近兩年,不只手機(jī)廠商們?cè)诰懑偞箅姵兀嚾σ彩牵?/p>
這兩天,電動(dòng)車行業(yè)突然甩出一張王炸:
韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)宣布研發(fā)出一種基于硅材料的新型電池,單次充電能跑 4800km 。
什么概念?
從北京到拉薩,能跑一個(gè)來回不充電。
這......不是讓燃油車沒法玩了嘛?
不慌,先來看看這個(gè)可能改寫汽車工業(yè)史的重磅技術(shù)到底靠不靠譜。
目前市面上主流電動(dòng)車?yán)m(xù)航多在 500-800km 左右,增程這類車型能綜合跑到 1000km + 。
雖然日常通勤完全夠用,但一到長(zhǎng)途的時(shí)候,難免要在服務(wù)區(qū)排隊(duì)充電。
所以當(dāng)下還是不少消費(fèi)者會(huì)選擇燃油車,五分鐘加滿油的優(yōu)勢(shì),至今仍是電動(dòng)車難以逾越的鴻溝。
如今,韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)的最新研究成果指出,他們開發(fā)的硅基負(fù)極電池,理論單次充電續(xù)航可達(dá) 4800km 。
這技術(shù)要真能落地,別說城市通勤了,跨省都不用焦慮了。
這 “ 逆天 ” 續(xù)航怎么實(shí)現(xiàn)的?硅基電池憑什么能跑 4800km ?
據(jù)悉,其中關(guān)鍵在于用硅材料替代了傳統(tǒng)鋰電池中的石墨負(fù)極。
石墨的理論比容量 372mAh/g ,而硅材料高達(dá) 4200mAh/g ,是前者的十倍以上。
這么一對(duì)比,如果把石墨負(fù)極比作普通水桶,那硅負(fù)極堪比超級(jí)儲(chǔ)水罐啊。
說到這兒,肯定有人要問了,硅材料不是有個(gè)充電時(shí)會(huì)膨脹致命缺點(diǎn)嗎?
是的,硅負(fù)極在充放電過程中體積變化能達(dá)到 300% ,遠(yuǎn)高于石墨負(fù)極的 10-12% 。
電池膨脹很容易導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)崩塌,電池循環(huán)壽命也會(huì)大幅縮短。
市面上一些硅碳負(fù)極電池循環(huán)壽命只有 300-500 次,而人造石墨負(fù)極能達(dá)到 3000 次以上。
那這次韓國(guó)團(tuán)隊(duì)做了哪些突破呢?
說是開發(fā)出一種新型粘結(jié)劑材料,抑制了硅的膨脹問題。
測(cè)試顯示,這種處理方法使初始充電過程中的活性鋰損失不到 1% ,電池能量密度比傳統(tǒng)石墨負(fù)極電池高出 25% 。
似乎解決得很完美,那問題是啥呢?
從實(shí)驗(yàn)室成功,到商業(yè)化量產(chǎn),這中間還隔著十萬八千里呢。
雖然韓國(guó)團(tuán)隊(duì)聲稱通過新型粘結(jié)劑控制了硅的膨脹,但也有另外的理論指出,硅負(fù)極在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生明顯的 “ 各向異性嵌入 ”,使得微觀結(jié)構(gòu)不均勻變化,長(zhǎng)期看仍可能影響電池壽命。
而且目前報(bào)道中沒有提到該電池的循環(huán)次數(shù),這個(gè)就很關(guān)鍵了。
那就算這個(gè)先不談,那量產(chǎn)階段的時(shí)候也要考慮成本吧。
硅基負(fù)極材料不僅工藝復(fù)雜,技術(shù)門檻高,而且成本也高。
有行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,從 2023 年到 2024 年 9 月,國(guó)內(nèi)硅碳負(fù)極材料產(chǎn)能規(guī)劃超 40 萬噸,投資金額超 200 億元。
這種規(guī)模投入意味著初期電池價(jià)格不會(huì)便宜,大概率只適用于高端車型。
另外,硅基負(fù)極需要與高鎳三元正極搭配才能發(fā)揮最大效能,例如蔚來 150kWh 電池包采用無機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極,能量密度達(dá) 360Wh/kg ,那這就涉及到整個(gè)供應(yīng)鏈的調(diào)整,從原材料開采到電池生產(chǎn)工藝都要改變。
目前主流電池廠如寧德時(shí)代、比亞迪等雖已布局硅基負(fù)極,但大規(guī)模應(yīng)用還要些時(shí)間。
所以這項(xiàng)技術(shù)啥時(shí)候落地,難說。
樂觀點(diǎn)看,順利的話 3-5 年應(yīng)該能看到量產(chǎn)車型;如果實(shí)際量產(chǎn)階段膨脹控制、成本問題都沒法突破的話,怕是最后也只停在 PPT 階段了。
那說句不好聽的,不管出于什么原因考慮,咱還是看自己國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)突破吧,更靠譜些。
值得一提的是,中國(guó) 2026 年將實(shí)施的新國(guó)標(biāo)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》,明確要求循環(huán)壽命 ≥1500 次,這將加速硅基負(fù)極技術(shù)突破。
行業(yè)預(yù)測(cè),納米硅碳復(fù)合材料有望將膨脹率從 300% 壓縮至 50% ,循環(huán)壽命突破 2000 次。
可以期待下今年國(guó)內(nèi)汽車廠商正要、將要推出的能量密度提升 50% 的電池。
簡(jiǎn)單總結(jié)下,韓國(guó)硅基電池的 4800km 續(xù)航固然震撼,但距離量產(chǎn)還有諸多挑戰(zhàn);而中國(guó)在富鋰錳基正極和硅碳負(fù)極的雙線突破,更能展現(xiàn)出更全面的技術(shù)布局。
可以預(yù)見的是,未來 5 年動(dòng)力電池將迎來固態(tài)高端、硅基中高端、鈉電低端的多元格局。
另外就是,面對(duì)電動(dòng)車?yán)m(xù)航日漸突破的威脅,燃油車也迎來了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
不過燃油車也在想辦法破局。例如上汽大眾采取 “ 油電并進(jìn)、油電同智 ” 策略,推出途觀 L Pro 、帕薩特 Pro 等,在智駕、智艙、智聯(lián)方面全面升級(jí);
搭載第五代 EA888 發(fā)動(dòng)機(jī)的途昂 Pro ,通過可變截面渦輪增壓、500bar超高壓燃油噴射等技術(shù),實(shí)現(xiàn) 200kW 功率與 8.35L/100km 油耗的平衡。
性能與智能的雙重進(jìn)化,也說明燃油車,仍有一戰(zhàn)之!
對(duì)燃油車而言,全面電動(dòng)化已是大勢(shì)所趨,但完全退出歷史舞臺(tái)還需時(shí)日。
通過智能化賦能、混動(dòng)技術(shù)過渡、內(nèi)燃機(jī)效率的挖掘,燃油車怕是還能再戰(zhàn)十年。
所以呢,燃油車最該擔(dān)心的,可能不是電動(dòng)車?yán)m(xù)航有多長(zhǎng),而是擔(dān)心自己的新車銷量,現(xiàn)在這車圈太卷了......
參考資料:
GreenCarStocks 官網(wǎng)、華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)、雪球、知乎、新華社、大眾官網(wǎng)、新浪微博等其他網(wǎng)絡(luò)信息
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