中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：周六（9日）晚間，蔚來(lái)汽車舉行NIO DAY發(fā)布會(huì)，預(yù)熱已久的150kwh固態(tài)電池包終于現(xiàn)出“廬山真面目”，預(yù)計(jì)將于2022年第四季度正式推出，能量密度達(dá)到360wh/kg。
據(jù)介紹，在150kwh電池包下，2018年ES8續(xù)航能提升至730km，新款ES8能到850km，ES6和EC6超過(guò)900km，而當(dāng)天同步推出的首款轎車ET7則有望在新電池包的加持下，續(xù)航里程突破里程碑意義的1000公里。
需要指出的是，當(dāng)前國(guó)內(nèi)乘用車市場(chǎng)最受歡迎的幾款車型——特斯拉Model 3、比亞迪漢、以及小鵬P7，當(dāng)前電池容量分別最高達(dá)到77 kWh、76.9 kWh、80.9 kWh，續(xù)航里程則最高分別達(dá)到668 km、605 km以及706 km（據(jù)工信部數(shù)據(jù)）。
固態(tài)電池、超高續(xù)航……新款電池包結(jié)合時(shí)下最為前沿、熱門的動(dòng)力電池關(guān)鍵詞，毫無(wú)疑問(wèn)以成為蔚來(lái)汽車開年首個(gè)“秘密武器”，為其打響新年電動(dòng)車市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)的第一槍。
根據(jù)發(fā)布會(huì)介紹，新電池能夠在性能上取得大突破，主要來(lái)源于三項(xiàng)工藝：“原位固化固液電解質(zhì)”、“無(wú)機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極”、“納米級(jí)包覆超高鎳正極”，而其似乎與特斯拉在2020電池日提出的幾大電池技術(shù)（干電極+硅碳負(fù)極+超高鎳）異曲同工。
“原位固化固液電解質(zhì)”：此固態(tài)電池非彼固態(tài)電池
首先是“原位固化固液電解質(zhì)”工藝。需要注意的是，此次新電池所用的“固態(tài)電池”措辭，非彼固態(tài)電池，仍需使用電解液、隔膜，類似于準(zhǔn)固態(tài)（半固態(tài)）電池，即采用聚合物基體PVDF、PEO等作固態(tài)電解質(zhì)，但聚合物基體PVDF、PEO成膜后含有殘留溶劑。
而新電池包創(chuàng)新在于原位聚合涂覆技術(shù)，即在基膜上進(jìn)行的涂覆是由原味聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，可以改善正負(fù)極界面接觸，預(yù)計(jì)原位聚合涂覆用了LLZTO、LATP等陶瓷固態(tài)電解質(zhì)成分，因此叫做固態(tài)電池。
回溯至特斯拉2020電池日，大手筆收購(gòu)Maxwell后，外界均猜測(cè)特斯拉會(huì)推出干電極技術(shù)，即不需要涂抹濕漿，也就不需要使用溶劑，這樣就可以加快電池制造速度，降低電池制造成本。在電池日當(dāng)天，干電池技術(shù)也的確成為了馬斯克重點(diǎn)推介的技術(shù)之一。
另?yè)?jù)Maxwell此前介紹，干電池電極技術(shù)還可應(yīng)用于固態(tài)電池體系。
“無(wú)機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極”：為解決痛點(diǎn)各出妙招
其次是“無(wú)機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極”工藝。其中，“硅碳負(fù)極”顧名思義是指由碳硅混合物組成的負(fù)極，目前特斯拉等電動(dòng)車巨頭搭載的部分鋰電池，均已采用硅碳負(fù)極，但從市場(chǎng)格局來(lái)看，當(dāng)前負(fù)極材料仍主要以石墨負(fù)極為主導(dǎo)。
