宁德时代与比亚迪巅峰对决

中国企业掌握核心科技

时间来到2023年,超级快充、超长续航已经成为新能源汽车的标配,“充电10分钟,续航400公里”,是理想汽车在本届上海车展上秀出的最新纯电能力;“我们基本续航都能达到500公里以上”“充电5分钟,续航200公里”“最长可达到1032公里”……蔚来、小鹏、极氪展现续航能力的话术,让人联想到当年的手机厂商混战的场景。

作为国内乃至全球市占率最高的动力电池企业,电力续航极限背后的最重要推手,宁德时代(300750)的一举一动都掀起不小的波澜。4月19日,续航1000公里的麒麟电池热度还未退却,宁德时代又发布了最新的凝聚态电池,狠狠地在车展上秀了一把肌肉。

稳坐国内动力电池界“第二把交椅”的比亚迪(002594)同样不甘示弱,接连发布三款新能源汽车。其中,搭载e平台3.0最新技术的海鸥,更是比亚迪刀片电池+CTB底盘一体化技术的成熟结合。

在行业的不断迭代升级之下,纯电车型里程焦虑的窗户纸即将被彻底捅破。

技术已经不成问题

“超长续航已经不是技术问题,而是看有没有市场需求。”宁德时代车展现场工作人员告诉《IT时报 》记者,现在行业量产动力电池中续航最长的就是1000公里的麒麟电池,1200公里也成功排布过。理论上来说,超过1000公里的更长续航在未来已经不难实现。

放眼整个纯电新能源汽车市场,达到1000公里续航的车型少之又少,目前麒麟电池仅搭载在2023款极氪001、009和理想尚未发布的纯电车型上。从官方数据来看,2023款极氪001是目前的续航之王。

极氪工作人员介绍,在WE100kWh版本的基础上选装140kWh的麒麟电池后,CLTC综合工况续航里程可以从原本的741公里提升至1032公里。当然车辆售价也需要上涨约10万元。

“1032公里看似续航突破了1000公里的门槛,但实际驾驶会打8折。”购买2022款极氪001不到1年的车主高荣(化名)告诉记者,自己购买车型的最高续航是732公里,但实际驾驶夏天最长600多公里,冬天则约520多公里,根据路况、驾驶习惯的差异,还会造成不同程度的里程缩减。

即便如此,相比其他电池品牌,宁德的麒麟电池无论是续航里程,还是快充补能都显示出较强的优势。以小鹏在上海车展亮相的新车G6为例,小鹏工作人员告诉记者,G6采用国内首个量产的全域800V高压SiC碳化硅平台,配备3C电芯,最高续航达到755公里,仅需10分钟充电,就能实现续航300公里的高效补能。与之相近,同样搭载麒麟电池的理想汽车则表示可以实现“充电10分钟,续航400公里”,这可算是本次车展发布的超充之最了。

在宁德时代展区,麒麟电池的内部结构被展示出来,许多排“刀片”一样的隔热板悬挂在空中,下方的电芯则像是由一块块积木拼接而成,“刀片”插入“积木”的缝隙中,再盖上箱体,一整块电池组装完成。这就是宁德时代全球首创的电芯大面冷却技术。

宁德时代技术人员解释,“刀片”并非传统意义上的隔热板,而是将横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一,制成多功能弹性夹层,不仅可以配合电芯“呼吸”灵活伸缩,换热面积也因此扩大4倍,“冬天升温,夏天散热,控温时间将缩短一半”。同时,麒麟电池不仅实现了5分钟内快速热启动,还能实现10分钟快充至80%的惊人能力。

电芯方面,采用三元锂电池与磷酸铁锂电池的混合排布,多功能夹层提高了冷却效率,体积利用率也突破72%。其中,三元电芯系统能量密度可以达到255Wh/kg,磷酸铁锂电芯系统能量密度达到160Wh/kg。这就意味着,即使装备150kWh的电池包,重量也不到600公斤。

