鐵鋰快充爆發(fā)“前夜”

快充車型進(jìn)入20萬(wàn)元價(jià)格帶，鐵鋰系快充電池裝車有望提速。

隨著新能源汽車滲透率朝40%邁進(jìn)，電動(dòng)化也正式開(kāi)啟了“下半場(chǎng)”的競(jìng)逐。

多家車企一致判斷，繼純電車?yán)m(xù)航突破500公里之后，其產(chǎn)品力的核心將從“長(zhǎng)續(xù)航”向“補(bǔ)能快”轉(zhuǎn)變。具體到動(dòng)力電池上，則主要通過(guò)提高能量密度和提高快充倍率來(lái)實(shí)現(xiàn)。疊加上車企對(duì)于提高競(jìng)爭(zhēng)力和利潤(rùn)率的雙重訴求愈發(fā)迫切，雖然磷酸鐵鋰電池在近兩年由于相較三元鋰電池更具成本優(yōu)勢(shì)，已成為動(dòng)力電池裝車的主力，但仍需要不斷補(bǔ)齊自身在綜合性能方面的短板，以跟上終端需求的最新變化。

高工鋰電梳理發(fā)現(xiàn)，快充車型將在2024年迎來(lái)集中上市，價(jià)格方面則從30萬(wàn)元起向下突破至20萬(wàn)元以內(nèi)區(qū)間。零跑、小鵬、哪吒、長(zhǎng)安、廣汽埃安等，都已有20萬(wàn)元以下快充車型的發(fā)布計(jì)劃?？斐滠囆蛢r(jià)格帶的下探，意味著其對(duì)于成本控制的要求將更為嚴(yán)苛。此背景下，價(jià)格優(yōu)勢(shì)顯著的鐵鋰系快充電池也將迎來(lái)更大發(fā)展空間。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，鐵鋰版本快充車型的成本增加，約是三元版本的一半。

2023年以來(lái)，以寧德時(shí)代、蜂巢能源等為代表的電池企業(yè)已紛紛布局鐵鋰系快充電池。

去年8月16日，寧德時(shí)代發(fā)布業(yè)內(nèi)首款磷酸鐵鋰4C超充電池“神行電池”，可實(shí)現(xiàn)“充電10分鐘，續(xù)航400公里”，并達(dá)到700公里以上的續(xù)航里程。去年12月12日，蜂巢能源發(fā)布“蜂速”超快充磷酸鐵鋰短刀電池，覆蓋L400-L600短刀尺寸，充電范圍3C-4C，電壓范圍覆蓋400V-900V，適用于A0-C級(jí)車型。電池企業(yè)之外，對(duì)自身產(chǎn)品需求更為明確、且選擇了自研電池的車企，也加入了鐵鋰系快充電池的研發(fā)。去年12月14日，極氪汽車正式推出“金磚電池”，充電15分鐘續(xù)航可以增加500km，采取短刀電芯的結(jié)構(gòu)，主打高達(dá)83.7%的體積利用率，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)下線。

鐵鋰系快充電池得以相繼推出，離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)在技術(shù)上的創(chuàng)新與突破。理論上，磷酸鐵鋰作為正極材料在導(dǎo)電率上的表現(xiàn)并不如三元鋰，因此也造成了鐵鋰電芯在快充時(shí)易發(fā)熱、續(xù)航壽命降低的問(wèn)題。

對(duì)此，企業(yè)的改進(jìn)思路主要圍繞著磷酸鐵鋰材料納米化、提高鋰離子脫出效率展開(kāi)。如寧德時(shí)代主要通過(guò)開(kāi)發(fā)充分納米化的正極材料、并搭建“超電子網(wǎng)”，以加速鋰離子從正極脫出。蜂巢能源磷酸鐵鋰快充短刀電芯則通過(guò)填充超細(xì)納米顆粒，提升壓實(shí)密度、增加接觸面積，實(shí)現(xiàn)內(nèi)阻的降低；并結(jié)合先進(jìn)的摻雜包覆技術(shù)來(lái)提升導(dǎo)電率。

負(fù)極材料環(huán)節(jié)，創(chuàng)新則主要通過(guò)增加鋰離子與負(fù)極表面的接觸面積、接觸速率來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，寧德時(shí)代研發(fā)出“二代快離子環(huán)技術(shù)”，對(duì)負(fù)極石墨表面進(jìn)行改性，增加了鋰離子嵌入通道、同時(shí)縮短嵌入距離，通過(guò)提升鋰離子嵌入負(fù)極的效率來(lái)提升充放電倍率。蜂巢能源自研創(chuàng)新材料表面修飾技術(shù)，將一次二次顆粒搭配使用來(lái)提升鋰離子擴(kuò)散速度，最終可實(shí)現(xiàn)吸液速度提升30%。

電解液環(huán)節(jié)，降低電解液濃度可提升電導(dǎo)率；對(duì)超薄SEI膜的優(yōu)化，則能夠進(jìn)一步降低傳導(dǎo)阻力。

值得注意的是，一直以來(lái)電芯往往需要犧牲帶電量來(lái)?yè)Q取倍率的提升。但蜂巢蜂速電池、極氪金磚電池致力于提高電芯體積利用率的方式以確保帶電量，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電池續(xù)航里程的基本保障。

可以看出，通過(guò)材料體系的創(chuàng)新，磷酸鐵鋰電池的上限得到了本質(zhì)提升；也實(shí)現(xiàn)了快充電池對(duì)低成本、長(zhǎng)續(xù)航、高安全性等性能的兼得，推動(dòng)動(dòng)力電池的全面改善。

量產(chǎn)進(jìn)度方面，寧德時(shí)代、蜂巢能源的鐵鋰系快充電池將于2024年開(kāi)啟量產(chǎn)。擁有“自產(chǎn)自銷”優(yōu)勢(shì)的金磚電池則會(huì)在本月27日發(fā)布的極氪007上首發(fā)搭載。

高工鋰電了解到，其他電池企業(yè)，如力神電池等也正在不斷推進(jìn)磷酸鐵鋰快充電池體系的建立。力神已開(kāi)發(fā)出峰值4C的L194方形磷酸鐵鋰快充電池，二代4.5C產(chǎn)品可適配800V高壓快充平臺(tái)，已進(jìn)入研發(fā)階段；能量密度達(dá)195Wh/kg的L300方形磷酸鐵鋰快充電池二代已產(chǎn)出A樣，快充電池將進(jìn)一步達(dá)成“快充+長(zhǎng)續(xù)航+高安全”的全面提升。