
“從歷史上來看,動力電池發(fā)展的主線就是安全和高效,動力電池的技術(shù)發(fā)展擺脫不了這兩條主線”。
9月21日,在中國動力電池趨勢論壇上,俄羅斯工程院外籍院士,浙江大學(xué)求是科研教授,中科院客座教授熊樹生明確指出,安全和效率是當(dāng)前動力結(jié)構(gòu)發(fā)展過程中,無法回避的兩個方面。吉利創(chuàng)新的神盾短刀結(jié)構(gòu),刷新了磷酸鐵鋰電池的技術(shù)可能邊界。
近來新能源車行業(yè)競爭日益激烈,戰(zhàn)局焦灼,作為新能源汽車“心臟”的動力電池也成為了決定勝負(fù)的關(guān)鍵變量,各大廠商不惜投入重金試圖追平know-how的差距。
作為新能源汽車的“綠色心臟”,動力電池的性能直接決定了整車的安全性、可靠性以及續(xù)航里程等關(guān)鍵指標(biāo),更成為各家車企角逐存量市場的關(guān)鍵命題。動力電池的技術(shù)進步不僅強力推動著新能源汽車產(chǎn)業(yè)向前狂飆,也成為自主品牌提升國際市場競爭力的重要力量。
01
磷酸鐵鋰“紅海廝殺”,技術(shù)創(chuàng)新是一個永恒話題
盡管固態(tài)電池技術(shù)被視為行業(yè)未來發(fā)展的趨勢,仍在其未能量產(chǎn)應(yīng)用的當(dāng)下。在業(yè)內(nèi)專家看來,磷酸鐵鋰動力電池技術(shù)仍是接下來幾年中主流發(fā)展路徑,因為其本身具備了循環(huán)壽命長、穩(wěn)定性和耐久性高、不易受高溫環(huán)境影響的特征。乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示,今年8月的磷酸鐵鋰電池裝車量35GWh,同比增速46%,占比74%。
面對著早些年三元鋰電池的橫行,如今磷酸鐵鋰電池可謂打了一場漂亮的逆襲戰(zhàn)。
從電池性能的角度來看,磷酸鐵鋰電池天生具備長壽命的優(yōu)勢,同時其穩(wěn)定性與耐用性也更為突出,且在高溫環(huán)境下表現(xiàn)出更強的抗性。
「安全」是磷酸鐵鋰電池最為顯著的標(biāo)簽。

熊樹生也指出,安全是磷酸鐵鋰電池的核心標(biāo)簽,在安全的基礎(chǔ)上設(shè)計出高效的磷酸鐵鋰電池才是錦上添花,正如吉利神盾短刀電池安全性能高、續(xù)航里程高,耐寒,充電速度更快。安全和高效,是動力電池兩大推進器,長期堅守更高效和更安全的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn),來推動電池技術(shù)進步才是重中之重。
早些年,磷酸鐵鋰電池的能量密度確實偏低,導(dǎo)致整車的續(xù)航能力難以達(dá)到預(yù)期。在新能源汽車的早期推廣階段,磷酸鐵鋰的應(yīng)用面臨諸多障礙。
加上政策的影響,當(dāng)時主要鼓勵提升電池的能量密度,電池密度越高,所獲得的補貼也越豐厚。
因此,毫無疑問,最初能量密度更高的三元鋰電池成為了新能源汽車行業(yè)的“寵兒”。
尤其是自2020年起,比亞迪長刀電池的橫空出世,通過結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新設(shè)計,長刀電池顯著提高了體積的利用效率,成功實現(xiàn)了500公里以上的續(xù)航能力。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合其本身的高安全性和較為親民的價格,磷酸鐵鋰電池重新超越三元鋰電池,重新奪回了市場的主導(dǎo)地位。
然而,長刀電池是否代表了磷酸鐵鋰電池的終極形態(tài)呢?
事實上,在現(xiàn)有電池技術(shù)化學(xué)體系無法取得大幅度突破的前提下,結(jié)構(gòu)創(chuàng)新就是最好的出路。因此在當(dāng)前的電池汽車市場中,可以看到麒麟電池、神行電池、金磚等不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的電池。

