電動汽車能在所有用車場景上替代燃油車嗎？技術上是可以的。但現(xiàn)實總是感覺差一點。但這一天已不太遙遠，電動爹的稱號終有終結(jié)的一天。

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文丨智駕網(wǎng) 黃華丹

車市動蕩，但對產(chǎn)業(yè)鏈而言，首要的仍是解決當下的問題。在電動化大背景下，解決電池發(fā)展的問題依然是電動汽車全面普及的關鍵。

在3.31-4.2舉辦的電動汽車百人會2023上，廣州巨灣技研有限公司董事長兼CTO黃向東援引國際能源署和可再生能源署的報告稱，要達到《巴黎協(xié)定》的目標，需要在2030年做到全球零排放汽車占汽車總保有量的比例達到20-25%，零排放商用車和公交車的滲透率分別達到35%和60%以上，充電基礎設施比現(xiàn)在增加10倍以上。

在國家層面上，歐美日等主要經(jīng)濟體計劃在2035年之前全面“禁燃”。2030年電動汽車的市場滲透率達到50-70%，歐盟希望達到75%，我國則希望到2030年達到40%的滲透率。

去年我國新能源汽車滲透率約為25%，保有量1310萬輛，其中零排放電動汽車僅占全國汽車保有量的近3.2%。到2030年，我國電動汽車保有量要增加7-8倍，2027年的滲透率就需為100%。

要實現(xiàn)這個目標，顯然還需要加快電動汽車普及的速度。

而目前阻礙新能源車普及的原因，孚能科技股份有限公司董事長王瑀在接受采訪時表示主要有兩個方面:

一是續(xù)航里程低，充電慢， 比如500公里的車，實際續(xù)航里程大概只有350-400公里左右，冬天更差，尤其是磷酸鐵鋰電池，冬天只有50%~60%的續(xù)航里程。

二是充電時間太長， 大部分車快充需要40分鐘左右充滿70%，慢充則需要8、9個小時。王瑀認為這是制約新能源汽車發(fā)展的主要原因。

廣州巨灣技研有限公司總裁裴鋒則在接受采訪時提出，極速充電技術是電動汽車普遍采用的最核心的關鍵技術，也是最核心的儲能器。

結(jié)合實踐可以看出，目前解決電動車焦慮問題的方案，一方面是從電池本身進行優(yōu)化，另一方面則是在補能側(cè)進行改良。

在電動汽車百人會上，多名來自國內(nèi)一線企業(yè)和研究機構(gòu)的專家也就各自對產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題提出了看法與解決方案。

如何解決新能源車用戶的焦慮？王瑀認為：

第一，做足續(xù)航里程，電池包電量需提升25%，讓終端用戶有非常好的體驗。

第二，消除充電焦慮，目標就是10分鐘充滿400公里。

第三，降低電池包的價格，做到100美元每千瓦時。

第四，少依賴鈷和鋰資源。

01.

電池材料的革新

增加續(xù)航里程、降低電池包價格、減少對鈷和鋰的依賴，這些都是對電池本身的發(fā)展技術提出了要求。那么，目前電池技術進展如何？

中國電子科技集團第十八研究所研究員肖成偉在百人會論壇上概述了目前液態(tài)電池的最新技術進展。

以比亞迪的刀片電池為例，容量150Ah的磷酸鐵鋰刀片電池單體重量能量密度為190瓦時每公斤，體積能量密度為410瓦時每升，集成后的電池系統(tǒng)重量能量密度為156瓦時每公斤，體積能量密度是295瓦時每升，重量和體積成組系數(shù)分別是0.82和0.72。

