高压快充车型再增一款 电池及材料升级在即
发布时间:2022-08-03 14:20:00
关键词:正极材料

高压快充车型再增一款 电池及材料升级在即

  据悉,国产电动汽车新势力之一,小鹏将于本月启动其800V SiC(碳化硅)高压电驱平台下首款车型G9的预订,并将于9月正式上市。据了解,小鹏G9采用该平台,综合续航里程可提升5%,充电5分钟续航可增加200公里,将显著提高电动汽车的充电效率。

  不仅小鹏,自2021年以来,高压快充技术路线受到越来越多主机厂的青睐,现代、起亚等国际车企已发布800V平台,比亚迪、长城、吉利、广汽等国内车企也相继推出或计划推出各自的800V平台。

  随着电池能量密度的不断提高,虽然解决了“续航焦虑”,但加剧了用户“充电焦虑”。东吴证券表示,800V级高电压方案的实现,将会使充电功率突破400kW,预计可实现充电5分钟续航增加200公里-300公里,将大幅缓解“充电焦虑”。因此,高压快充正在成为解决“充电焦虑”这一市场痛点的重要技术路线,也是电动汽车及动力电池的重要性能表现之一。

  民生证券测算,至2025年,国内搭载800V架构的新能源汽车数量将达到99.9万辆,未来3年的CAGR将高达270.9%;全球搭载800V架构的新能源汽车将达到215.3万辆,未来3年的CAGR达189.2%。

  市场前景广阔,也对动力电池技术提出了更高的挑战。动力电池的充电速度主要取决于锂离子的脱嵌和迁移速率,若采用800V平台,电池充电倍率最大可达6C,在高充电倍率下,锂离子脱嵌和迁移的速率将加快,易加速析锂现象,导致活性物质损失甚至出现安全隐患,影响电池使用寿命。

  动力电池及其各种材料的升级,被视为是上述难题的破解之道,相关企业纷纷加大研发力度。

  基础材料方面,在负极领域的研发方向主要包括:采用表面包覆、混合无定型碳等技术,使石墨改性,从而实现Li+的快速嵌入;采用硅负极,其理论容量超过碳材料的10倍,而且嵌锂电位高,使析锂风险降低。璞泰来、贝特瑞、杉杉股份等负极头部企业均有技术储备和产能规划。

  与此同时,要提高电池能量密度,电解液也在朝着高压的方向发展。传统的六氟磷酸锂由于热稳定性较差、易水解等问题,容易造成电池容量快速衰减,在高温高电压领域应用较为有限。

  而作为六氟磷酸锂的潜在替代品——新型锂盐LiFSI(双氟磺酰亚胺锂),则具有电导率高、热稳定性高、耐水解、耐高温、抑制电池气胀等优势,能大幅提高电解液耐高温和高压性能,在实现电池高温循环稳定性方面,包括延长循环寿命、提高倍率性能和安全性上均有极大的提升空间。

  虽然LiFSI应用的技术难度大、成本高,但中长期看,LiFSI替代六氟磷酸锂仍是一个颇具潜力的趋势。目前,多氟多、新宙邦、永太科技、天际股份、天赐材料等企业均有所规划。

  正极领域,三元正极材料在高电压下将脱出更多锂离子,实现更高比容量和平均放电电压,从而提升电池能量密度。这也使得高电压化三元材料市场需求出现升温,厦钨新能、长远锂科等正极企业在此领域已有所涉足。

  需要注意的是,高电压下,由于锂离子大量脱出,三元正极材料容易出现晶体结构稳定性差、离子混排等问题,进而影响电池循环寿命、热稳定性等。因此目前高电压三元正极材料还面临着诸多技术瓶颈有待解决。

  动力电池方面,800V平台上,由于电池数量较多,电池间微小的差异性都可能影响电池的使用寿命,因此对电池一致性要求极高。宁德时代、弗迪电池、蜂巢能源、孚能科技、中创新航等头部电池企业早已有所布局。

  面向未来800V电池系统,据悉蜂巢能源短刀电池全品类将提供4C快充技术、高效热管理技术,以及冷蜂热阻隔技术等,其中还不乏负极改性技术等多项前沿技术应用。其L300电池主打2.2C~4C快充性能,适配800V高端车型。

  孚能科技自主研发的800V超充高压平台技术可达2.7C,整包充电等效达2.2C,这意味着SOC 10%-80%充电仅需15分钟,其预计2022年10月进入量产阶段。

  近期,宁德时代首席科学家吴凯对外表示,宁德时代CTP3.0麒麟电池拥有四大优势,其中一点即是满足高压快充需求,4C充电不是难事。此前于6月发布的麒麟电池,其可以实现10分钟从10%快充至80%等功能。

  从装车情况看,中创新航于2020年采用高电压三元电池材料技术量产590模组电池,并在其主要客户广汽埃安设计的Aion-LX车型上实现装车。另外,其高电压快充三元锂电池还将搭载于Smart精灵#1,可支持150kW快充。

  受800V平台趋势带动,预计将有越来越多的电池和材料企业入局并加快高电压快充电池及配套材料的研发及技术投入,在不断提高续航里程的目标下,为动力电池的快充体验和安全性能保驾护航。

稿件来源: 电池中国网
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