对标2023款极氪001的140kWh电池,宁德时代在电池容量方面上仍有冗余的提升空间。

比亚迪大打“安全牌”

提起新能源汽车电池,宁德时代与比亚迪无论是在国内还是全球,都是数一数二的存在。国内市场来看,中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,2022年,宁德时代的国内新能源电池市场占有率为48.2%,排名第一;比亚迪市场占有率为23.45%,排名第二。全球市场方面,2022年宁德时代以37%的市占率稳居全球首位,全年装车量191.6 GWh,相较上一年上涨超九成。比亚迪则以13.6%的市占率和70.4 GWh的装车量,追平韩国锂电龙头LG新能源,并列全球第二,同比上升接近5个百分点。

比亚迪现场工作人员告诉《》记者,比亚迪刀片电池使用的是磷酸铁锂电池,相较于三元锂电池,成本更低,安全性更高。这也是比亚迪纯电新车海鸥售价仅在10万元以内的原因。相比增加10万元才能选装140kWh麒麟电池的2023款极氪001,价格上对消费者而言更加友好。

不过磷酸铁锂电池本身存在能量密度低的短板,在比亚迪的不断技术创新下才提升至140Wh/kg,这相比麒麟电池仍逊色不少,续航上难以挑战对手。若是想要提高续航,就需要提高电池的能量密度,同时也意味着需要搭载更多更大更重的电芯。

为此,比亚迪首创了CTB底盘一体化技术,将电池与汽车底盘结合在一起,通过取消模组、电池箱体上壳等留出更多空间以增加更多电芯。记者还注意到,在海鸥发布会上,比亚迪介绍海洋系列搭载的都是e平台3.0最新技术,这就意味着,CTB技术也被运用于新车海鸥上。

由于海鸥目前仍未上市,具体参数并未公布,以同为海洋系列的海豹车型为例,在刀片电池与CTB技术两者的共同作用下,海豹电池能量密度提升10%,利用率提升66%,实现700公里续航的不错表现。

“刀片电池有很高的安全性,我们还经过针刺测试,电池安全性非常可靠。”比亚迪技术人员强调,CTB技术下的刀片电池,通过电芯、托盘、上盖,形成类似蜂窝铝板状的“三明治”结构,还具有更高的强度。数据显示,搭载CTB技术的e平台3.0车型,正碰车内结构安全提升50%,侧柱碰车内结构安全提升45%。

比亚迪刀片电池赢在成本与安全性上。

野心不止于汽车

“满足客户需求,是宁德市时代技术创新的核心驱动力。”4月19日,宁德时代首席科学家吴凯在上海车展表示,在电化学中,“高比能”与“高安全”往往是鱼和熊掌不可兼得,这也是一直制约电池技术突破天花板的核心问题。凝聚态电池就实现了“高比能”与“高安全”之间的精妙平衡,同时也是开启宁德时代下一轮创新的里程碑。

吴凯介绍,宁德时代凝聚态电池相比于其他类型的锂电池,能量密度更高,可达到惊人的500Wh/kg,几乎相当于目前主流车型的三倍以上。其采用了高动力仿生凝聚态电解质、超高比能正极、新型负极、隔离膜以及全新生产工艺等一系列创新技术。构建微米级别自适应网状结构,调节链间相互作用力,在增强微观结构稳定性的同时,提高电池动力学性能,提升锂离子运输效率。

吴凯还透露,宁德时代除了会推出凝聚态电池的车规级应用版本外,目前还正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发,执行航空级的标准与测试。

值得注意的是,2021年,宁德时代还曾发布能量密度达160Wh/kg的第一代钠离子电池,计划在奇瑞新车型上首发。“钠离子的优势在于其低温性能好,适应的温度区间更大,相比锂离子化学反应也更稳定。”宁德时代技术人员表示,钠离子电池的诞生是为了根据不同车型制造出更多的解决方案,而且钠的原材料成本也更低,尤其是在“AB”电池技术的组合中,通过调整不同材料电芯比例,更好的发挥优势,实现取长补短、降本增效。

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