肖成偉表示，對磷酸鐵鋰這樣一個液態(tài)的技術路線來說，這已經(jīng)是非常高的技術水準。

采用高鎳三元正極和高容量硅碳負極的液態(tài)高比能三元電池也是目前主流的高能量密度電池方案。

而要進一步提高液態(tài)電池能量密度與成本效益，目前的方案主要是通過改進正負極材料來實現(xiàn)。肖成偉也介紹了當前熱門的新型電池正負極材料。

首先，是富鋰錳基材料，肖成偉表示，其克容量基本可以做到250毫安時每克，與硅碳匹配可使電池能量密度達到400瓦時每公斤及以上。

磷酸鐵鋰下一步迭代的材料是磷酸錳鐵鋰材料體系，可以和富鋰錳基復配，也可以和三元材料復配，進一步提升電池的密度，可以做到230、240瓦時每公斤的水平。

負極材料的發(fā)展路徑是從石墨到硅基到鋰金屬。目前高比能電池里面用的是硅基，包括硅氧和硅碳，需要做的是進一步提高它的循環(huán)技術水平。

百人會論壇上，寧夏漢堯富鋰科技有限責任公司常務副總經(jīng)理胡偉也介紹了富鋰錳基材料的優(yōu)勢。

首先，常規(guī)電壓下的富鋰錳基材料在目前所有商業(yè)化正極材料中是循環(huán)穩(wěn)定性最好的。

其次，高電壓下富鋰錳基材料可表現(xiàn)出非常高的克容量，是高能量密度電池的理想正極材料。

第三，富鋰錳基材料可以跟其他的正極材料進行搭配使用，應用于各種場景。

第四，富鋰錳基材料由于富鋰的特點，通過應用方式的設計，可起到補鋰的作用。

第五，富鋰錳基大批量應用目前處于一個初始階段，其擁有非常多的衍生品，后面會有較大的開發(fā)應用空間。

第六，富鋰錳基材料是無鈷低鎳高錳的材料，可大大減少對鈷、鎳資源的依賴。

而在負極材料方面，安徽盟維新能源科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO周莉莎同樣表示，負極方向會從石墨發(fā)展到硅碳，到鋰金屬，未來還會實現(xiàn)更輕量化的超薄鋰金屬。

相較于石墨和硅碳，鋰金屬作為負極材料可實現(xiàn)更高的能量密度。周莉莎認為，鋰金屬電池是高比能電池的終極解決方案。

不過，目前無論在材料研究層面還是工程技術層面都有非常多的問題需要解決。例如，產(chǎn)品級的鋰金屬電池需要在兼顧高安全、高能量密度的同時大幅度提升循環(huán)壽命，而且還要滿足包括放電倍率、環(huán)境適應性和經(jīng)濟性核心指標。

目前，鋰金屬電池仍處于實驗室階段。

02.

固態(tài)電池什么時候量產(chǎn)？

而在電池體系方面，固液混合和全固態(tài)電池則是行業(yè)追求的又一個熱點。

王瑀在接受采訪時也表示，電池發(fā)展的終極路線肯定是固態(tài)，目前對固態(tài)電池的研究各方面進展不錯，但是離產(chǎn)業(yè)化距離還比較遙遠。現(xiàn)階段各個整車廠都在開發(fā)半固態(tài)電池，其邏輯主要是減少電解液的量，來解決它的安全問題。

電池的安全事實上都是用了有機電解液的原因，如果沒有有機電解液，滿充的電池也不會有安全隱患。因此，固態(tài)電池將能夠解決電池自燃的問題。

肖成偉則給出了更具體的解釋。

從產(chǎn)線來看，目前固液混合電池基本上可以借鑒液態(tài)電池的生產(chǎn)設備和生產(chǎn)體系。而全固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝和裝備則需要全新的開發(fā)。

固態(tài)電池的電解質(zhì)體系包括氧化物、硫化物、鹵化物和聚合物四類，不同企業(yè)有不同的體系，目前都有比較好的研究和應用。能量密度方面，肖成偉表示目前基本上是240-400瓦時每公斤的分布，正逐步實現(xiàn)量產(chǎn)。

至于后續(xù)的發(fā)展時間表，肖成偉認為總結(jié)起來，固液混合電池大約在2022年做到小批量量產(chǎn)，2025-2027年左右實現(xiàn)固液混合與全固態(tài)電池的批量化生產(chǎn)，能量密度大概是400瓦時每公斤，體積能量密度是800瓦時每升左右。到2030年的時候?qū)崿F(xiàn)全固態(tài)電池的生產(chǎn)，能量密度達到500-600瓦時。

