圖片來源/廣汽埃安官網(wǎng)
自鋰電池在動力電池領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用以來，就時不時有國內(nèi)外電池初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)或研究機(jī)構(gòu)宣布將研發(fā)目標(biāo)設(shè)定為“實(shí)現(xiàn)電動車一次充電行駛1000公里”。彼時，不管是業(yè)內(nèi)還是業(yè)外，均一笑了之。
近期，又有多家公司宣布要推出續(xù)航1000公里的電動汽車，不同的是，這一次的主角是車企，不僅引起了業(yè)內(nèi)外的廣泛熱議，也攪動了資本市場，引發(fā)新能源汽車板塊股價波動。
電動汽車?yán)m(xù)航向1000公里“狂奔”
1月16日，中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高在發(fā)言中表示：“如果某一位說，它既能跑1000公里，又能幾分鐘充完電，而且還特別地安全，成本還特別低，那大家不要相信，因?yàn)檫@在目前是不可能的。”
“歐陽院士的原話是既能跑1000公里，又能快充，還要便宜，這是不可能的，大家忘了那個便宜。”廣汽埃安新能源汽車有限公司總經(jīng)理古惠南于1月17日回應(yīng)稱，“今年1000公里續(xù)航的車肯定要出來，快充也是肯定要出的，8分鐘充滿1000公里，理論上是可以的。”
1月15日，廣汽埃安官微發(fā)布海報(bào)稱，搭載石墨烯基超級快充電池的車型8分鐘可充滿80%，NEDC續(xù)航里程1000公里，硅負(fù)極電池將進(jìn)入“月充時代”，這一全新動力電池科技“即將量產(chǎn)搭載，不用等到明年”。受該消息影響，當(dāng)日A股廣汽集團(tuán)尾盤直接拉升至漲停，港股廣汽集團(tuán)亦大漲19.49%。
電池網(wǎng)（微號：mybattery）梳理發(fā)現(xiàn)，除了廣汽石墨烯基超級快充電池，還有蔚來固態(tài)電池、阿里上汽合資品牌智己汽車搭載動力電池都聲稱續(xù)航超過1000公里。
1月13日，由上汽集團(tuán)、張江高科和阿里巴巴集團(tuán)共同出資成立的智己汽車，全球首發(fā)兩款量產(chǎn)定型電動車。新車將搭載上汽與寧德時代共同開發(fā)的，首次采用“摻硅補(bǔ)鋰”技術(shù)的電池，單體能量密度達(dá)300Wh/kg，最大續(xù)航里程超1000公里，在NEDC工況下可20萬公里零衰減，并稱達(dá)到了“永不自燃最高安全等級”。全系電池組容量標(biāo)配93kWh，高配車型為115kWh。新車預(yù)計(jì)今年四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付。
1月9日，蔚來在NIO DAY上重磅發(fā)布了150kWh固態(tài)電池——從固液電解質(zhì)、負(fù)極/正極材料、制造工藝等方面全面創(chuàng)新，突破了原位固化、高性能硅碳負(fù)極、納米級包覆、超高鎳正極等多項(xiàng)核心技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)360Wh/kg超高能量密度，最高續(xù)航可達(dá)1000公里以上。該大容量電池將于2022年第四季度交付。該消息引發(fā)11日鋰電隔膜、電解液廠商股價全線大跌。
此外，據(jù)國外媒體報(bào)道，去年底，特斯拉CEO埃隆·馬斯克在歐洲電池大會上接受采訪時表示，特斯拉正努力為包括半卡Semi在內(nèi)的未來車型研發(fā)可支持621英里（約合1000公里）續(xù)航的電池。
電池網(wǎng)了解到，Model S最強(qiáng)性能版本——特斯拉Model S Plaid原型車目前正在測試中，報(bào)道稱將能實(shí)現(xiàn)520英里（836公里）以上的續(xù)航里程，預(yù)計(jì)將于2021年底開始交付，但其售價高達(dá)139990美元，國內(nèi)售價預(yù)估為117萬元左右。
