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智己半固態電池,雖然有準900V高壓,但充電速度不如理想?

發布時間:2024-04-09 22:01:02 發布用戶: 15210273549

智己L6的固態電池版,預售不超過33萬元。  

在蔚來的150kWh電池包上車之后,智己的133kWh固態電池,也隨著智己L6的上市給裝車了。關于發布會,有幾個關鍵詞,包括了21000轉電機、準900V快充、133kWh固態電池、CLTC純電1000km、底盤空懸+CDC、后輪轉向以及支持蟹行模式。

當然,我們關心的重點,不是準900V也不是底盤空懸和蟹行模式這些并非技術突破的配置,雖然這些也是不錯的技術產品。但重點,是這臺車的電池包,官方宣傳口徑這塊電池包是“固態電池”。具體的電池包以及車型的信息,是,用著雙電機的四驅車型,也能一次續航跑1000km以上;而且電池包容量是133kWh(看數據是比蔚來150kWh那塊電池,好一些)。

那么,智己的這塊固態電池,技術含量高么?又是不是真的全固態?

現在的技術,還是半固態

如今的固態電池,還只是個實驗室產品,仍然存在很多的問題,比如固態電解質的離子電導率遠低于液態電解質,還有電池的高阻抗也影響著鋰離子的傳輸效率。這些,都是會導致電池內阻加大,充放電循環次數也就是壽命低的因素。  

智己推的這塊固態電池,有什么技術看點?

發布會沒講出關于固態電池包特別多的信息,但可以從兩個重點開始說起,第一個是超高鎳正極材料,第二個是新的復合碳硅負極。不完全統計,上汽至少有6個關于固態電池的專利技術,然后其中有一個是關于高鎳正極材料的,里面提到了關于NCM811的實施案例,而且發布會上也并沒有太多提到關于高鎳正極材料的事,所以這里猜測是現在出貨量不少的Ni90三元正極。

而這種高鎳材料,大概率是和蔚來150kWh電池包的正極材料一樣,都是Ni90三元正極,也是目前能拿到的最適合做固態電池的正極材料了。  

之后,關于復合硅碳負極。主材,依舊是選了快充型石墨+新一代納米級硅碳復合材料共同組成的復合材料體系。現在量產的碳硅負極有一大半是采用SiOx匹配石墨的方案,而SiOx的含量比例在5%以下,上汽所說的新一代,或許是用上SiC做負極材料也或許是用了高容量碳硅負極產品。目的,是為了實現更高的能量密度以及快充性能;如果這么做了,那它用133kWh電池跑出和蔚來150kWh電池(功率密度360Wh/kg)一樣的破千續航的話,那功率密度比后者要高。

關鍵點,用的什么電解質?

電解質上,肯定是用了固態電池,但里面也摻入了潤濕劑。也是因為固體的致密性不夠,電解質中間有縫隙,會影響鋰離子電池的正常傳輸,所以必須得在里面加10%左右的潤濕劑,也相當于用液體來填補電解質中間的縫隙。這么說,這塊電池算固態,但不算全固態,依舊還是一塊半固態電池。

什么是,準900V?

這也是發布會上提到的一個點,宣傳口徑是準900V電池。從結構圖上來看,智己L6的電池包大體結構與智己L7基本一致,同屬Cell to Pack結構,分了3個區域,每個區域有68顆電芯,電池包總共204顆電芯。  

那么,如果單個電芯電壓上限4.4V左右,做成串聯,那么電池包最大電壓在897V左右,符合準900V的宣傳口徑。但有點看不懂的,是充電功率只做到了400kW、12分鐘補能400km續航,充電速度有些偏慢。

一些關于充電,和成本的思考

放電功率、循環壽命、成本、安全這些點,怎么解決。固態電解質在發揮其穩定性、匹配更高克容量的正負極材料的同時,也必須面對循環壽命和安全的問題,同時也包括成本。但目前看預售價33萬元左右的表現,成本端應該有了新突破。  

通過公布的信息,智己這塊固態電池的充電速度,是沒有做上去的。固態電解質與正負極的接觸,會形成更高界面阻抗,所以,內阻的提升影響了充電速度。所以,雖然智己用了干法固態電解質層一體成型技術,降低內阻,但充電效果做的還不算好。

大概20分鐘10%-80%,說是超快充,可能有點牽強了。然后又不能換電,量產之后可能會成為一個痛點。

然后是關于成本層面,智己和清陶合作的半固態電池,能量密度與三元、磷酸鐵鋰相比,同樣重量的PACK里面,續航提升10%。但,成本卻能下降10%-30%,降本這塊還是供應商需要解決的問題,智己沒說是自研的固態電池;所以不是技術突破,而是技術成熟帶來的優勢,提高良品率就意味著成本的降低。  

一個充電,一個價格,至少解決了固態電池的成本難題,就算是充電功率低、充電時間略長,但成本下降10-30%,也應該能在市場上占有優勢。

現在的半固態,算智商稅嗎?

從半固態到全固態電池,除了逐步降低電解液占比直至全固態,電解質開始多種材料的復合使用之外,還要負極材料從碳硅到金屬鋰或者是含鋰合金。工藝上,還要逐步取消隔膜,然后能量密度到500Wh/kg以上。  

我們至少還要等上三年時間,才能迭代到第二代的固態電池。

現在我們看到的半固態電池,材料上正極用三元高鎳,負極用硅碳材料,電解質里面有10%左右的潤濕劑,然后氧化物電解質為主來形成復合電解質。能量密度目前是360Wh/kg,最高可達420Wh/kg左右。

那我們來看,是一塊100kWh左右的三元鋰電池更好,還是一塊133kWh或150kWh的固態電池更好?

站在成本、技術創新、實際使用感受幾個層面來看,成本無論是智己的還是蔚來的固態電池,對標普通100kWh左右的三元鋰電池,成本都不能算上有優勢。技術創新,肯定是有,但也只是初代產品,談不上質變,能量密度能提高到360Wh/kg,但100kWh的麒麟電池能量密度255Wh/kg,差距沒有被拉開很大。  

所以,其實現階段更好的選擇還是100kWh左右的電池包更實用,更有性價比。然后,相對來說,固態電池的換電也是更有必要的,因為刨去成本端之外,充滿電確實不夠快,相對現動不動就4C、5C的充電能力來比。

之后會有第二代固態電池,無論是誰,方向上是正極繼續采用三元高鎳、鎳錳,負極搭配含鋰的復合負極。然后,電解質中液體含量小于5%,現在是10%。工藝上,隔膜、類隔膜這類東西可能會完全消失,能量密度可達400-500wh/kg,這就與三元鋰電池的能量密度拉出了一倍左右的差距。然后直至第三代,用到全固態電解質能量密度超過500wh/kg。

客觀來看,不能說現在的半固態電池是智商稅,但可以說它沒有想象的那么合適;理論上,這種電池技術的發展,越往后越好用,例如第二代開始就有了能量密度上明顯的突破。

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