4月21日,寧德時(shí)代Tech Day超級科技日帶來四大產(chǎn)品的全新技術(shù)進(jìn)展及補(bǔ)能生態(tài)——第三代神行超充電池、第三代麒麟電池、麒麟凝聚態(tài)電池、第二代驍遙超級增·混電池、鈉新電池,以及超換一體解決方案+超換共享網(wǎng)絡(luò)。

第三代神行超充電池,常溫環(huán)境下從10%到98%僅需6分鐘;第三代麒麟電池能量密度達(dá)280Wh/kg,能實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航;麒麟凝聚態(tài)電池將續(xù)航提升至1500公里,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程的新突破;第二代驍遙超級增·混電池純電續(xù)航達(dá)600公里;鈉新電池則將實(shí)現(xiàn)鈉離子材料體系從技術(shù)突破走向規(guī)模化量產(chǎn)。
第三代神行超充電池:滿電只需6 分鐘

作為充電速度最快的電池,第三代神行超充電池?fù)碛械刃?0C的充電功率。常溫狀態(tài)下從10%充到35%,只需要1分鐘,從10%充到80%,只需要3分44秒,從10%充到98%,只需要6分27秒。而且在零下30℃的極寒環(huán)境,從20%充到98%,也只需要9 分鐘。
更重要的是,第三代神行超充電池在提升充電效率的同時(shí)能控制電芯產(chǎn)熱、降低能量損耗,使超充與長壽命不再互斥。即使全部使用超充,依然能夠?qū)崿F(xiàn)1000次循環(huán)后保持90%SOH(電池健康度)。
那么它是怎么做到全程超充,不損傷電池的?
寧德時(shí)代深知困擾充電問題的最大難點(diǎn)從來不是涓流,而是溫升。如果控制不住內(nèi)阻和溫升,補(bǔ)能越快,風(fēng)險(xiǎn)越高,壽命越短。電池每升高 10℃,內(nèi)部的副反應(yīng)速率大概會增加2倍,這對壽命影響非常大。而所謂的涓流很重要的原因就是電池溫度高了,只好把電流降下來降溫,這就是所謂的“涓流充電”。
所以,寧德時(shí)代選擇通過降產(chǎn)熱、強(qiáng)散熱、提精度來提升電池壽命。因?yàn)?/span>充電的快慢,是由充電功率決定。同樣的電壓下,電流如果越大,充電就越快。但根據(jù)焦耳定律Q=I2RT,電流越大,電池的發(fā)熱量就會呈平方級的暴漲。假如內(nèi)阻保持不變的情況下,靠提升電流來縮減時(shí)間根本無法彌補(bǔ)溫升。因此,想要提高充電速度,又不增加產(chǎn)熱,核心路徑就是降低電池的內(nèi)阻。
為此,寧德時(shí)代從材料基因?qū)蛹?,對電池進(jìn)行了從內(nèi)到外的系統(tǒng)重構(gòu),最終把磷酸鐵鋰電芯的平均內(nèi)阻做到了全球最低的 0.25 毫歐,只有行業(yè)其它超充電池的50%。
麒麟凝聚態(tài)電池:實(shí)現(xiàn)1500公里續(xù)航

