說起[8228 5151賽車微]電池新技術(shù)，很多人都會想起特斯拉的4680電池。

確實，這款更粗壯的電池單體，在能量密度、散熱性能、充電速度等等方面都相比傳統(tǒng)鋰電池有著更好的表現(xiàn)。再加上無極耳結(jié)構(gòu)、干電極工藝、硅負極、單晶化正極等等新技術(shù)的加持，讓4680電池一下成為消費者眼里的動力電池未來之光。

但是，自2020年9月份，4680電池在特斯拉“電池日”首次亮相至今，近1000天過去了，身處全球最大汽車市場的我們，竟然在馬路上還沒有看到一臺搭載該款電池的量產(chǎn)特斯拉車型。

一向雷厲風行的馬斯克，也被短時間內(nèi)無法提升的電池良品率困擾許久。

那么，動力電池新技術(shù)就只能期待國外汽車品牌的研發(fā)與創(chuàng)新嗎？當然不是！作為全球新能源汽車最具活力的市場，中國在動力電池領(lǐng)域的創(chuàng)新從來沒有停止過。

“刀片”“彈匣”“麒麟”“神盾”“魔方”......一個個帶有武俠風的名字讓電動車消費者“不明覺厲”。

那么，從技術(shù)角度出發(fā)，這些電池的創(chuàng)新在哪里？今天咱們就聊一聊動力電池領(lǐng)域的中國原創(chuàng)。

Part1：安全創(chuàng)新

作為新興事物，電動汽車的安全一直備受關(guān)注，幾乎每一次起火事故都會登上頭版頭條，這也讓新能源汽車的廠家與工程師們壓力山大。

從結(jié)構(gòu)原理來看，電動汽車起火自燃的概率確實要比傳統(tǒng)燃油車更高，燃油車的起火燃燒必須要滿足燃料泄漏、明火點燃等一系列條件。但電動汽車起火只需借助外力敲擊電池模塊，破壞電芯正極與負極的絕緣層，引發(fā)熱失控，即可辦到。

為了進一步提升電池安全，諸多廠家在電池技術(shù)上進行了創(chuàng)新。這一領(lǐng)域知名度最高的當屬比亞迪“刀片”電池。

刀片電池以不起火、不爆炸為電池安全的終極要義縱橫天下。但電池安全這個大概念并不是一個電芯針刺試驗可以全部定義的，在日常用車層面，電動汽車的電磁輻射安全也被越來越多的人關(guān)注。

以佩戴植入式醫(yī)療器械的特殊人群為例，電動汽車的電磁輻射會影響包括心臟起搏器、心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器、人工耳蝸等一系列特殊醫(yī)療設(shè)備的正常工作，對他們的日常生活產(chǎn)生嚴重影響。

最近，中汽研華誠認證頒發(fā)的全國第一張汽車乘員佩戴植入醫(yī)療器械電磁防護認證證書，被吉利銀河L7收入囊中，這款車也成為“中國新能源汽車電磁防護001號車”。

獲此榮譽的背后是自我要求的不斷提升，以吉利EMC實驗室測試驗證標準為例：

1、測試頻段比國標更廣（DC-18GHz）

2、測試底噪比法規(guī)更低（低10dB以上）

3、測試場強比法規(guī)更大（高30V/m）

實際測試結(jié)果顯示，吉利銀河L7所有測量部位的數(shù)值均大幅領(lǐng)先于行業(yè)電磁防輻射標準，尤其在腳部空間、座墊、充電口等通常受電磁輻射影響較大的區(qū)域，做到了對佩戴植入式醫(yī)療器械特殊人群的全方位保護，輻射強度遠小于手機、電腦。普通人群更可以放心使用、乘坐，不用擔心電動汽車的電磁輻射安全問題。

超低輻射背后是吉利銀河L7搭載的“神盾電池安全系統(tǒng)”。為了降低電磁輻射對用戶的影響，它使用深入細胞層級的防輻射安全技術(shù)，例如采用超高等級的雙絞線，從源頭將電磁輻射降低70%。

與此同時，利用“金屬網(wǎng)+鋁箔”雙層隔絕，加上密封性能良好的前艙和底盤結(jié)構(gòu)，隔離電磁傳播，有效避免電磁輻射對人體健康的損害。

上述成就的取得，要歸功于吉利技術(shù)團隊聯(lián)合高校、科研院所、醫(yī)療機構(gòu)，深度研究電磁輻射對人體干細胞的成團率和老化指數(shù)的影響，形成了細胞級的電磁輻射安全設(shè)計標準，并開行業(yè)先河，將輻射安全設(shè)計，分解到了系統(tǒng)層級。