王瑀表示，孚能半固態(tài)電池已經(jīng)于2022年9月份量產(chǎn)，主要在贛州跟吉利合資的工廠進行生產(chǎn)，目前已經(jīng)開始批量供貨。

而未來的發(fā)展趨勢是必須要實現(xiàn)高能量密度的電池，因此，高能量密度電池、固態(tài)電池在短中期始終是這個行業(yè)中必須持續(xù)進行開發(fā)的技術。

遠景動力執(zhí)行董事、中國區(qū)總裁趙衛(wèi)軍則表示遠景動力正在開發(fā)低溫電池。目前新能源車的地域不均衡問題非常明顯，主要是低溫問題導致續(xù)航里程明顯下降。遠景動力開發(fā)的低溫電池已經(jīng)進行裝車測試，在冬季零下20度的條件下可使轎車續(xù)航里程提升100公里。

趙衛(wèi)軍表示，解決低溫問題可幫助提升我們國家30%區(qū)域的市場。預計這款低溫產(chǎn)品很快會推向市場。

此外，在去年鋰價瘋漲的大環(huán)境下，不需要使用鋰材料的鈉離子電池也再次成為行業(yè)關注的焦點。智駕網(wǎng)此前也對鈉離子電池進行過解讀，參見《鈉離子電池量產(chǎn)元年來了？》。

相較于鋰離子電池，鈉離子電池的能量密度較小，但同時成本也大幅降低。王瑀表示，碳酸鈉的成本僅兩千多元每噸，而即便在碳酸鋰價格已經(jīng)明顯下跌的今天，其價格也仍需每噸二十幾萬。

王瑀表示，今年孚能科技的鈉離子電池進入到量產(chǎn)階段，未來整個計劃短期內(nèi)將用鈉電池取代300公里以下的經(jīng)濟車型，中期會取代500公里以下的車型。而未來孚能給整車廠提供的方案將是鈉電池和三元相結(jié)合的方案。

03.

超級快充是關鍵嗎？

而在補能方面，目前主要有兩種路徑，一是超級快充，二則是以蔚來為代表的換電體系。

巨灣技研裴鋒認為，極速充電，或者說超級快充，是電動汽車普及的賦能器和加速器。2018年美國能源部也做了什么叫極速充電的定義，即XFC（eXtreme Fast Charging），美國能源部的定義就是在10分鐘以內(nèi)充80%。裴鋒表示，巨灣技研的超快充技術目前已經(jīng)能做到最快7.5分鐘將電池從0充到80%。

此外，寧德時代、欣旺達等企業(yè)也在部署超級快充產(chǎn)品。而包括特斯拉、小鵬、嵐圖等在內(nèi)的整車廠也在布局超級快充技術。

深藍汽車CEO鄧承浩認為，新能源汽車的主要焦慮還是來自充電設施不夠完善。即便是續(xù)航里程達到1000公里的純電動車，如果無法做到像燃油車那樣便捷地獲得補能，也依然會讓人產(chǎn)生里程焦慮，不敢出遠門。

因此，要真正解除新能源車用戶的用車焦慮，除了電池技術的發(fā)展，還需要完善補能網(wǎng)絡。

裴鋒表示，巨灣技研將會和行業(yè)一起布局整個城市和高速公路的超充網(wǎng)絡建設，今年在全國的目標是做到1000座，到明年超過3000座，后年達到1萬座。

而蔚來的換電路線則是另一種可實現(xiàn)新能源車補能如加油體驗的路線。日前，蔚來第三代換電站剛剛上線。同時，蔚來計劃今年新增1000座換電站。

不過，從普及角度來看，要真正實現(xiàn)電動車補能和燃油車加油一樣方便，統(tǒng)一標準是更具普適性的做法。裴鋒表示巨灣的超級快充技術遵循的是2015年的標準，對于支持超級快充的車型都可以適配。

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