解决纯电动车的里程焦虑问题,业内普遍认可的两种途径分别是换电和超级快充。
前者是蔚来引以为豪的领域,现在也有越来越多的车企加入蔚来的换电网络。不过,换电这条路究竟能不能走通还是值得探究的,主要是看看吉利、长安和蔚来这三家车企要怎么合作,怎样才能做到“千车一站”,反正我个人并不太看好换电模式。
后者是最近这一两年来业内讨论最多的,得益于800V超高压平台的普及,纯电车的充电速度也越来越快,从普通的快充到后来的3C超级快充再到现在的5C极速快速,五六百公里的纯电续航只需要短短十几分钟就能充满,便利性无限接近油车的补能方式。
极氪自研的20kW直流家充桩&极充桩。
不过,抛开电池安全去谈超级快充始终还是不现实的。就像中国科学院院士欧阳明高在早前所说的:“未来在乘用车充电方面,主体是慢充,只有大约20%的情况下需要快充,这部分主要是应急快充。”大概意思就是在高速上才会用快充,日常通勤还应该是慢充为主。
快充对于电池来说确实是一种伤害:充电速度过快,很容易就会加速电池的极化,导致电池端电压与充入电量不成正比,影响电池的容量和寿命;过快的充电速度还会导致锂离子在负极表面积聚、析出,形成锂晶枝,刺穿隔膜,引发电池短路,甚至是热失控。
极氪的极充V3很快就会落实到位。
从品牌创立至今还没有过一起自燃事故的极氪很清楚,要想普及超级快充技术,解决纯电车的里程焦虑问题,首先要解决电池的安全问题。
这个问题也绝不仅仅只是提高平台电压、用上更高级的BMS电池管理系统就能解决,还得从电池内部材料着手,去改变正负极的结构,改变电解液的物理性能。这才有了前两天亮相的金砖电池。
和很多快充电池不同,极氪的金砖电池采用的是磷酸铁锂材质。
和三元锂电池相比,磷酸铁锂电池确实不太适合快充。原因有很多,其中我觉得最主要的就是其橄榄石的电极结构决定了电子在里头不太容易穿梭,所以它的本征导电率比较低,仅为三元锂电池的百分之一。
但极氪还是选择磷酸铁锂作为金砖电池的材料,主要是从安全的角度出发,就像王某人曾经说过的,安全才是最大的豪华配置。磷酸铁锂电池不仅循环寿命比三元锂电池更长,而且即便遇到针刺实验这种极端情况,也更不容易起火爆炸。
安全是鱼,超充是熊掌,鱼和熊掌应该如何兼得?极氪的金砖电池从电芯的层面入手,去改变磷酸铁锂电芯的物理特性。一般我们看到的很多车企的所谓电池创新,其实更多只是从PACK的层面入手,从电芯层面入手的很少。
解决磷酸铁锂导电率低这个问题,极氪研发的“锂离子全程加速技术”主要从以下三个方面入手:
一方面是在正极上加入了纳米级的磷酸铁锂颗粒,配合复合导电剂,增强反应活性,从而加快锂离子从正极的释放效率;
另一方面则是在正负极之间用超快解电解液提高锂离子的转移速度,并引入了三层复合多孔摸,确保整个快充过程是安全稳定的;
最后就是在负极引入低焓变石墨材料,并在表面采用了低阻抗的SEI膜,且使用了多梯度电极片设计,目的就是加快锂离子的移动速度之余,避免其大量积聚在负极而形成锂晶枝,刺破薄膜,导致电池内部短路。
在电芯的外部,极氪也做了一些创新,例如采用了叠片多极耳结构设计,在快充的过程中能让热量均匀分布,更加有效的控制温度;还采用了双铆极柱导流设计,比起过去的单极柱,其过流能力提升了100%。
凭借这两大技术突破,极氪金砖电池的充放电速率也达到了可以媲美超充三元锂电池的水平。
例如,它可以匹配800V的超高压平台,最高充电功率可以达到500kW,实现4.5C的充电倍率,也即在超冲的模式下,它能实现充电15分钟续航500+km的能力。这样的充电速率和目前行业内最顶级的三元锂5C快充已经无限接近——“充电12分钟续航500公里”。
很多人都只关注电池的充电能力,而忘记了它其实还有一个放电能力,后者决定了车辆的动力性能。极氪的金砖电池3秒脉冲放电倍率最高可达16C!这一瞬间的强大能量足以让极氪的许多车辆的“零百加速”成绩进入到“3秒俱乐部”。
磷酸铁锂电池还有一缺点——低温性能拉跨,也被极氪的超充技术缓解了。按照官方的说法,即便在-10℃的低温环境下,金砖电池还能保持着比较优异的充电速度,比同类电池要提升了至少25%。但具体的充电速度它没说。
不管怎样,极氪的金砖电池应该是全球范围里充电速率最快的磷酸铁锂电池了。之前的宁德时代和蜂巢能源也都推出了磷酸铁锂的超充技术,但都只是达到4C这个级别而已,金砖电池比它们要快上那么半级。
现在,这一块金砖电池已经在衢州的极氪电池工厂量产下线,据说因为生产效率极高,可以有效降低其生产成本——每度电成本降低14.8%。而作为首款搭载金砖电池的
当然,超级快充的最大的问题还不在于技术本身,而在于基础的设施——真正的超充站实在是太少了,往往就是空有一身本领而无用武之地。极氪当然也看到了这个问题,所以在这次金砖发布会上,他们也公布了其超充网络的建设规划。
目前,极氪已经有401座“极充站”了,提供了2261个极充桩(截止2023年11月30日),覆盖了全国100座城市,单枪的峰值功率已经超过了360kW。这样的充电网络已经是目前新势力里头最大的了。
然而,极氪现在的目标是在2024款建成1000座极充站,到2026年累计建成10000根极充桩,进而实现其“1515便利电”,也即在 15 分钟找到桩 + 15 分钟充好电。这一“便利电”是围绕车主建设的——2024 年覆盖 76% 极氪车主,2025 年覆盖 90% 车主,2026 年覆盖 95% 车主。
平均每个站有十个极充桩,这样的广度、这样的力度以及这样的充电速度,当然是业内少见的。(文|大雄)