中國儲能網(wǎng)訊:事件
近日,以色列電池生產(chǎn)商StoreDot近日對外展示了其技術(shù)路線圖"100inX"。該公司計劃在未來10年內(nèi),開發(fā)出充電兩分鐘續(xù)航100英里(160公里)的電池。預(yù)計到2024年,StoreDot目前正在開發(fā)中的(未來或與EVE合作批量生產(chǎn)的)電池,可以實現(xiàn)充電五分鐘續(xù)航100英里(160公里)。
這款電池據(jù)說采用硅負極(silicon-dominant anode XFC lithium-ion cells),能量密度約為300Wh/kg。然而StoreDot沒有提供有關(guān)該技術(shù)的其他技術(shù)細節(jié),只是籠統(tǒng)的稱之為“100inX”。
圖片來源:StoreDot
短評
2021年各大實力汽車廠商相繼發(fā)布了800V高壓平臺的戰(zhàn)略規(guī)劃,除了小鵬·G9外,廣汽·埃安、比亞迪·e平臺、吉利·極氪、理想汽車、北汽·極狐等車企都布局了800V快充技術(shù),并有望在2022年陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn),2022年市面上擁有800V高壓快充技術(shù)的車型不少于10款。
但超級快充是否真的那么容易做?
現(xiàn)今主流電動汽車以400V為主,充電功率最大可達100kW,30%-80%的充電時間需要30分鐘,已經(jīng)達到目前材料及工藝的極限。而電動汽車的補能和續(xù)航問題仍然困擾著行業(yè)。電動汽車充電慢、續(xù)航短的問題,在2022年會得到解決么?
800V或許是一個解決方案。在800V高壓條件下,充電功率可達300 kW -500kW,5分鐘-10分鐘就可完成30%-80%的充電。且不論快充(800V)是否會成為標配,快充技術(shù)至少帶來以下的變化:
負極:壓實必須要做到1.6以下。石墨是最常用的負極材料,但其層間距較小(0.354nm),在快速充電模式下由于界面反應(yīng)阻抗的新增,使得石墨負極相比慢充(0.xC)下更容易達到析鋰電位,鋰離子不能正常脫出嵌入,因此材料都需要摻雜或包覆,如摻硅。
正極:可以用NCM111;不需要高鎳,正極的成本或低些;需要成本更低可以使用LFP。
面密度:16
電解液:高介電常數(shù)的EC、FEC和VC需要重新配比。
隔膜:使用改性材料、多孔復(fù)合碳材料、高孔隙率高透氣性隔膜。
內(nèi)阻:主要是降低負極內(nèi)阻
封裝外殼:圓柱或軟包(各向同性)較容易滿足快充要求。
充電樁:大功率直流快充充電樁。
熱管理:直冷比較合適。如果出于成本考慮,繼續(xù)使用液冷也行,但增加了鋁板和乙二醇的用量,至少增加了1倍。
材料從快和強來看,要做快,就要sacrifice續(xù)航,電池可能就不是那么“強悍”;快充電芯,如果采用顆粒更小的材料,增大活性面積降低電流密度,同時減少Li+的擴散距離,確實可以實現(xiàn)4C/6C/8C的性能要求。
但是顆粒過小,會帶來振實密度降低和首次效率下降的問題。另外,在現(xiàn)有液鋰體系情況下,過快的充電速度會導(dǎo)致負極極化顯著增加,導(dǎo)致負極電勢降低,引起金屬Li在負極表面析出,會影響鋰離子動力電池的循環(huán)性能,嚴重的情況下還會引起鋰鋰離子動力電池內(nèi)短路的發(fā)生。
而一般快充的定義為在短時間內(nèi)可以給動力電池充入大量電能,而對具體充/放電時間和電池荷電狀態(tài)沒有統(tǒng)一的規(guī)定。因此,快充甚至是超級快充,還有許多的技術(shù)問題需要解決。
事實上,市場需求都是寬于技術(shù)進步,而未來的技術(shù)都是現(xiàn)在市場需求的宣泄。2021年電動汽車的銷量暴漲和持續(xù)的對電動車補電需求,使得快充或許能夠成為選項。
但綜合來看,要實現(xiàn)快充必須要在電芯層面能夠扛得住,必須要在壓實、面密度、內(nèi)阻等方面做好平衡;還需要在系統(tǒng)層面(含熱管理)要盡量的多串,使用大電壓模式;另外,就是標準的統(tǒng)一,包括快充充電樁(協(xié)議互認)等方面的統(tǒng)一。
但需要指出的是,電壓平臺的escalating,意味著整車的E/E架構(gòu)都要基于高壓平臺重新設(shè)計(包括DC/DC等),而持續(xù)的高壓充電會影響鋰離子動力電池內(nèi)部穩(wěn)定性,則對熱管理系統(tǒng)提出了更高的要求??斐渖踔潦浅壙斐洌瑢τ谛袠I(yè)的影響是全方位的,而且在技術(shù)上仍然有相當?shù)碾y度。
而有意思的是,當下對快充的過度包裝(過度設(shè)計),吹過的牛逼不少,似乎已經(jīng)到了亟需兌現(xiàn)的時候,不然誰來買單?