宁德时代、比亚迪竞赛超充,动力电池将进入6C时代

电动汽车的充电速度正在卷向一个新的高度——6C倍率。

据36氪了解,宁德时代计划在下半年推出充电倍率达到6C的动力电池,为麒麟电池的二代产品。理想、极氪汽车等公司都已经与宁德时代就麒麟二代产品进行了技术交流,但尚未决定是否今年推出搭载相应技术的产品。

与此同时,三年未发布电池新品的比亚迪也在酝酿推出快充电池产品。有接近比亚迪的人士告诉36氪,比亚迪二代刀片电池或将在下半年推出,“同时,比亚迪的6C电池也在研发中。”

至于如何实现6C,并兼顾更高的能量密度,有行业人士分析称,“不排除采用铁锂+三元的混合材料体系,这是行业中一个新的方向。”

除了这两家头部企业以外,中创新航2023年末就曾表示,公司将在24年四季度量产支持6C充电倍率的46系大圆柱电池,同时充电10分钟补能80%的5C电池也将在2024年量产装车。

电池行业的“C”指的是充电倍率,理论上来讲,动力电池支持“几C”的充电倍率,就可以在几分之一个小时内将电池充满。但在实际充电过程中,一般以峰值倍率为标准,即充电过程中,最峰值的倍率能达到“几C”,便可称为“几C超充”。

理想MEGA与全新极氪001分别搭载了宁德时代的5C麒麟电池和5C神行电池,充电峰值倍率均能达到5C,基本可以实现在12分钟内将电池从10%充到80%。

如今,动力电池行业的技术瓶颈已经出现,传统液态电池已经接近理论上的能量密度天花板,而支持更高更高能量密度材料应用的固态电池,迟迟无法量产。纯电动汽车需要更为实用性的技术来推动终端市场销量,快充就成为了近乎唯一的选择。

所有车企和电池企业,都在卷“让充电像加油一样快”。从2022年的3C上车,到2023年的4C、5C的推出,如今,电动汽车正在挺进6C时代。

如何做到6C

向6C快充挺进,需要强大的技术实力。不仅要在电芯材料层级开始改善,还要在电池系统层面进行升级。

首先,在材料端,快充电池不仅要搭配快充石墨、适用于快充的电解液、隔膜等材料,还可以将基础的磷酸铁锂材料和三元材料进行“混搭”使用,均衡性能。

有电池行业人士对36氪分析,比如宁德时代的快充电池基本都在三元的基础上掺杂了5%比例不到的铁锂材料,理想MEGA和小米SU7的麒麟电池都是如此,这可以改善部分安全性和低温倍率性能。

三元材料和磷酸铁锂材料的混合使用可以在某种程度上兼具二者的部分优点,让追求快充的同时,电池性能更加全面。

其次,充电倍率越高,电池产热越多,因此快充电池需要更强大的冷却系统来抑制温度,保证安全性。

宁德时代的麒麟电池架构,核心便是大面积水冷技术,不同于平铺在电芯底部的液冷系统,麒麟架构是将液冷板置于电芯之间,这样更大面积的散热保证了电池包的性能。

同时,麒麟结构的液冷板做成弹性设计,可以缓解电池在充放电过程中的膨胀与收缩的问题。麒麟结构让电池包的散热面积的话增加了5倍,最大散热功率达到了16kW,这才保证了高倍率充电情境下的电池冷却效果。

比亚迪在电池系统散热能力上的研发也正显露出来。比亚迪最值得称道的电池冷却技术是使用冷媒直冷直热。

前不久比亚迪发布第五代DM系统时,配套的新一代插混刀片电池在直冷系统已经有了明显改进。

在上一代插混刀片电池中,比亚迪使用的是T字型冷板设计,在电池包覆盖上并不全面,而新一代则采用了S型冷板设计,散热面积更大,均温性更好。

目前比亚迪的车型并不具备4C以上倍率的快充,但技术储备已经充足,比亚迪的风格是官宣即量产,没有技术期货。当其宣布4C乃至6C电池量产时,其冷媒技术或许将成为关键的一环。

以宁德时代和比亚迪为首的动力电池企业们都在备战6C快充,但当下的困境或许是,支持超快充的补能设施还是缺位状态。

有超充车,缺超充桩

自2022年小鹏G9将800V平台上车后,中国的电动汽车产业就卷起了充电速度的热潮,小鹏X9,理想MEGA,极氪001、007,小米SU7等新款车型基本都将快充作为必需的配置供消费者选择。

在车端的宣传口径上,这些车都开始支持4C乃至5C的快充,但实际体验还需要充电桩的配合才能做到。

市面上目前存在慢充,快充和超充三种充电桩,电动汽车行业对“超充”并没有统一的定义,行业通常将功率120kW以上充电桩称之为“超充桩”。

然而,如果将超充上升到4C乃至5C的充电倍率,充电功率则要达到360kW以上,4C超充桩的最大充电功率为480kW,最大充电电流为615A。此时充电桩的数量就会变得稀有且珍贵,尤其是能支持5C倍率的充电桩,更为罕见。

理想MEGA是目前市面上少有的支持5C充电的车型之一,这一车型十分具有代表性,理想CEO李想曾在微博上表示,理想5C超充桩单桩峰值充电功率为520kW,平均充电功率400kW以上。

用户想享受到如此快捷的充电体验,就需要支持5C倍率的充电桩。以新能源车重镇深圳为例,在理想APP上显示,全市范围内,支持480kW,也就是5C倍率的理想超充站的仅有三家,5C充电桩合计仅有3根。

如果将理想汽车支持的所有第三方充电站放进去,深圳也只有15个超充站有支持480kW充电功率的站点。

这也意味着,即便用户购买了支持4C、5C充电倍率的车型,由于当下超充桩数量的稀少,也很难有相应的体验。

车企和产业链企业在努力解决这些问题,例如华为正在推动2024年部署超过10万个全液冷超快充电桩,最大输出功率600kW,最大电流600A;蔚来、极氪等企业也都在积极推进超充桩的建设。

但建设支持4C、5C乃至6C的超充桩,又会涉及到电网容量的问题,如果配储则会导致成本抬升,单靠几家企业似乎难以解决。所以,充电桩仍是制约超充应用的关键因素之一。

单纯的去卷充电倍率,将车端的充电速度提升,而在桩端则没有合理的配套,“让充电像加油一样快”也只是一句空话。

在当下支持5C倍率的车型尚不能有太多充电桩可以选择时,6C的在实际应用中似乎并没有太大吸引力。

但技术趋势已经出现,宁德时代的神行电池在多个纯电车型上量产后,比亚迪在高端纯电市场的突破显然压力更大,因此三年未换代的刀片电池也将矛头指向快充,电池企业自然没人想要落后。

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