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新能源汽車電池迎來革新,中外再次出現(xiàn)分歧,未來是固態(tài)電池的?

自比亞迪推出了“漢”和“仰望”系列后,整個新能源汽車行業(yè)的競爭,就變得愈發(fā)激烈了起來,無論是技術(shù)層面,還是價格方面,各廠商都可謂是壓力十足。

在這樣的背景下,一大批老牌車企直接被踢出了新能源汽車的一線圈子,比如從前為眾人津津樂道的BBA------寶馬、奔馳、奧迪,它們在新能源市場的競爭力,就明顯不似燃油市場那般強(qiáng)勁。

反倒是新晉車企特斯拉,還與比亞迪打得有來有回,雙方在新能源汽車技術(shù)的各個領(lǐng)域,都展開了不同程度的競爭。

而在這其中,分歧最大的就當(dāng)屬新能源電池一項(xiàng)了,這也使得無數(shù)消費(fèi)者產(chǎn)生了一種認(rèn)知,即新能源汽車的電池技術(shù)發(fā)展方向,中外其實(shí)是不同的。

可就在人們還在針對這一問題進(jìn)行論述時,電池技術(shù)的革新又要到來了,而且,中外依然是不同的方向。

那誰才是真正的革新者呢,且讓我們從電池本身說起。

新能源電池的“舊怨”:三元鋰和磷酸鐵鋰

首先,我們需要清楚的是,新能源汽車和燃油車的硬件競爭性質(zhì)是一樣的,同樣都是“三大件”的比拼,只是燃油車的三大件指的是“發(fā)動機(jī)、變速箱、底盤”,而新能源車的三大件則是“電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)”。

其中,新能源電機(jī)的性質(zhì)與燃油發(fā)動機(jī)相似,它們指代的是車輛的動力系統(tǒng),而電控系統(tǒng)則與燃油變速箱相似,只是它的功能要更強(qiáng)大一些,不僅可以控制新能源車的檔位變化,還要控制動能回收和動力分配。

然而,無論是新能源電機(jī),還是新能源的電控系統(tǒng),科技性縱然說的天花亂墜,但就重要性而言,它們都無法和電池相提并論。

這主要是因?yàn)?,電池才是新能源汽車的一切,假如沒有車輛沒有電池,那電機(jī)將會失去動力源,而電控系統(tǒng)也會面臨“無電可控”的尷尬境地。

因此,從這一點(diǎn)來看,電池的好壞完全可以影響一輛新能源車的品質(zhì),而比亞迪和特斯拉也正是在這一領(lǐng)域較上了勁。

根據(jù)兩家公司的發(fā)展歷程來看,這場對決的起源是發(fā)生在2008年,當(dāng)時兩家企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈都逐漸趨于成熟,并且還推出了各自旗下的第一款電動車,分別是比亞迪F3DM,以及特斯拉的roadster。

不過,比亞迪F3DM從本質(zhì)上來說,只能算一款平民級的新能源車,而特斯拉roadster則更偏向豪華級別,是上層人士的特供。

從這兩個車型的問世,我們也不難看出兩家企業(yè)的產(chǎn)品理念,即比亞迪想打造平民級新能源車,而特斯拉則更傾向于高端新能源。

可無論是平民化的比亞迪,還是主打高端的特斯拉,它們在那個時代都屬于大膽的嘗試者,簡單來說,就是兩家公司都準(zhǔn)備投入重金,來押寶仍是一片未知的純電車領(lǐng)域。

當(dāng)然,時代的進(jìn)程也證明了兩者的成功,先是比亞迪的秦DM與唐DM在國內(nèi)大獲成功,后來,特斯拉也憑借一款model3,讓公司成功轉(zhuǎn)虧為盈。

而兩家公司的作為,也使得不少車評人開始會將它們比作對手,并展開一系列的分析,也正是這種橫向?qū)Ρ?,讓人們驚奇的發(fā)現(xiàn),兩家公司雖然都主打新能源汽車,但它們所采用的電池類型,卻是完全不同。

比如在2019年之前,特斯拉的電池就主要是日本松下所生產(chǎn)的三元鋰電池,也就是人們所說的18650小電池,外形和5號電池、7號電池雷同。

根據(jù)特斯拉公布的數(shù)據(jù)來看,一輛特斯拉新能源車的儲電系統(tǒng),就是一個由7000多節(jié)松下小電池組成的電組,廣從性質(zhì)上來說,這和大型充電寶相似。

而比亞迪主要采用的則是刀片電池,也就是磷酸鐵鋰電池,這種電池和三元鋰電池都是鋰電池,只是磷酸鐵鋰電池正如其名,是采用磷酸鐵鋰作為正極材料,三元鋰電池則是三元材料。

這兩種電池自進(jìn)行對比開始,就一直處于不相上下的局面,兩者都各有利弊,特斯拉和比亞迪也都相互進(jìn)行過電池公關(guān),互相指責(zé)對方所用電池的不穩(wěn)定性,令一眾消費(fèi)者實(shí)在難以辨別。

