的加持力度还是很大很大的,再加上今年这台车只需要“近”1000km,达到和超过1000km的光荣任务等着明年的SUV去完成呢。第二就是蔚来,虽然说得是最久远的期货,2022年年底,但实际上每一项重要的技术都能看到清楚的实现路径。最后的埃安可以说完全是X,既有可能比谁都抢先一步,也有可能落在最后一个,毕竟现在关于埃安,除了石墨烯、硅负极、1000km几个关键词之外,真正的有用信息迄今为止分毫未见。

形象点说,智己的饼,原料齐备,方法简单,就是烙出来可能小一点,不够大。

蔚来的饼,原料差不多齐了,制作方法有点复杂,但好在手里有菜谱,虽然会慢点,但是最后肯定还是可以出来的。

最后,埃安的饼,有点不好说,制造方法独辟蹊径,而且还没菜谱,至于能烙出来一张什么口味的大饼,用多长时间出炉,原谅邦老师才疏学浅,厨艺不精,猜不出来。

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