安全续航两不误,长城汽车推出“大禹电池”
能量密度达450Wh/kg,「恩力固态」开发可以在平流层使用的锂金属电池
大众在与Quantum Scape合作9年后,宣布于2025年开始生产固态电池,并应用于大众电动汽车,一次充电可达500英里(约804公里)行驶里程。今年4月,大众汽车在Quantum Scape测试了新一代固态电池,并对后者追加了1亿美元投资。近日,大众首席技术官Thomas Schmal
出品:观察者网汽车频道【官方号:引擎视线】
作者:潘昱辰 编辑:娄兵
在6月底举行的长城科技节期间,长城汽车将其新研发的电池技术正式定名为“大禹电池”。长城汽车表示,“大禹电池”采用三元811大容量高镍电芯,在电池包内任意位置、单个或多个电芯触发热失控的情况下均能实现不起火、不爆炸。
根据长城汽车的计划,“大禹电池”将于2022年全面应用于长城汽车旗下产品。此外,长城汽车还宣布“大禹电池”将为全行业免费开放专利。
安全、续航两手抓
大禹是中国古代的治水英雄,长城汽车将新电池命名为“大禹”,其寓意在于效仿其“堵不如疏”的治水方案,解决电池安全的这一困扰新能源车企多年的痛点问题,是一种由长城汽车研发的、以安全为主导的电池技术。
从长城汽车的发布会中也可以看出,其并未透露新电池的具体能量密度或者续航能力,而将更多的篇幅体现在电池安全的解决方案之上。
“大禹电池”首先将材料锁定在811高镍电芯上。所谓“811”是指正极材料镍、钴、锰三种元素配比为8:1:1,在提升镍的比例的同时降低了钴的比例,既提升了电芯整体的能量密度同时也降低,可谓一举两得。
当然,811高镍电芯同样是把双刃剑,高比例镍元素导致其热稳定性更差,在过去数年间发生的多起新能源汽车起火事件都由811电池引起。正因此,主流电池制造商对于811电池至今未有大规模量产的规划。
长期以来,外界对于电池安全和续航能力认知是一种零和游戏:磷酸铁锂电池更安全,但能量密度不足;三元锂电池续航能力更强,但风险也更高。
显然,以811电芯为基础的“大禹电池”,是长城汽车针对高能量密度电池热失控的一套安全解决方案,以图安全续航两手抓。
长城汽车表示,“大禹电池”设计融入8项全新设计理念——“热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却”设计,并布局数十项核心技术专利,主要覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等领域。
而在发布会现场的测试实验中,长城汽车将双电芯加热至热失控,实验中最高温度超过1000度,但全程仍无起火爆炸,排出的烟气温度也控制在100度左右。
当然,“大禹电池”在量产后是否能够保持稳定表现,仍需等待实车装机后方能揭晓。但一如当初完成针刺试验的比亚迪刀片电池,长城汽车源自多年前的技术积累,正在形成该公司在新能源汽车时代的护城河,也是其在2022年实现新电池装车的底气所在。
技术积累形成护城河
汽车制造商研发电芯技术,长城汽车并非业内首创。不过纵观全球汽车制造商,真正亲自下场研发生产电芯的企业仍为数较少,至于真正量产装车的更是渺渺无几。
究其原因,除了大量的研发生产投入外,如何在技术层面找到突破口,是制约车企生产电芯的主要障碍。
与宁德时代头部电池供应商相比,由汽车制造商自研的电池未获得大规模实车验证及市场反馈,因而多数产能均用于自我供应。即便本身处于行业头部位置的比亚迪,其旗下的弗迪电池也主要为自产自销。
但市场也已证明,消费者选购新能源汽车,与电池供应商关系不大,更多则在于产品本身的含金量。
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2020年上半年,比亚迪率先发布刀片电池,并通过针刺等极端试验来验证新电池的安全性,而这在日后也为汉等搭载该电池的车型畅销市场奠定了基础。
继比亚迪后,不少国内外新能源车企均围绕安全和续航两大核心问题做文章,并对外发布了多款自研电池产品:
2020年9月,特斯拉发布新型无极耳4680型电池,宣称其能量为过去的5倍,功率为过去的6倍,成本降低14%,续航里程提高16%;
今年1月,蔚来在NIO Day 2020上发布150kWh固态电池,宣称能够实现1000km纯电续航,不过仍需供应商代工;
紧随其后,上汽集团宣布与宁德时代合作掺硅补锂电池,宣称纯电续航突破1000km、20万km零衰减、永不自燃;
广汽埃安推出的弹匣电池,同样号称不会自燃,并应用于最新上市的埃安S PLUS车型上。
但除埃安S PLUS外,以上电池多数尚未真正实装量产车型,尚处于“纸上谈兵”阶段。相较之下,虽然“大禹电池”概念的诞生显得较晚,但却已有了明确的应用时间,即2022年。
早在2012年,长城汽车便开始了对电芯的预研工作。2016年12月,长城汽车正式成立电池事业部,并于2018年2月电池事业部独立为蜂巢能源科技有限公司。
根据长城汽车披露的数据,至2020年,蜂巢能源研发投入约30亿元,到2025年全球工厂建设计划投入超过260亿元。
“中国汽车品牌,要想实现真正意义上的超越,只有在这三至五年的时间里,快速放大优势,才有可能在新能源和智能化这个新赛道上领跑。”长城汽车董事长魏建军在2025战略发布会上表示,中国汽车品牌的机会“只有一次。”在汽车产业“新四化”转型的大背景下,长城汽车通过技术取得护城河,也有望凭借切中消费者安全痛点的“大禹电池”取得领跑优势。
免费公开专利背后
值得一提的是,此次反哺的“大禹电池”作为一种由长城汽车研发的技术,其应用并不局限于自家蜂巢能源生产的电池。长城汽车内部人士的说法,“大禹电池”技术可以应用于多种电池,除了蜂巢能源外,也包括其他供应商,只要满足911高镍电芯的条件即可。
目前,长城汽车的电池供应主要依托自家控股的蜂巢能源,以及宁德时代、孚能科技等一级电池供应商。尽管自2020年下半年以来,蜂巢能源的市场份额逐渐攀升,目前已位列国内电池制造商前十,但与长城汽车在新能源市场的真实需求相比仍有较大差距。
作为长城汽车旗下的纯电动品牌,欧拉近一两年来市场表现优异,乘联会数据显示,今年1-5月,欧拉品牌累计销量达到4.18万辆,同比暴涨514%,而同期产量为4.12万辆,已出现供不应求的现象。
此外,长城汽车还将于2022年正式推出高端电动品牌——沙龙智行的首款新车,届时对电池供应的需求无疑更大。
更重要的是,根据长城汽车的最新战略,到2025年将实现年销400万辆,其中新能源汽车占比80%,营收超过6000亿元。
基于以上目标,长城汽车短期内不会也不可能摆脱对一级供应商的依赖。事实上,就在今年6月2日,长城汽车刚刚和宁德时代签署长期战略合作协议,以保持未来十年的电池供应。
而在公开专利之后,根据长城汽车的规划,无论是自有的蜂巢能源,还是宁德时代等一级供应商,均可使用长城汽车的自研技术来提升产品安全性。而长城汽车借助“大禹电池”这一技术品牌,不仅能够助力自身作为车企的品牌价值提升,而且有机会成为电池行业技术的领跑者和标准的制定者,为自己面对供应商提供更多的议价能力。从这一角度来看,长城汽车已经跑在了许多同行的前面。
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