當然，“神盾電池安全系統(tǒng)”的安全并不只有防輻射， 在電池防自燃領(lǐng)域，也有著深厚的科研技術(shù)儲備。

動力電池主要分為電芯、模塊、電池包三個層面。過去幾年，電芯技術(shù)并不成熟，導(dǎo)致電動汽車自燃的很大一部分原因都來源于此。但隨著電芯規(guī)?；a(chǎn)和熱擴散技術(shù)的更新迭代，現(xiàn)在電芯技術(shù)已相當成熟，也非常安全，想要讓動力電池的安全性更有保障，就必須要解決“電池模塊系統(tǒng)”的安全問題。

在這一設(shè)計思路下，“神盾”電池推出了“八重神盾，八重防護”的理念，即：

1、架構(gòu)十宮格專利

2、整車籠式防護

3、快充安全

4、母嬰級防輻射

5、電芯針刺不起火

6、電池包防爆設(shè)計

7、行業(yè)領(lǐng)先的BMS3.0“電池醫(yī)生”智控系統(tǒng)

8、24小時星睿智算中心云端守護

1和2是典型的安全領(lǐng)域被動技術(shù)，幾乎所有的電動汽車廠家都有，但神盾電池做到了“人有我優(yōu)”。實際測試工況下，整個電池包能承受30公里/小時托底沖擊，20公里/小時整車托底，解決了電動汽車最常見的因“托底碰撞”帶來的電池損傷與安全事故。

7和8是神盾電池在安全領(lǐng)域獨有的主動技術(shù)。先來看BMS3.0“電池醫(yī)生”智控系統(tǒng)，通過當下極為先進的“AI決策算法”，實時保護200多項電控條目，預(yù)警50多種故障類型，對于熱失控、電池壽命、電芯狀態(tài)等，都能做到精準預(yù)測保護，可提高電池壽命20%。再結(jié)合吉利獨有的結(jié)構(gòu)安全保障，成功做到電池低衰減、耐擠壓、不起火、不爆炸。

再看24小時星睿智算中心，基于81億億次/秒的云端算力，賦予AI算力支撐和云端實時安全保護。就像請了一位時刻守護在車輛周圍的安全專家，24×365天，全方位不間斷為電池安全保駕護航。

Part2：結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

電動汽車用戶的痛點是什么？除了“電池安全”，“續(xù)航里程焦慮”一定排在TOP3之列。

想要解決這個問題，可以從兩方面入手，一是增加電池容量，二是布局快充網(wǎng)絡(luò)。

先看第一條路，由于增加容量會大幅提升電池自身的重量，而電池重量又會反噬續(xù)航里程，所以瓶頸非常明顯，那就只能在能量密度方面想辦法了。

去年6月發(fā)布的寧德時代麒麟電池是該領(lǐng)域的代表，它的體積利用率突破72%，磷酸鐵鋰電芯的能量密度可達160Wh/kg，而三元鋰電芯的能量密度更是達到255 Wh/kg。

作為對比，特斯拉4680電池的體積利用率為63%，電池組能量密度為217 Wh/kg。換句話說，已經(jīng)量產(chǎn)的麒麟電池超越尚未量產(chǎn)的4680電池，似乎也沒什么問題。

麒麟電池在能量密度上的突破，更多依賴于寧德時代推出的CTP技術(shù)，英文全稱Cell To Pack，也就是無模組動力電池包。在這一技術(shù)框架下，工程師采用電芯倒置、集成彈性夾層、重構(gòu)水冷系統(tǒng)等一系列方法，讓有限的電池殼體內(nèi)塞進更多電芯，實現(xiàn)能量密度的大幅提升。

再看第二條路，如果電動汽車的續(xù)航里程一直維持在500-600公里，但每次充電只需5分鐘，并且快充站的布局密度和加油站差不多，是不是也能解決續(xù)航焦慮？

2023上海車展前夕，在小鵬“扶搖”技術(shù)架構(gòu)發(fā)布會上，何小鵬一句“充電5分鐘，續(xù)航200公里”，引起全場共鳴。

事實上，并不只有小鵬一家能實現(xiàn)如此快捷的充電速度，蔚來、嵐圖、比亞迪、埃安......不少車企都已經(jīng)在量產(chǎn)車型上進行“超快充”的正式布局。

想要獲得如此高的充電速度，800V高壓平臺與電池散熱系統(tǒng)至關(guān)重要。中學(xué)物理老師教過，P（功率）=U（電壓）×I（電流），電壓越高或電流越大，都可以實現(xiàn)更高的充電功率。