在中國工程院院士,清華大學(xué)化學(xué)工程系教授金涌看來,想要推動鋰電池的持續(xù)革新,就必須從底層邏輯上重視材料創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。磷酸鐵鋰電池也必須要在材料和結(jié)構(gòu)上持續(xù)的創(chuàng)新,才能滿足市場和消費者的需要。而電池的發(fā)展主要是電池的結(jié)構(gòu)、電池的制備、還有最為重要的是電池材料這三個方面的關(guān)系,這三方面的進步推動整個動力電池發(fā)展的趨勢。
而吉利神盾短刀電池則正是通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面成功地提高了電池的能量密度和功率密度,保證電池安全性的同時,大大提升了車輛的續(xù)航能力和加速性能。
甚至有行業(yè)專家現(xiàn)場表示,短刀電池實際上是磷酸鐵鋰電池的最佳形態(tài)和最優(yōu)解。而這一觀點的主要依據(jù)在于,刀片電池的結(jié)構(gòu)較長,內(nèi)阻隨之增大,容易引發(fā)一系列不穩(wěn)定和不可控的因素。而縮短電芯長度可以顯著降低電池的內(nèi)阻,從而提升快充性能和安全性。
02
市場越來越卷,動力電池要講效率也要講成本
作為新能源汽車的核心部件,動力電池占整車成本的30%至40%,業(yè)內(nèi)也有“一塊電池半個車”的說法。因此,如何在控制電池的成本的同時不斷提升電池的品質(zhì)和安全性,不僅關(guān)乎于企業(yè)的利潤水平,還關(guān)乎于產(chǎn)品的核心競爭力。甚至在某種程度上,誰的動力電池資源更充分、更完備,誰擁有的話語權(quán)就更多。

而吉利在動力電池領(lǐng)域的布局可謂深遠(yuǎn),已經(jīng)耕耘十年之久。據(jù)不完全統(tǒng)計,吉利在電池方面重倉的投資已經(jīng)超過1100億,累計規(guī)劃建設(shè)的電池產(chǎn)能超過300GWh。也正是基于其體系實力和技術(shù)儲備,凝聚了無數(shù)科研人員的心血智慧的吉利神盾短刀電池應(yīng)運而生。
現(xiàn)場專家表示,吉利神盾短刀電池作為一款具有創(chuàng)新性的動力電池產(chǎn)品,在技術(shù)創(chuàng)新、安全性、性能等方面都有著卓越的表現(xiàn)。據(jù)介紹,神盾短刀電池長度580mm,這是經(jīng)過大量科學(xué)實驗得出的黃金尺寸。相比960mm的長刀電池,神盾短刀電池的單體剛度提升了30%,內(nèi)阻和發(fā)熱量降低了5.5%,它的安全性、壽命、性能全都得到了提升。并且實測中,短刀電池在完成921次的完整充放電耐久測試之后,電池包依然擁有90.5%的健康度,充分印證“短刀才是新一代”。
在使用壽命方面,神盾短刀電池的電芯擁有3500圈循環(huán)壽命,可安全行駛超100萬公里,相當(dāng)于繞地球25圈,一代電池可服務(wù)兩代車。可延后電芯大規(guī)模退役時間,減少電池退役、拆解和回收碳排。在補能效率方面,神盾短刀電池也全面提升,從10%充至80%僅需17分鐘,平均充電倍率可以達(dá)到2.45C。值得一提的是,神盾短刀電池在低溫環(huán)境下性能表現(xiàn)依然良好,在-30℃溫度下,電池容量仍在90%以上,極寒環(huán)境下?lián)碛懈L續(xù)航里程。
而在安全性方面,神盾短刀電池采用強度高、熱穩(wěn)定性高的高耐熱隔膜,成膜更穩(wěn)定、致密性和安全性更高的高安全電解液,并通過適當(dāng)?shù)碾姌O面密度、壓實密度設(shè)計,自研“自熔斷技術(shù)”。一旦電芯被刺穿,鋁箔將熔斷并形成隔膜坍縮,形成絕緣層以阻斷短路,大幅提升電芯安全等級。

中國汽車技術(shù)研究中心有限公司首席科學(xué)家王芳在現(xiàn)場表示,行業(yè)內(nèi)的很多電池企業(yè)和車企通過在不同階段的一些設(shè)計和改進,去不斷提升整個電池的安全性,希望電池是不起火、不爆炸,甚至不冒煙。磷酸鐵鋰的短刀結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,就是一種方案。同時,她也評價,安全性是鋰電池最重要的指標(biāo),短刀電池是新一代高安全性的磷酸鐵鋰電池。
當(dāng)然,短刀電池帶給行業(yè)的不僅有超高的耐用性和安全性,在空間利用率上也有顯著的提升,
和傳統(tǒng)模組電池包相比,短刀電池的矩陣設(shè)計顯著提升了空間利用率(增加17%)、成組效率(增加12%)和整包帶電量(增加24%),同時零部件減少了20%,成本降低了10%。
可以說,吉利在電池技術(shù)方面的優(yōu)勢不僅能夠真正從用戶角度,解決補能焦慮、里程焦慮、安全焦慮等問題,更能將自研技術(shù)掌握在自己手里,為產(chǎn)品塑造更高的價值。
03
安全的動力電池,需要照顧到用戶的每一個“隱患可能”
盡管當(dāng)前的動力電池技術(shù)已經(jīng)逐步成熟,但仍有部分消費者對于新能源汽車或者是電動汽車存在著很大的顧慮,其背后的主要原因就是電池安全、保值問題等等。