在2023年,寧德時(shí)代發(fā)布了凝聚態(tài)技術(shù),能量密度高達(dá)500Wh/kg,這項(xiàng)技術(shù)最初的應(yīng)用目標(biāo),是載人航空電動化的全新場景。目前,該項(xiàng)技術(shù)已在4噸級商用飛機(jī)完成首飛驗(yàn)證,即將在8噸以上商用飛機(jī)上進(jìn)一步展開驗(yàn)證工作。
此次,寧德時(shí)代首次將電動飛機(jī)電池的凝聚態(tài)技術(shù)應(yīng)用到了乘用車領(lǐng)域的第三代麒麟電池上。通過對電解液體系、正負(fù)極材料的重構(gòu),麒麟凝聚態(tài)電池帶來了乘用車動力電池的兩大突破。
第一是,能量密度達(dá)到350Wh/kg、760Wh/L,把傳統(tǒng)電芯的能量密度的上限拉高了近一倍。續(xù)航達(dá)1500km,不是靠簡單的堆電池,而是在高能量密度下帶來的收益,同時(shí)把電池進(jìn)一步做到輕薄。
第三代麒麟電池已經(jīng)能做到電芯能量密度280Wh/kg,續(xù)航1000km,而麒麟凝聚態(tài)電池將續(xù)航里程再度提升,達(dá)到1500km續(xù)航。正是因?yàn)?/span>凝聚態(tài)電池采用了專用高鎳正極和新型低膨脹硅碳負(fù)極技術(shù),將能量密度提升了50Wh/kg,與此同時(shí),還首次將航空級的鈦合金材料應(yīng)用到了電池的殼體上,相比常規(guī)鋁殼,厚度降低了60%,重量減輕了30%,單位強(qiáng)度提升3倍,同時(shí)能量密度又提升了20Wh/kg!再利用高鎳正極、硅基負(fù)極方案,搭配鈦合金材料,寧德時(shí)代將麒麟凝聚態(tài)電池的能量密度做到了350Wh/kg、760Wh/L。跟當(dāng)前行業(yè)量產(chǎn)電芯的最高能量密度水平相比,磷酸鐵鋰材料是200Wh/kg,凝聚態(tài)電池比它提高了75%。相當(dāng)于麒麟凝聚態(tài)電池比同樣1500km續(xù)航的磷酸鐵鋰電池,整車重量輕400KG,電池倉體積減少225L。
第二是,凝聚態(tài)電池將傳統(tǒng)電池內(nèi)的液態(tài)電解液,升級為凝聚態(tài)電解質(zhì),類似果凍的形態(tài)。從源頭實(shí)現(xiàn)了“無液可漏、無液可燃”。
首先,電解質(zhì)的“包裹”屬性——像瀝青一樣的粘塑性使電解質(zhì)包裹并牢牢抓住正負(fù)極顆粒,避免極片膨脹后被大量擠出導(dǎo)致漏液的問題;
其次,電解質(zhì)基因是“不易燃”的材料,受熱后會產(chǎn)生阻隔氧氣的致密保護(hù)膜,切斷燃燒路徑;
凝聚態(tài)電解質(zhì)的“包裹”屬性和“不易燃”基因,從源頭上解決了"漏液→短路→起火"這條最經(jīng)典的電池事故鏈。
鈉新電池:年底量產(chǎn)

寧德時(shí)代鈉離子電池技術(shù)的研發(fā),在2016年就已啟動。開發(fā)了自截至2025年,累計(jì)投入近百億元,研發(fā)測試電芯近30萬顆。目前寧德時(shí)代鈉新電池已經(jīng)做到純電續(xù)航400km以上、能量密度最高可達(dá)175Wh/kg、-50℃的極寒中穩(wěn)定放電等性能。
鈉電和鋰電有相同之處,但也有很大的不同。相同之處是,鈉電相當(dāng)于用鈉代替鋰做電芯,結(jié)構(gòu)和鋰電差不多,但更便宜、更安全,低溫性能更穩(wěn)定,能量密度和磷酸鐵鋰一樣。不同之處是,鈉電工程化量產(chǎn)有四大難點(diǎn)。
一是,材料和極片易引水:寧德時(shí)代從源頭創(chuàng)新設(shè)計(jì)成疏水材料,生產(chǎn)過程通過動態(tài)智能控制環(huán)境溫度和氣壓,打破水分子動態(tài)平衡,實(shí)現(xiàn)極致脫水,將水含量降低至200ppm以下。
二是,硬碳漿料制備的產(chǎn)氣:寧德時(shí)代原創(chuàng)了埃米級孔徑調(diào)控與表面分子鎖水技術(shù),攻克了行業(yè)鈉電極片制備的頑疾。就像把充滿氣孔的磚頭丟到水里,氣體會從表面溢出,但我們的技術(shù),相當(dāng)于給磚頭加了釉質(zhì),把磚頭就變成了瓷磚,不再產(chǎn)氣。
三是,鋁箔基材與硬碳粘接困難:寧德時(shí)代自研雙極性功能涂層,實(shí)現(xiàn)漿料與鋁箔基底的高效浸潤與強(qiáng)力結(jié)合,讓界面附著力與涂布均勻性實(shí)現(xiàn)跨越式提升。
四是,自生成負(fù)極技術(shù)的鈉金屬沉積界面一致性:寧德時(shí)代創(chuàng)新適應(yīng)動態(tài)化成系統(tǒng),通過動態(tài)疏導(dǎo)副反應(yīng)氣體、精準(zhǔn)控制極片應(yīng)力,進(jìn)行納米級塑形,從而獲得均勻穩(wěn)定的界面,實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。
納新電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的背后是寧德時(shí)代解決了上百條工程化問題后的結(jié)果,使鈉電邁入了關(guān)鍵的量產(chǎn)階段。目前已經(jīng)有部分項(xiàng)目落地,正在做規(guī)模量產(chǎn)準(zhǔn)備工作。將于年底,正式規(guī)模化量產(chǎn)。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:張芳超
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