特斯拉目前最新的V3超充，仍舊基于400V平臺，最大功率為250kW，峰值電流大小為600A。之所以不能做得更高，是因為Q（熱量）=I（電流）^2R（電阻）t（時間），電流越大，發(fā)熱量也越大，能量損耗呈指數(shù)級上升。

而在800V高壓平臺的幫助下，同等功率電流降低一半，能量損耗也更低。

當然，超快充還需要解決的一個根本問題就是電池散熱，幾百千瓦的高功率下，電池的內(nèi)阻會將溫度抬升非常高。

以哪吒“天工”電池為例，在電池包內(nèi)部通過散熱冷卻管路，構(gòu)建恒溫液冷系統(tǒng)。當電池過熱時，冷卻液將電芯的熱量通過熱交換的方式帶出，再由電池外部的散熱部件進行冷卻。穩(wěn)定而適宜的溫度可以讓電池的充電速度提升8%，甚至更多。

Part3：產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新

最近，氫氧化鋰和碳酸鋰的價格已經(jīng)降到20萬元/噸甚至更低，但一年前鋰礦讓人們見識了一把它的瘋狂。從5萬元/噸漲到60萬元/噸，只用了短短幾個月的時間。

普通用戶看到的是鋰礦價格波動對電池乃至整車售價的巨大影響，而電池生產(chǎn)企業(yè)則看到了鋰礦供應(yīng)鏈的不成熟導(dǎo)致對整個電動汽車產(chǎn)業(yè)的巨大沖擊。于是，鈉離子電池出現(xiàn)在汽車生產(chǎn)廠商甚至是用戶的眼前。

根據(jù)測算，在地殼中鈉儲量極其豐富，比鋰高3個數(shù)量級。同時，鈉的導(dǎo)電性能好，可以用低濃度的電解液；快充性能好，同濃度的鈉鹽電解液比鋰鹽電解液離子導(dǎo)電率更高；安全性較好，可以滿足一些對能量密度需求不高的領(lǐng)域。在安全性、充電速度、低溫耐受等方面都有著很明顯的優(yōu)勢。

鈉離子電池在原理上和制造工藝上與鋰離子電池類似，并且和鋰電池生產(chǎn)線設(shè)備兼容，便于鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的進一步轉(zhuǎn)型。

目前，鈉離子電池之所以尚未普及，主要原因是能量密度太低，它更適用于儲能、兩輪電動自行車、A00級電動汽車等對能量密度要求較低的場景。

但鈉離子電池的優(yōu)勢也非常明顯，那就是制造成本非常低。中科海鈉總經(jīng)理李樹軍表示，按照目前最主流的、也是產(chǎn)業(yè)化進度最快的層狀氧化物路線測算，鈉電池成本可以做到每瓦時（Wh）0.35元至0.4元，僅為目前三元鋰電池的一半。

根據(jù)《中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2022年)》測算，鈉離子電池2026年的市場空間將達到369.5GWh，理論市場規(guī)?；?qū)⑦_到1500億元。

截至當前，鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈已有超150家企業(yè)，近半鈉離子電池企業(yè)即將量產(chǎn)，有超35家鈉離子電池企業(yè)已進入中試階段，另有50家以上處于實驗室階段。另一方面，今年鈉電池產(chǎn)業(yè)將跨過“GW級出貨”這一門檻，達到3GWh至5GWh的規(guī)模，而去年出貨量僅0.2GWh左右。

總結(jié)

雖然，電池仍是電動汽車的發(fā)展瓶頸之一，但中國電動汽車在電池方面的不斷創(chuàng)新，卻為世界矚目。

單純的長續(xù)航已經(jīng)不再是用戶唯一追求，安全性更高、補能速度更快、低溫續(xù)航表現(xiàn)更好、價格更便宜已經(jīng)成為中國電池與電動汽車技術(shù)的深度發(fā)展方向。

在處處“內(nèi)卷”的時代，電動汽車續(xù)航里程不高、容易起火燃燒、電磁輻射太強、充電速度不快等等弊病，都會被一一攻克。

不少網(wǎng)友調(diào)侃，“特斯拉公開專利后，國產(chǎn)電動汽車迎來爆發(fā)”。事實上，電池領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士最清楚，在諸多技術(shù)指標上，中國品牌已經(jīng)實現(xiàn)了超越?！暗镀姵亍?、“神盾電池”就是最好的例子。

如果說，“刀片電池”防自燃實現(xiàn)了電池安全的第一階段，那么“神盾電池”防輻射實現(xiàn)了電池安全的第二階段。在中國電動汽車廠商以及廣大工程師的努力之下，國產(chǎn)電動汽車走向全球也只是時間問題。