撰文/ 周 洲

編輯/ 張 南

(資料圖)

設(shè)計(jì)/ 師 超

“神行”磷酸鐵鋰4C超充電池發(fā)布會(huì)上，寧德時(shí)代創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)、總經(jīng)理曾毓群自始至終坐在臺(tái)下，看著他的同事們?cè)谂_(tái)上演說(shuō)。

這場(chǎng)發(fā)布會(huì)的主角是這些博士工程師領(lǐng)銜的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

2019年，寧德時(shí)代推出全球首款CTP（取消電池模組，將電池包集中到車身底板）技術(shù)，2021年發(fā)布第一代鈉離子電池，2022年發(fā)布超長(zhǎng)續(xù)航1000公里的麒麟電池，2023年上海車展推出航天級(jí)應(yīng)用的凝聚態(tài)電池。

發(fā)布會(huì)開(kāi)場(chǎng)的視頻短片中，出現(xiàn)了相對(duì)應(yīng)的四位研發(fā)“悍將”：寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)、鈉離子研發(fā)工程師黃起森，麒麟電池研發(fā)工程師秦峰，凝聚態(tài)電池研發(fā)工程師孫信，極限制造工程師馬林。

寧德時(shí)代研究院是博士背景密度最高的研發(fā)部門(mén)。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)最新發(fā)布的“神行”超充電池，針對(duì)消費(fèi)者認(rèn)為電動(dòng)車充電（尤其是超充）服務(wù)“特別貴、不想等”的痛點(diǎn)，讓超充成為20萬(wàn)元左右及以下區(qū)間的中端車型的標(biāo)配。

除了安全之外，續(xù)航里程和充電便利度，左右著消費(fèi)者是挑選電動(dòng)車還是燃油車。如果超充的價(jià)格能降下來(lái)且成為標(biāo)配，充電像加油一樣快的話，這可能會(huì)PK掉燃油車的最后一塊堡壘。

據(jù)汽車商業(yè)評(píng)論了解，神行電池2023年年底量產(chǎn)，2024年一季度上市。發(fā)布會(huì)后，阿維塔宣布，將成為首批搭載寧德時(shí)代神行超充電池的新能源汽車品牌。

4C超充磷酸鐵鋰版

小鵬汽車動(dòng)力總成中心總經(jīng)理顧捷在今年6月的宜賓動(dòng)力電池大會(huì)上稱，為了支撐電動(dòng)汽車更快充電，整個(gè)行業(yè)的共識(shí)是往高壓、大功率方向拓展。

為了充電速度更快、效率更高，一是需要800V等級(jí)的平臺(tái)電壓，另一個(gè)需要電池電芯具備高倍率的充電能力。

4C就是指電池系統(tǒng)的充電倍率。1C代表可在60分鐘將電池系統(tǒng)電量充滿，2C在30分鐘內(nèi)充滿電，3C充電在20分鐘內(nèi)充滿，4C代表15分鐘內(nèi)可將電量充滿。目前小鵬汽車的標(biāo)配是3C，

先看看寧德時(shí)代這次發(fā)布的神行超充電池有哪些特點(diǎn)：

1、充電10分鐘可行駛400公里，相當(dāng)于充電10分鐘可以駕車從北京到濟(jì)南，從上海開(kāi)到合肥，從寧德開(kāi)到金華，從重慶開(kāi)到貴陽(yáng)；

2、除了常溫狀態(tài)下充電快，在-10攝氏度的低溫環(huán)境下，也可以在30分鐘內(nèi)充電至80%，實(shí)現(xiàn)低溫如常溫。

3、續(xù)航700公里以上，低溫虧電狀態(tài)下，零百加速不衰減。

與寧德時(shí)代已經(jīng)發(fā)布的4C超充麒麟電池（三元）相比，神行電池是4C超充的磷酸鐵鋰版本。它在電化學(xué)材料和結(jié)構(gòu)上，都做了創(chuàng)新。

