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解码广汽石墨烯电池:故事可能没想象中精彩
[发布时间]:2021年1月20日 [来源]:《财经》杂志 [点击率]:2870
【导读】: 近日,“续航1000km、8分钟快充”的噱头将广汽埃安即将发布的石墨烯电池推向了风口浪尖,与同样声称续航可达1000km的蔚来固态电池针锋相对,一时间,十几年不曾质变的锂电技术似乎迎来飞跃。  乐...

  电动汽车1000km续航之谜
  在广汽埃安的宣传中,颇为讽刺的是,消费者最关注的石墨烯技术和1000km续航,其实并没有直接关系。

  1月17日,广汽埃安总经理古惠南向出行一客表示,“8分钟快充、续航1000km的电池,其实是两项技术,前者是基于石墨烯技术实现的,后者则是通过硅负极技术实现。”遗憾的是,这两项技术并不能同时用在一款电池上。
  据广汽埃安方面向出行一客透露,“石墨烯基超级快充电池预计9月份将量产,首款搭载车型是广汽埃安AION V,续航里程500-600km。1000km续航硅负极新型电池也将于今年第四季度量产,首款搭载车型是广汽埃安AION LX。”
  相较于起锦上添花作用的石墨烯技术,广汽宣传中1000km对应的硅负极技术价值更高,因为它实实在在地提高了电池的能量密度。
  硅是目前已知比容量(4200mAh/g)最高的锂离子电池负极材料,是当前主流负极材料石墨的12倍多,但由于硅在充放电过程中会产生3倍以上的巨大体积膨胀,导致电化学性能恶化,至今仍未走出实验室。
  尽管硅无法直接作为负极实现商业化,但在石墨中掺杂少量硅的负极(硅碳负极)早已走向市场,在一定程度上可以提高能量密度。目前,相关企业对电池负极的提升,也重点放在不断拔高硅含量上,至于直接将硅作为负极材料的电池,至今尚未出现。
  出行一客向广汽埃安方面询问硅比例,并未得到明确回复。但从性能提升幅度来看,广汽硅负极电池,大概率也是一种硅含量较高的硅碳负极。
  据古惠南向出行一客透露,“使用硅负极技术后,电芯能量密度可提升至280wh/kg(瓦时每千克),而当前主流三元锂电池能量密度在230-240wh/kg之间,若搭载超过150kwh(千瓦时)的硅负极电池,续航可攀升至1000km。”
  值得一提的是,继2020年车企将高端电动汽车续航标杆提升至700km后,1000km显然成为了车企下一阶段续航竞赛的又一里程碑。一周内,蔚来汽车固态电池、广汽埃安硅负极电池、宁德时代长续航电池,都声称可将续航拔高至1000km。
  理论上,汽车续航性是由多维度因素共同决定的,包括电池容量、热管理、轻量化、风阻、电机效率等,其中提高电池容量是最为立竿见影的方式。不过,盲目堆砌电池,会导致电池成本急剧提升、车内空间难以布置、热管理极易失控、整车效率低下等车企难以承受的负面效果。因此电池企业一直在通过追逐高能力密度电池来实现电池容量提升。
  2020年以来,另一种提高电池容量的方式逐渐开始被车企接受,即能量密度并不高的磷酸铁锂电池。其原理是通过CTP无模组技术(又称刀片电池),大幅提升体积密度,使得汽车能在有限的空间里搭载更多的电池,也能达到提高电池整体容量的效果。
  目前,特斯拉Model 3、比亚迪汉都已采用了该方案,此前蔚来疑似采用宁德时代磷酸铁锂电池,蔚来汽车创始人李斌向出行一客承认,搭载CTP无模组技术的磷酸铁锂电池是讨论电动汽车实现长续航的方案之一,但仍在讨论阶段,尚未决定量产。

  显然,1000km续航的电动车正在走向消费者。不过所有的馈赠都在暗中标好了价格,正如欧阳明高所表示的,当前技术条件下,车企无法在实现1000km续航的同时兼顾安全和成本。广汽埃安也在公告中明确表示,长续航硅负极电池的普及受电池总成本、消费者接受程度的影响,市场需求具有不确定性。
  除1000km续航的高成本外,石墨烯基超级快充电池要真正实现8分钟快充也涉及到相关配套设施的问题。目前广汽埃安已在番禺建设最大功率为600kw的广汽超级充电桩,是特斯拉最大功率的两倍,但由于600kW确实太过夸张,而且对电网的承受能力提出了相当严苛的要求,该超级充电桩能否快速进入市场还有待商榷。
  “续航1000km、8分钟快充”看似数据光鲜,但其实背后都未到达真正成熟、普及的使用条件。

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