僅談續(xù)航1000公里沒有意義
續(xù)航超過1000公里的電池真的可以實(shí)現(xiàn)嗎？1月18日，中俄新能源材料技術(shù)研究院院長王慶生告訴電池網(wǎng)，整車的技術(shù)不單是電池的技術(shù)還有電機(jī)高效率輕量化技術(shù)、電控智能節(jié)電技術(shù)、車身結(jié)構(gòu)流阻技術(shù)、車身輕量化技術(shù)等等，如果僅就續(xù)航滿足1000公里，這個數(shù)字之爭其實(shí)沒有意義，因沒有說明使用的條件和具體參數(shù)，例如裝多少電池、行駛工況、整車重量、時速指標(biāo)等，也沒有說就是依賴電池技術(shù)獲得完成。
在王慶生看來，“超級快充石墨烯電池，可在8分鐘充滿80%的電量，NEDC續(xù)航超過了1000公里”這幾個條件放在一起談存在一些問題：“因?yàn)槲覀兌贾朗┎牧咸攸c(diǎn)，加入石墨烯是在一定程度上可以提高和改善電池大倍率充放電性能（據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證最高不過15% 左右的效率提升，且成本升高），但并不提高電池的儲能效率，另外如果8分鐘可充滿電池80%電量（實(shí)際充滿80%非顯示所達(dá)到）因?yàn)榇蠹叶贾溃凑?C/h 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)那么8分鐘就等于7.5C倍率的電流，因?yàn)檫@里沒有詳細(xì)指標(biāo)只能按照理想值去設(shè)想一下；如果滿足1000公里續(xù)航，則按150kw（按高電壓800V設(shè)計(jì)，這樣電流盡可能小），那么電池容量也在187.5Ah，如按上述充電時間計(jì)那么就是7.5C電流即1406A ,那么大家可以分析一下；按照國際電工標(biāo)準(zhǔn)電流超過500A的電工配件需要那個檔次的，成本需要數(shù)倍增加，另外耐受1000A+ 這個電流的電纜、觸頭以及電池集流體的設(shè)計(jì)要用何種材料呢？鉑金、黃金、還是白銀？或者多大的截面積（前提是電池活性材料和結(jié)構(gòu)是能夠耐受這個電流密度的）才能滿足這個電流下的應(yīng)用，且能量是守恒的阻抗產(chǎn)生的熱（物理產(chǎn)熱+化學(xué)產(chǎn)熱）到哪去消耗呢？如果按500A電流以下設(shè)計(jì)那么電池容量就只有67Ah（800V），不知如何理解和實(shí)現(xiàn)NEDC（新歐盟駕駛循環(huán)測試非實(shí)際工況）續(xù)航1000公里是否更有意義？再有我們國家的電網(wǎng)設(shè)計(jì)其實(shí)也不準(zhǔn)許這樣的電流沖擊，一臺車，要是十臺百臺呢？看來必須是專線和專網(wǎng)了，故還是要科學(xué)分析和面對問題。”
“單純地講續(xù)航里程1000公里沒有意義，因?yàn)檫@個可以靠堆更多的電池來實(shí)現(xiàn)，而真正有意義的1000公里的續(xù)航應(yīng)該是在電池重量及體積不大幅增加的情況下來實(shí)現(xiàn)1000公里的續(xù)航。那么這個就需要靠提高電池系統(tǒng)的能量密度和降低電動汽車的百公里電耗這個指標(biāo)。”伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理、中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝在與電池網(wǎng)交流時也表示，“從技術(shù)來講，還是需要依靠高能量密度的電池產(chǎn)品才有可能實(shí)現(xiàn)有意義的1000公里續(xù)航里程。”
古惠南也坦言，如果8分鐘要充電1000公里的話，需要建設(shè)高功率的快充樁，技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)，只是成本高，廣汽埃安會按節(jié)奏來推廣。
