热议|未来电池技术对用车有何影响?普及超长续航/超快充不是梦

文:懂车帝原创 许博

[懂车帝原创 产品] 从2014年国内第一台私人纯电动车交付到现在,已经过去了8年的时间。回顾这8年中国内纯电动车的发展,可以用突飞猛进来形容,从最开始的续航不足200公里,到现在续航达到500甚至600公里都已经不是什么新鲜事了。如此显著的变化,可以说动力电池技术的发展是功不可没的。但是目前对于日常用车来说,最大的痛点还是里程焦虑和充电时间成本高这两方面问题。那么,未来的电池技术又会提升到什么水平?将对我们的用车带来什么样的影响呢?在日前举办的世界动力电池大会上,相关行业的专家们表述了各自的观点。

当前大部分纯电动车续航水平还处在400-500公里

众所周知,目前绝大部分家用纯电动车,无论是轿车、SUV或者MPV车型,动力电池基本上就分为两种材质,即磷酸铁锂电池和三元锂电池。不过,以目前广泛应用在商品车上的动力电池来看,能量密度依然在一定程度上制约着车辆的续航能力。即使有些部分车型已经达到了600公里以上、甚至是700公里的续航水平,但是大部分车型依然处在400--500公里的水准,如果遇到恶劣工况,比如低温环境、高速行驶等,续航里程还是会大打折扣。

高速以及低温会使纯电动车的续航能力大打折扣

所以,想要彻底解决用户在续航方面的顾虑,还是要让纯电动车拥有更强的续航能力,那么最关键的问题之一就是提升动力电池的能量密度,简单地说就是让相同体积的电池能够承载更多电量。在孚能科技股份有限公司董事长王瑀的演讲中,就提到了关于提升电池能量密度与充电速度的话题。

孚能科技称已开始量产半固态动力电池

据王瑀介绍,目前孚能已经实现量产了能量密度达到330瓦时/千克的动力电池,该电池类型为半固态电池,即采用更加粘稠的半固态电解质替代纯液态的电解液,相比之下能够节省15%的重量;而且负极材质采用了硅,相比碳基负极材料(如石墨等)相比,能够大大提升能量密度。

硅粒子间的明显空隙有助于缓冲电极在充电中的体积变化,从而提升载电能力

硅基负极材料对于电池能量密度的提升,有着非常大的潜力。我们通过查阅相关资料得知,目前的碳负极材料克容量达到360毫安时/克,已经非常接近该材料的理论极限克容量(372毫安时/克),可见提升空间已经不大。而硅基负极材料的克容量理论上可达到1000毫安时/克,所以使用这种材质,在技术成熟的情况下,或将使电池的能量密度提升数倍。而且,随着技术的进步和研究的推进,硅基负极材料已逐渐成为时下电池材料应用的趋势。

岚图梦想家EV

以岚图梦想家EV为例,其目前搭载的三元锂电池(由孚能科技制造)能量密度已经达到了220瓦时/千克,而新的动力电池能量密度(330瓦时/千克)是在此基础上提升了三分之一。那么在应用新的电池技术后,综合续航能力为607公里大的岚图梦想家EV,其续航水平在理论上可以提升至910公里。这或许能够在很大程度上,解决用户的“里程焦虑”。

特斯拉Model Y

不过,目前大部分的纯电动车型,虽同样采用了能量密度相对较高的三元锂电池,但基本上很少有突破200瓦时/千克的水平,比如:特斯拉Model Y(能量密度:168瓦时/千克,综合续航:545-660公里)、小鹏P7(能量密度:161瓦时/千克,综合续航:562-670公里)以及极氪001(能量密度:176.6瓦时/千克,综合续航:536-732公里)等车型。如果动力电池能量密度可以普遍提升一个档次,预计纯电动车续航能力提升200-300公里并不是难事。(以上数据仅为搭载三元锂电池车型的相关参数)

充电速率也是纯电动车的一大痛点

除了电池容量够大、车子能跑得足够远,充电速率同样得到进化,才能够节省充电的时间成本,提升车辆的使用体验。而目前孚能电池能都拥有电池电量从10%充至80%少于15分钟的超快充能力,当然要想达到这样的充电速率,还需要相应的大功率快充桩与之相配合。

2021年国庆假期高速公路服务区充电站曾出现严重的充电排队现象

试想一下,大容量、超长续航的动力电池,搭配上超快充技术,假设一满箱电能够在高速状态下跑600公里,可能从北京到上海的单程(约1200公里)只需要在路上充两次电,每次充电15分钟。目前在售纯电动车型,电量20%-80%的充电时间普遍还是在30分钟左右的水平。如果在快充模式下,真的可以达到节省至少一半时间的使用状态,其使用体验将大大缩短与燃油车之间的差距,而且将来在高速公路上长时间等待充电的情况,或许会越来越少了。

纯电动二手车保值率低与动力电池寿命有限有着一定关系

此外,动力电池的寿命也是用户关心的问题之一,而且其寿命长短还会在一定程度上影响车辆的保值率。目前大多数纯电动车动力电池的使用寿命大约为800个循环,假设用户每周完全进行一次充放电(电量从100%用到0再充至100%),即使用一个完整的充放电循环,动力电池的使用寿命大约在15年。虽然几乎能够覆盖一辆纯电动车在使用上的生命周期,但是出于对电池性能衰减的考虑,当车辆出售成为二手车时,还是会出现保值率急剧下降的情况。不过,据了解,孚能采用了硅负极材料的电池,其循环次数可以达到1600次,保守估计其使用寿命可以达到30年甚至更长时间,这无疑能够为纯电动车在二次出售时的保值率提升,做出一定的贡献。

写在最后:

动力电池技术可以说是影响纯电动车使用体验的重要因素之一,可以说决定着纯电动车的续航能力和充电方面的使用体验。随着技术的不断提升,像“里程焦虑”、充电等待时间长等问题势必会逐渐缓解,且与燃油车使用体验之间的差距越来越小。

不过,本篇文章只是从能量密度、快充时间以及电池寿命这三个角度,来畅想未来的纯电动车可能的样子。其实影响用车体验的还有电池安全等方面,而在此次世界动力电池大会上,也对其它动力电池相关的前沿技术进行了分享。欢迎移步至《热议 如果未来有了这种电池,你还会有“里程焦虑”吗?》、《热议 | 专家:电动车比燃油车更易自燃!行驶/充电过程火灾发生率高》进行查阅。

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页面更新:2024-02-29

标签:里程   电池   负极   锂电池   电动车   密度   车型   能量   未来   材料   动力电池   技术

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