直到特斯拉在2019年實(shí)現(xiàn)國產(chǎn),也采用了LG生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池后,這場有關(guān)三元鋰和磷酸鐵鋰的大戰(zhàn),戰(zhàn)局才終于明朗了起來,那就是磷酸鐵鋰的經(jīng)濟(jì)性似乎要更勝一籌。

同時,我們需要清楚的是,比亞迪所采用的刀片電池,從本質(zhì)上來說應(yīng)該算是升級版的磷酸鐵鋰電池,它擁有更好的熱控和穩(wěn)定性,這意味著,比亞迪的刀片電池在性價比層面,才是那個最終的贏家。

然而,就在新能源電池首輪大戰(zhàn)還未完全落幕的時候,第二波大戰(zhàn)的勢頭卻已經(jīng)出現(xiàn)了,而且,從現(xiàn)在的局勢來看,我國似乎又和國外站在了對立面。

新能源電池的“新仇”:固體和半固體

正如前文所述,新能源電池的首輪斗爭是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的沖突,但從根本上來說,這兩種電池都是液態(tài)鋰離子電池。

在理論層面,液態(tài)鋰離子電池也被稱作“搖椅電池”,這主要是因?yàn)?,這種電池的正負(fù)極處于兩端,而中間則是液態(tài)電解液,在充電和放電時候,鋰離子便會像坐搖椅一樣,徘徊在正負(fù)兩極。

這種電池為了防止短路問題的發(fā)生,加入了兩極隔膜,這是有效且唯一的手段,但這也意味著,要是隔膜發(fā)生泄漏,電解質(zhì)出現(xiàn)亂流,那電池就會短路發(fā)熱,進(jìn)而引起火災(zāi)。

因此,科技界為了能杜絕這種情況的發(fā)生,便想到了新的動力電池形式,那就是固態(tài)電池。

固態(tài)電池,顧名思義,就是將電極和電解質(zhì)固定,這使得固體電池不再需要隔膜保護(hù),畢竟,先前會徘徊的電解液,此時已經(jīng)全部完成固定,不會再出現(xiàn)亂流的情況。

目前,日本車企三劍客之一的日產(chǎn),以及德系三豪之一的寶馬,已經(jīng)在固態(tài)電池上砸下重金,準(zhǔn)備讓旗下的電動車都用上這種新型的電池。

尤其是寶馬,相較于日產(chǎn)2028年的實(shí)際運(yùn)用,寶馬顯得更急切一些,那就是直接打造固體電池的生產(chǎn)線,并于2025年推出首款原型車。

按照兩家車企的宣傳,固體電池相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池,將會具備更強(qiáng)的安全性和穩(wěn)定性,以及更大的能量密度,這使得固體電池的體積將會更小,充電時間會變得更快,且自燃概率變得更小。

從這些優(yōu)點(diǎn)來看,固態(tài)電池確實(shí)是動力電池的未來,但鑒于電解質(zhì)的固定,電池的界面電阻更高,空氣穩(wěn)定性更低,另外,由于固體電池和液態(tài)電池的絕對差異性,這使得它需要重新開辟生產(chǎn)線,造價會非常高。

因此,我國的贛鋒鋰電推出了一種新的動力電池形式,那就是半固態(tài)電池。

根據(jù)中國科學(xué)院電工研究所教授陳永翀的介紹:

“由于固態(tài)電池的一些難題非常難以解決,例如界面阻抗的問題,所以出現(xiàn)了保留部分液態(tài)電解質(zhì)的'半固態(tài)電池’,其實(shí)質(zhì)是在原有的凝膠態(tài)聚合物電池上的發(fā)展。”

從這段話中,我們不難看出,半固態(tài)電池相較于固態(tài)電池,最大的區(qū)別就在于半固態(tài)電池還擁有一些液體電解質(zhì),也保留了隔膜,這不僅能讓半固態(tài)電池能快速完成生產(chǎn),還能有效減少電阻。

當(dāng)然,也源于這一特性,我國的半固態(tài)電池已經(jīng)在2022年時,完成了車輛的裝載試點(diǎn),比如東風(fēng)的部分E70車型,以及嵐圖追光轎車的82kWh版本,就是搭載這種半固態(tài)電池。

除此之外,按照比亞迪在2022年的消息,由比亞迪設(shè)計生產(chǎn)的全固態(tài)鋰電池,將要在重慶進(jìn)行裝車試驗(yàn),據(jù)了解該項(xiàng)目由中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高牽頭,另有三位院士顧問一同參與研發(fā)工作,屬于標(biāo)準(zhǔn)的國家級重點(diǎn)項(xiàng)目。

顯然,這比日產(chǎn)的固態(tài)電池落地時間,以及寶馬的固態(tài)電池落地時間都要早上不少,所以,新一輪的電池競爭最終花落誰家,且讓我們拭目以待吧。

參考資料:

《“固態(tài)電池”概念爆火,將對現(xiàn)有動力電池實(shí)施降維打擊?》--------澎湃新聞

《全固態(tài)電池的量產(chǎn)離我們還有多遠(yuǎn)》-------品玩網(wǎng)

《絕不自燃?比亞迪全固態(tài)電池來了》---------澎湃網(wǎng)

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