近幾年,新能源汽車自燃爆炸事件頻發(fā),也難怪讓消費者懷疑部分車企急于搶占新能源賽道,將技術(shù)不成熟、考慮不周到的產(chǎn)品強行拿到市場“圈錢”。但有專家指出,其實核心的問題不在于廠商不負(fù)責(zé)任,而是市場使用的條件太多元。對于中國這樣一個千差萬別的大市場而言,每個用戶可能遇到的情況都不一樣。用老百姓的話來講,就是很多時候“很寸”。
比如之前一個案例中,一輛新能源汽車壓到井蓋邊緣,井蓋邊緣鋼條刺穿電池,引發(fā)火情。如果速度稍微慢一點,角度稍微偏一點,事故可能都不會發(fā)生。
這正是因為吉利始終以用戶需求思考動力電池的全方位安全,對每一個細(xì)節(jié)進行深入細(xì)致的考量。未來,吉利還將在神盾安全系統(tǒng)框架上豐富對各個特殊細(xì)節(jié)的把控,用邏輯的思維能力分解,持續(xù)補強各種安全細(xì)節(jié)維度,力爭在所有安全點都可以實現(xiàn)工程化,能夠量產(chǎn),讓消費者買得到。
此前吉利方面就表示,吉利的智能化以及電動化轉(zhuǎn)型,從來都不是在做噱頭、造概念,所有的事情都是從用戶最關(guān)心、最實際、最需要的角度出發(fā),扎扎實實地進行研發(fā)投入和技術(shù)提升。尤其是像電池這種“看不見的地方”,吉利仍然是實實在在地為用戶安全而努力的。
在中汽中心的動力電池品質(zhì)挑戰(zhàn)中,吉利神盾短刀電池就憑借其卓越品質(zhì)獲得品質(zhì)挑戰(zhàn)證書。吉利神盾短刀電池在極端工況測試中,采用“串行測試”方案,先后經(jīng)歷多項高于國標(biāo)的嚴(yán)苛測試,包括動態(tài)海水腐蝕浸泡、高原極寒、高頻次刮底等,無冒煙、起火、爆炸現(xiàn)象。
此外,神盾短刀電池的電芯還以超國標(biāo)8倍的標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)8根直徑5mm的鋼針同時穿刺并保持1h,電芯不冒煙、不起火、不爆炸。同時,也是全球首個通過5.8mm真彈槍擊貫穿試驗的電芯,在極限破壞條件下,依然能做到不起火、不爆炸。

在中汽中心新能源檢驗中心能源系統(tǒng)部部長劉磊看來,神盾短刀電池的測試是在國標(biāo)的基礎(chǔ)之上結(jié)合用戶實際的應(yīng)用場景和事故頻發(fā)的案例場景提取出來的測試條件和工況開展的,非常具有代表性。并且從系統(tǒng)集成的層面來講,神盾電池在安全性上得到極大的提升。
神盾短刀電池在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和安全性能方面的突出優(yōu)勢和在各項嚴(yán)苛測試中的卓越表現(xiàn),都證明了其電池可靠穩(wěn)定的品質(zhì)保障和巨大的發(fā)展?jié)摿Γ鼮閯恿﹄姵匦袠I(yè)樹立了新的標(biāo)桿。
作為一直以來對安全有著極致追求的企業(yè),無論是燃油車時代還是新能源時代,吉利都一直秉持著將安全可靠放在首位的造車?yán)砟睿谄嚢踩I(lǐng)域為客戶想得更遠(yuǎn),而這種良性的“內(nèi)卷”對于消費者來說絕對是件好事。

正如中國電動汽車百人會副秘書長師建華所說,動力電池是電動汽車的核心技術(shù),只有做好電池,才能做好電動汽車,才能引領(lǐng)汽車產(chǎn)業(yè)邁向更加綠色、智能的未來。這不僅是對消費者的負(fù)責(zé),更是對整個電動汽車產(chǎn)業(yè)未來的擔(dān)當(dāng)。





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