“何時可以實(shí)現(xiàn)和那種技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航，這個問題需要綜合考慮。”王慶生補(bǔ)充說，從1000公里續(xù)航逆推影響續(xù)航的因素：整車重量消耗的功率、車體流阻消耗的功率、電機(jī)功率、輔材能耗功率、輔助功能消耗功率（空調(diào)等）、實(shí)際工況環(huán)境增耗等，還要設(shè)計(jì)預(yù)留SOC%和熱場耗能比，最終才是電池的有效功率設(shè)計(jì)（實(shí)際需求容量按理想標(biāo)準(zhǔn)計(jì)的，還沒有考慮電池離散性造成的容量降低）。科學(xué)合理地去設(shè)計(jì)電動車以實(shí)現(xiàn)長續(xù)航，要求新能源車的工程師考慮更多的邊界條件因素，以此來完成整車的拓?fù)湓O(shè)計(jì)。比如，按目前的電池材料和工藝技術(shù)水平，需結(jié)合整車的設(shè)計(jì)及材料的應(yīng)用，電機(jī)電控的選擇，實(shí)際的應(yīng)用性能與價格等整體綜合因素來考慮整車器件的匹配，以保障新能源汽車的使用性能，也可配以多途徑（快速補(bǔ)電換電）技術(shù)實(shí)現(xiàn)長的續(xù)航里程，即為好的產(chǎn)品，而非完成一個指定指標(biāo)而已。
僅就電池設(shè)計(jì)而言，王慶生認(rèn)為，首先要考慮的是電池安全性、然后是功能性的實(shí)現(xiàn)、最后才是能量密度最大限度的提升；這里電池的設(shè)計(jì)要考慮的因素很多，如采用何種體系設(shè)計(jì)電池，要考慮電池倍率性能設(shè)計(jì)合理的集流體結(jié)構(gòu)，要考慮電池正負(fù)極活性材料的粒度與比表面積的設(shè)計(jì)，既要盡可能地降低真實(shí)電流密度提高大倍率性能又要控制鋰離子過量的消耗，還要具有工藝的可實(shí)施性合理的壓實(shí)密度，要考慮材料雜質(zhì)的影響又要考慮材料相容性的匹配等，要實(shí)現(xiàn)高安全、高能量、高倍率需要系統(tǒng)地從電池的體系、材料、結(jié)構(gòu)、工藝、應(yīng)用逐一分析解決與控制。
吳輝認(rèn)為，高能量密度量產(chǎn)目前主要依靠的是高鎳材料來實(shí)現(xiàn)，但面臨著安全性、成本和循環(huán)壽命的問題。而電池是要追求能量密度、安全、成本和循環(huán)性能的各種指標(biāo)的平衡。要解決這些問題，就要提高其安全性，比如采用全固態(tài)電池，采用更安全的PACK方式，而為了降低成本，則需要規(guī)模化的生產(chǎn)能力來降低制造成本，需要提高能量密度、利用電池回收等循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念來降低原材料采購成本等。
TWh時代車企欲重掌話語權(quán)
業(yè)內(nèi)人士指出，車企急于發(fā)布超長續(xù)航里程產(chǎn)品以及高能量密度電池技術(shù)，或許是為了重掌話語權(quán)。我們知道，在燃油車領(lǐng)域，車企掌握了絕對的話語權(quán)。而在電動汽車領(lǐng)域，動力電池作為新能源汽車最核心、價值量最大的零部件，擁有高端動力電池產(chǎn)能的頭部企業(yè)，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的話語權(quán)。
“雖然廣汽石墨烯基超級快充電池、蔚來固態(tài)電池等概念或者技術(shù)是車企發(fā)布出來的，但是我認(rèn)為車企發(fā)布的只是結(jié)果，也就是他期望或者預(yù)計(jì)將要達(dá)到的電池的性能指標(biāo)或者效果，但是真正要實(shí)現(xiàn)這個技術(shù)，還是得靠電池企業(yè)來完成。所以推動電池技術(shù)真正進(jìn)步的還是電池行業(yè)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，車企更多的是從應(yīng)用的層面來提出要求。”吳輝表示。
