自研150半固態電池包:來之不易
本次直播中,李斌駕駛的是搭載150kWh電池包的蔚來ET7,單電芯能量密度360Wh/kg,實測全程續航1044公里。這也是對半固態電池車型的首次公開直播實測。
測試的這款電池最早是在2021年1月9日的NIO Day上面世,采用了固液混動電解質,屬于半固態電池。
在國內一眾的新能源車企中,蔚來一直對動力電池傾注了極大的熱情。而這個歷經三年,由蔚來和衛藍新能源聯合研發的電池包實屬來之不易。
研發電池的難度比蔚來想象中要大的多,在生產線和技術上都遇到了困難,再加上研發電池的成本太高,導致自研電池成為了蔚來的沉重負擔。
今年第二季度財報數據顯示,蔚來單季度的研發支出高達 33.4 億元,研發支出連續三季度破 30 億,而在高額研發投入的另一面,蔚來單季度的凈虧損環比增長 27.8%,達到了 60.56 億元。為此蔚來不得不放緩未來的新車計劃,著手鋪開更多的銷售資源。
為什么要開發半固態電池
固態電池是指采用固態電解質的鋰離子電池,其安全性較磷酸鐵鋰更高、能量密度較三元電池更大,但囿于材料應用與技術不成熟、成本高昂等問題,尚未大規模生產。而具有高安全性、長壽命與經濟性的半固態電池便成了折中路線。
“里程焦慮”是新能源汽車領域始終繞不開的話題,也不斷推動著電池能量密度的不斷提高。正負極材料化學體系決定著電芯能量密度的上限,電解液相比,固態電解質具備更高的安全性與更寬的電壓窗口。
但當前受限于全固態電池的一些技術難點,半固態電池對于現有液態鋰離子電池體系更迭小,在當下,被視作向全固態電池過渡的產品。蔚來、賽力斯、長安深藍、嵐圖等多家新能源車企不斷披露半固態電池裝車進展,對于半固態電池裝車也躍躍欲試,不斷刺激著上游動力電池廠商在研發的提速。
表現如何
在這次的直播測試中,李斌駕駛搭載150度半固態電池的ET7從上海出發一路開到龍掘東,沿途天氣最低-2攝氏度,最高12攝氏度,溫差超過10攝氏度,平均座艙溫度20攝氏度,也就是說長達十多個小時的旅途中是全程開著暖風空調的,車上載重190kg,也就是兩個成年人的體重。在以上條件下,最終取得了行駛里程1044公里,行程綜合百公里能耗約13.2度的優異成績。
那么最關鍵的平均速度是多少呢?83.9km/h。而今年6月,搭載寧德時代麒麟電池的極氪001千里續航套裝交付給寧德時代董事長曾毓群,電池包容量140度,CLTC綜合工況續航里程1032公里,平均時速卻只有41km/h。
5月,有車友在青海實測該車在空調23攝氏度的情況下,續航里程為922.9公里,平均時速79千米/小時,能耗14.7度/百公里。
從行業趨勢來看,大容量電池包必然會逐漸替換進入市場。21年四月,梅賽德斯奔馳的EQS電池包容量為111.8,最高工況續航里程達849公里。同年十一月,廣汽埃安發布的LX Plus的電池包容量則達到了144.4度,工況續航里程達到1008公里。
不過,相較于以上幾款大容量電池包采用的液態電解液鋰離子電芯,蔚來汽車此次測試的電池包的特殊之處是采用了半固態電解質電芯。根據蔚來汽車在2020年發布的信息,電池采用了原位固化的固液電解質,無機預鋰化的硅碳負極,納米級包覆的超高鎳正極。
據此前披露的數據,盡管這塊電池的電芯由蔚來與衛藍新能源聯合開發,但電池包完全由蔚來自研,前后累計花費3年時間,團隊人員超過300人,團隊碩士和博士比例分別占了17%和16%。
優劣勢在哪里?
除蔚來之外,國內新能源汽車產業鏈上的不少企業也都在積極對半固態電池進行著技術研發。
從裝車進展來看,11月8日孚能科技半固態電池在遠航Y6首批裝車下線;賽力斯SERES5搭載贛鋒鋰業第一代固態電池,能量密度為260Wh/kg,今年6月已經實現首批交付。此外,上汽、長安、廣汽、北汽等車企也都推出了半固態電池的裝車計劃。其中,上汽智己將于2024年裝載清陶能源半固態電池;北汽集團于2019年投資了清陶能源,計劃2025年前上市的新車搭載400Wh/kg的固態電池。
值得注意的是,每一次電池技術路線的更迭,都會帶來原材料環節的更新。半固態路線對于現有液態鋰離子電池體系更迭小,衛藍、清陶等一級市場固態電池企業和孚能科技、國軒高科、蜂巢能源等動力企業路線選擇有差異
而蔚來最大的優勢在于其理念,“可充可換可升級”。雖然很多人都認為,蔚來汽車的續航能力并不強,比如19年發布的初代ES6的續航僅有420公里,對于現在的消費者來說屬實有些不夠看了。但在蔚來發布了100度電池之后,可以通過在換電站升級一塊大電池實現ES6 600公里+的續航。從已有的過往中便不難察覺,如今的蔚來ET7一樣能把續航做好,畢竟新電池老車也一樣能用。
劣勢在于,目前來看可能就是成本。在一次用戶面對面活動上,蔚來總裁秦力洪透露,“150 千瓦時電池成本很高,成本相當于一輛 ET5(75kWh 電池版整車 32.8 萬元,租賃 25.8 萬元)。”
最后
續航問題是新能源汽車行業一個持久的話題,半固態電池的研發突破使行業發展邁出了重要的一步,但新產品的出現總是值得長期觀察的,測試終歸只是一面之詞,具體的數據還是需要在產品的用戶實踐中才能獲得到最真實的反饋。
總的來說,蔚來此次公開直播150度半固態電池測試,至少說明其已具備批量投產能力。另外,值得注意的是,受這一消息影響,動力電池巨頭寧德時代股價應聲下降,資本市場對動力電池市場的發展走向默默投了一票。