石墨負(fù)極主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，循環(huán)性能很好，但是其容量已經(jīng)達(dá)到了瓶頸階段。而硅碳負(fù)極材料由于其較高的容量，有助于現(xiàn)在提高鋰電池能量密度，是下一代負(fù)極的主要發(fā)展方向。當(dāng)前的主要難點(diǎn)在于存在充放電過(guò)程中體積膨脹率較大、循環(huán)壽命不夠、首充效率低（65%-85%）等缺點(diǎn)。
“無(wú)機(jī)預(yù)鋰化”正是為解決碳硅負(fù)極這些痛點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生，其實(shí)質(zhì)為彌補(bǔ)充放電過(guò)程中不可逆的鋰損耗，提前對(duì)電極材料進(jìn)行補(bǔ)鋰，以提升首次充放電效率，并提高電池的總?cè)萘亢湍芰棵芏?。目前，常見的預(yù)鋰化方式是負(fù)極補(bǔ)鋰，如鋰箔補(bǔ)鋰、鋰粉補(bǔ)鋰（SLMP）等。
特斯拉同樣為碳硅負(fù)極的技術(shù)改進(jìn)有所動(dòng)作，其在電池日前夕發(fā)布的注冊(cè)頁(yè)面背景圖片即為一種新電池材料——硅納米線的結(jié)構(gòu)圖，其發(fā)明者美國(guó)電池初創(chuàng)企業(yè)Amprius的核心技術(shù)點(diǎn)，正是在于使用硅納米線制造電池負(fù)極，或能有效解決充放電過(guò)程中體積膨脹率較大的問(wèn)題。
“納米級(jí)包覆超高鎳正極”：國(guó)內(nèi)已有研究先例
最后是“納米級(jí)包覆超高鎳正極”工藝。超高鎳已成為來(lái)提及頻率最高的鋰電池關(guān)鍵詞之一，一般認(rèn)為至少是三元811系、甚至是9系電池，而特斯拉對(duì)高鎳的追求已眾所周知，其供應(yīng)商松下、LG化學(xué)已在超高鎳研發(fā)上投入巨大。
此次蔚來(lái)新電池包的亮點(diǎn)即在于前綴“納米級(jí)包覆”。資料顯示，鎳含量的提升會(huì)導(dǎo)致三元材料的熱穩(wěn)定性和循環(huán)性能下降，而表面包覆層能夠很好的抑制電解液的分解和材料的表面相變，是提升高鎳三元材料穩(wěn)定性的有效方法。
同時(shí)，為了不影響鋰離子從正極材料的脫嵌，表面包覆層不可做得太厚，納米級(jí)的包覆的本質(zhì)即是將包覆層做到納米級(jí)別的薄度。需要指出的是，在“納米級(jí)包覆”領(lǐng)域，蔚來(lái)并非“前無(wú)古人”。
據(jù)行業(yè)自媒體新能源Leader，就在去年5月，來(lái)自德方納米的ZeqinZhong及其團(tuán)隊(duì)采用納米磷酸鐵鋰對(duì)NCM811材料進(jìn)行了包覆處理，很好地抑制了電解液/NCM的界面副反應(yīng)，顯著提升了NCM811材料的循環(huán)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
可以說(shuō)，蔚來(lái)“固態(tài)電池包”確實(shí)結(jié)合了當(dāng)前最為前沿的動(dòng)力電池技術(shù)，但從其本質(zhì)來(lái)說(shuō)，卻與電動(dòng)車領(lǐng)頭羊特斯拉在未來(lái)電池技術(shù)上的具體規(guī)劃，不謀而合。從某種程度上來(lái)說(shuō)，兩大電動(dòng)車巨頭的共同選擇，也代表了行業(yè)中長(zhǎng)期內(nèi)一種主流的技術(shù)方向。
在真正具有突破性的產(chǎn)品最終出世之前，哪家巨頭將搶得先機(jī)，猶未可知。而蔚來(lái)汽車以150kWh固態(tài)電池先行一步，或?qū)槠浯蜷_有利局面。
