鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1046次 | 2020年04月30日
寧德時(shí)代的高能811電池為何讓我國電動(dòng)汽車廠商翹首以盼?
我國電動(dòng)汽車廠商現(xiàn)在翹首以盼的,是寧德時(shí)代的高能811電池。
電動(dòng)汽車想要更高能量密度動(dòng)力鋰電池,如同饕餮,怎么吃也吃不飽。我國電動(dòng)汽車廠商現(xiàn)在翹首以盼的,是寧德時(shí)代的高能811電池。
2019年三月,寶馬X1插電式混合動(dòng)力里程升級版上市,采用了寧德時(shí)代811電芯。寶馬宣稱,這是全球第一個(gè)量產(chǎn)811電池。此外,廣汽AionS、幾何A兩款車也在近期差不多將量產(chǎn)交車。蔚來ES6、小鵬p7、合眾U、金康SF5等車型也將在2019年三四季度上市,同樣采用寧德時(shí)代811電池。
日前,在寶馬X1插電式混合動(dòng)力試駕活動(dòng)上,華晨寶馬高壓電池項(xiàng)目經(jīng)理劉苗介紹了寧德時(shí)代811電池的若干信息,另外,結(jié)合幾款車型的通告信息,我們也可以初步看到寧德時(shí)代811的一些參數(shù)。能量密度提升之后,車輛的續(xù)航確實(shí)大幅提升。
寧德時(shí)代811電池將帶來什么?怎么保證能量密度提升之后循環(huán)壽命、安全性等其他性能表現(xiàn)?
1續(xù)航提升立竿見影
811NCM電池,指的高鎳低鈷的三元?jiǎng)恿?a href="/keywords/lidianchi/" class = "seo-anchor" data-anchorid=120 target="_blank">鋰電池(正極材料用80%的鎳、10%的鈷和10%的錳),由于高鎳,高能量密度較高;由于低鈷,成本又更為可控。但是,高能量密度必然帶來電芯生產(chǎn)、系統(tǒng)管控的難度,沒有金剛鉆,誰也不敢攬這個(gè)瓷器活。
在比克、力神等圓柱公司率先將811電池量產(chǎn)之后,寧德時(shí)代一直到最近才開始量產(chǎn)811動(dòng)力鋰電池。一旦用了811電池,車型的續(xù)航里程都得到了大幅提升。
第一款應(yīng)用寧德時(shí)代811電池的應(yīng)該是寶馬X1插混(下圖)。
憑借這一電芯,寶馬X1插混純電續(xù)航大幅提升。由于811電芯的高密度,在電池包重量僅比老版本新增2.5公斤情況下,電池包能量密度提升61%,電量上升63%,純電續(xù)航由此新增了83%,達(dá)到110公里,是目前量產(chǎn)插電式混合動(dòng)力中最長的。
純電動(dòng)汽車型采用811電池續(xù)航提升同樣明顯。吉利幾何A和廣汽AionS都突破了500公里續(xù)航,能夠排進(jìn)國產(chǎn)純電動(dòng)轎車前列,電池系統(tǒng)能量密度分別達(dá)到182Wh/kg和170Wh/kg,比業(yè)界平均的140Wh/kg高30%和20%。
下半年將上市的蔚來ES6、小鵬p7、合眾U、金康SF5等,續(xù)航也都將領(lǐng)跑同級車型。
2811電芯能量密度有多高?
利用了寧德時(shí)代811電池之后,電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)能量密度大幅提升,幾何A達(dá)到182Wh/kg,AionS達(dá)到170Wh/kg。那么,811電池的電芯單體能量密度能到多少呢?
一般而言,業(yè)界對三元電池能量密度的預(yù)期是NCM523:160-200Wh/kg,NCM622:230Wh/kg,而NCM811則要到270Wh/kg以上。
但根據(jù)廣汽新能源的透露信息,AionS上應(yīng)用的電芯能量密度是240Wh/kg。這指的是常規(guī)0.3C充放條件下的能量密度。
根據(jù)通告信息我們可以看到,AionS(下圖)所采用的電芯,在1C充放條件下,能量密度是235Wh/kg。(由于充放電速度不同,充放電深度不同,差異是正常顯現(xiàn)。)
以AionS所用電芯規(guī)格和能量密度作線索,我們從還看到,另外有幾個(gè)車型,也準(zhǔn)備采用811電芯,但廠家并未廣而告之。
其一是帝豪GSe,其電池包能量密度,按照推薦目錄信息,是第一個(gè)達(dá)到180Wh/kg以上的,和幾何A的182.44Wh/kg一致,電量也為61.9度,續(xù)航里程將達(dá)到450公里。它所用的電池系統(tǒng)很可能和幾何A(下圖)一致。
另外一個(gè)是東風(fēng)風(fēng)神電動(dòng)汽車,續(xù)航里程也將達(dá)到508公里的高續(xù)航。
而寶馬X1插混的電芯能量密度,在1C充放條件下,能量密度是213Wh/kg,相對純電動(dòng)幾個(gè)車型更低一點(diǎn)。
從能量密度來看,寧德時(shí)代的811并沒有一下子將能量密度用到那么高,這對其他性能來說,當(dāng)然是個(gè)好事。
3循環(huán)次數(shù)、安全性何解?
NCM811材料能量密度高,但是也會(huì)帶來其他問題。其中之一,是循環(huán)過程衰減快,倍率性能差,很大程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用。
寧德時(shí)代是怎么解決的呢?華晨寶馬高壓電池項(xiàng)目經(jīng)理劉苗介紹,寧德時(shí)代一方面在其NCM811材料采用包覆技術(shù),摻雜了其他一些材料,另一方面采取了新電解液配方,以防止出現(xiàn)電解液和正極材料發(fā)生反應(yīng),提高倍率性能和循環(huán)性能。
此前,一般認(rèn)為NCM811循環(huán)表現(xiàn)差,實(shí)驗(yàn)中都不足1500次,但寶馬X1的電池在2500次之后,還能在80%以上。
另外,由于高鎳,雖然容量新增,但是熱穩(wěn)定性持續(xù)下降影響到電芯的安全性(下圖)。相對普通三元電池,811額定電壓也降低了。寧德時(shí)代811電池的額定電壓是3.61V,而此前寧德時(shí)代給乘用車的主力產(chǎn)品的電池額定電壓是3.65V。
在電芯機(jī)械設(shè)計(jì)方面,寧德時(shí)代811電芯采取了機(jī)械頂蓋防擠壓、防爆閥及時(shí)泄壓、鋁制外殼抗壓等,來應(yīng)對電芯安全和熱失控的控制。此外,模組、系統(tǒng)層級也相應(yīng)新增了防護(hù)設(shè)計(jì)。
寧德時(shí)代的811來了,領(lǐng)頭羊的示范效應(yīng)將是巨大的。不過,811的生產(chǎn)、管控挑戰(zhàn)仍然是非常大的。雖然多家車企都表示帶811電池的車型已經(jīng)量產(chǎn)上市。但從2019年四月之前的出貨量來看,寶馬X1在2019年四月生產(chǎn)了494輛,廣汽AionS在2019年三月和四月共生產(chǎn)28輛,還仍未放量。