動(dòng)力電池主要由正負(fù)極材料、電解液和隔膜構(gòu)成。

神行電池展臺(tái)的工程師對(duì)汽車商業(yè)評(píng)論講解道，從正極材料和負(fù)極材料來(lái)看，神行電池主要做了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

超充的過(guò)程實(shí)際上就是鋰離子如何快速地嵌入到石墨負(fù)極的過(guò)程。

神行電池的磷酸鐵鋰正極材料上，使用了超電子網(wǎng)正極技術(shù)，采用了納米化的磷酸鐵鋰正極材料，降低鋰離子脫出阻力，以快速響應(yīng)充電信號(hào)。

負(fù)極材料沒(méi)有采用碳化硅、依然是石墨，不過(guò)采用了二代快離子環(huán)技術(shù)，實(shí)際上是為鋰離子傳導(dǎo)搭建一個(gè)高速公路的概念。這是對(duì)石墨表面進(jìn)行改性，微觀層級(jí)的小顆粒之間，搭建有更多的通道讓鋰離子嵌入進(jìn)來(lái)，縮短嵌入距離。

有了更多通道之后，還需要有低曲率，意即盡可能讓這些通道更直、少?gòu)澢屼囯x子更快嵌入。

在電解液上，則有電化學(xué)體系的創(chuàng)新。

神行電池的另一位設(shè)計(jì)工程師對(duì)汽車商業(yè)評(píng)論稱，電解液上采用的是全新的超高導(dǎo)電解液配方，可以提升電導(dǎo)率、降低電解液粘度，增強(qiáng)鋰離子脫溶劑化能力，為離子松綁。

電解液主要解決的是脫溶劑的問(wèn)題，使鋰離子更容易穿越出去、嵌入到石墨負(fù)極。

隔膜上，超薄SEI膜有效降低阻力，讓鋰離子“縱享絲滑”地穿透。同時(shí)，神行電池改善了隔離膜的高孔隙率和低迂曲孔道，等于改善了鋰離子液相傳輸速率。

該設(shè)計(jì)工程師稱，上述這些電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電化學(xué)體系的創(chuàng)新，不單單是增加了磷酸鐵鋰電池導(dǎo)電率，該電池還使用了多梯度的分層極片設(shè)計(jì)——將電芯的上層拉高孔隙率，下層增加壓實(shí)密度，不僅考慮了充電時(shí)間，也兼顧了提高能量密度。

據(jù)汽車商業(yè)評(píng)論了解，神行電池整塊電池包的能量密度約為140-145Wh/kg，電芯的能量密度約為186Wh/kg，700公里的續(xù)航里程大概需要80度電。

傳統(tǒng)的電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu),是由多個(gè)電芯構(gòu)成電池模組,然后將這個(gè)模組通過(guò)螺栓固定在擁有橫梁和縱梁的外殼上,如此重復(fù),多個(gè)電池模組最后組成電池包。

從整體電池包的結(jié)構(gòu)來(lái)看，神行電池電池包取消了傳統(tǒng)的橫梁和縱梁，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度靠電池底部的結(jié)構(gòu)膠、同樣位于底部的電池冷板以及中間的幾處掛載點(diǎn)支撐，掛載點(diǎn)是為了配合主機(jī)廠客戶擰螺栓掛載用。

充電安全與成本

對(duì)4C快充來(lái)說(shuō)，如何預(yù)防充電過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)熱等安全問(wèn)題是消費(fèi)者特別關(guān)注的。發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，神行電池一直被拿來(lái)和麒麟電池做比較。

前述工程師稱，神行電池用的是底部水冷板設(shè)計(jì)。

通常水冷板布置在電池的底部,通過(guò)導(dǎo)熱墊或者導(dǎo)熱膠與電池模組底部保持緊密接觸，以確保正常散熱。

與麒麟電池雙大面水冷板的結(jié)構(gòu)相比，由于磷酸鐵鋰的化學(xué)體系本身安全閾值會(huì)更高，在原有的隔熱墊上只需要預(yù)留膨脹空間就夠了，再加上神行電池采用多梯度分層極片設(shè)計(jì)，在整體電池包的產(chǎn)熱量降低的情況下，底部水冷板就能夠滿足4C快充的安全要求。