“無論是固態(tài)電池、石墨烯電池，還是摻硅補(bǔ)鋰、快速充電技術(shù)，這些產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)布和應(yīng)用，都是要以時間和實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)來驗(yàn)證的，車企的目的我們且不去說，技術(shù)的進(jìn)步是必然的。”王慶生分析稱，未來鋰電池的發(fā)展肯定是不斷前行的，高能正極材料的問世、新型體系技術(shù)的應(yīng)用，離子液體的出現(xiàn)，固態(tài)電池問題的解決，屆時會百花齊放，百家爭鳴，但滿足動力電池應(yīng)用的技術(shù)指標(biāo)是一致的，高安全性、高功能性、高能量密度、低廉成本是新能源車所期盼的。但不用車企倒逼，電池企業(yè)自身也需要不斷地完善推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。
“近期此起彼伏的高調(diào)報(bào)道，暴露了車企的心態(tài)也說明了電池企業(yè)的問題，目前我國行業(yè)內(nèi)缺乏一個系統(tǒng)的完整體系技術(shù)的牽頭部門，造車的不懂電池、做電池的不懂材料，做材料的不懂應(yīng)用，致使我們的技術(shù)不能有效貫通，有效的技術(shù)不能合理應(yīng)用，都是盲人摸象且閉門造車固步自封，缺少開放和交流。”王慶生呼吁：國家或行業(yè)需迅速組織建立起產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟組織，從技術(shù)和產(chǎn)品層面上進(jìn)行整體規(guī)劃，有序發(fā)展，推動和保障我國的新能源產(chǎn)業(yè)能夠真正地屹立于世界之林。
此外，近期，“備戰(zhàn)鋰電池TWh時代”頻繁被提及。
1月16日，寧德時代新能源科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長曾毓群表示，未來5年，鋰產(chǎn)業(yè)市場將迎來井噴期，快速進(jìn)入TWh時代。
1月13日，韓國市場研究機(jī)構(gòu)SNE Research公布了2020年全球動力電池市場相關(guān)數(shù)據(jù)，2020年全球動力電池在電動車上的裝機(jī)量達(dá)137GWh，同比增長17%。SNE Research還預(yù)計(jì)，2025年動力電池在電動車上的裝機(jī)量將達(dá)到1163GWh，2030年則為2963GWh；而動力電池出貨量預(yù)計(jì)將在2025年達(dá)到1400GWh，2030年達(dá)3500GWh。
吳輝認(rèn)為，這一數(shù)據(jù)相對樂觀，“算上小型電池、動力電池和儲能電池在內(nèi)，我們預(yù)計(jì)在2025年全球鋰電池的需求量將達(dá)到或者超過1TWh。”
結(jié)語：不論電池續(xù)航1000公里的電動汽車何時到來，還是鋰電池TWh時代到來的進(jìn)度如何，但可以肯定的是，電動汽車時代與鋰電池TWh時代終將到來。迎接電動汽車時代，備戰(zhàn)鋰電池TWh時代，不僅僅是全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能的競賽，更是新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新體系、智造水平、品牌營銷、產(chǎn)業(yè)鏈條等多層面的拼殺，“資金、技術(shù)、人才、品牌、渠道、供應(yīng)鏈，這是一場綜合實(shí)力和持續(xù)耐力的角逐，機(jī)會永遠(yuǎn)屬于那些有準(zhǔn)備且有實(shí)力的人！在新能源的賽道上，我們需要的不是百米沖刺、曇花一現(xiàn)，而是馬拉松！”中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長、電池百人會理事長于清教表示。
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