此外，磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э睾鬁囟炔幌袢姵貢?huì)升至700-800攝氏度，所以神行電池的電芯和電芯之間不需要增加額外的隔熱材料。

對(duì)于磷酸鐵鋰電池來(lái)說(shuō)，由于其本身能量密度沒(méi)有三元電池高，一般需要通過(guò)減重來(lái)增加續(xù)航里程。

神行電池通過(guò)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體電池包重550kg，最大充電功率達(dá)到400KW以上，最大電流達(dá)600Ah以上，10分鐘補(bǔ)續(xù)航400km。麒麟電池的140度電池包,重量達(dá)721kg，能量密度約195Wh/kg，續(xù)航里程超過(guò)1000km。

該工程師稱，從成本上來(lái)看，神行電池比一般的磷酸鐵鋰電池要貴一些，他們會(huì)盡量挖潛成本，以求拉平4C超充和普通磷酸鐵鋰電池的成本，不過(guò)不好與麒麟電池比較，因?yàn)閮r(jià)格最終從整車上體現(xiàn)出來(lái)。

目前，搭載寧德時(shí)代140kWh麒麟電池的極氪001，售價(jià)40.3萬(wàn)元起，相較100kWh的版本，價(jià)格雖說(shuō)貴出10.3萬(wàn)元，不過(guò)續(xù)航里程突破1000公里，里程焦慮確實(shí)得到了極大緩解。

市面上提供4C超充的，基本都是高壓平臺(tái)的中高端車型的高配版，比如基于800V高壓平臺(tái)的車型有極狐阿爾法S全新HI版(39.79萬(wàn)-42.99萬(wàn)元)，小鵬G9（30.99萬(wàn)-46.9萬(wàn)元），路特斯Eletre（82.8萬(wàn)-102.8萬(wàn)元），保時(shí)捷Taycan(89.9萬(wàn)-183.8萬(wàn)元)、奧迪RS e-tron GT(146.88萬(wàn)元)，埃安V Plus超充版（26.98萬(wàn)元）。

前述工程師稱，神行電池是磷酸鐵鋰超充版本，體現(xiàn)在整車價(jià)格上大概是20萬(wàn)元及以下的中端車。

磷酸鐵鋰雖然能量密度低、續(xù)航里程不如三元電池，但其成本低、熱失控安全閾值較高。隨著結(jié)構(gòu)改進(jìn)以增加續(xù)航里程、超充等補(bǔ)能服務(wù)逐漸跟上來(lái)，越來(lái)越多的車企（中端車型）開(kāi)始采用磷酸鐵鋰電池，比如特斯拉、通用、大眾集團(tuán)。

根據(jù)中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的最新數(shù)據(jù)，今年1-7月，中國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)裝機(jī)量184.4GWh,其中三元電池為58.6GWh，占31.8%，同比增5.65；磷酸鐵鋰電池為125.6GWh，占總裝車量的68.1%，同比增59.6%。

從寧德時(shí)代的裝機(jī)量來(lái)看，今年1-7月裝機(jī)量為79.5GWh，三元電池為36.19GWh，磷酸鐵鋰電池為43.31GWh，分別占45.5%、54.5%。

僅僅一年半，磷酸鐵鋰就反轉(zhuǎn)了局面，占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

2021年，寧德時(shí)代的動(dòng)力電池裝機(jī)量結(jié)構(gòu)中，三元電池裝機(jī)量為46.7GWh，占比55.9%，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量為36.9GWh，占比44.1%。

和誰(shuí) “在一起”

寧德時(shí)代磷酸鐵鋰4C神行超充電池發(fā)布會(huì)上，臺(tái)下有三次明顯笑聲。

第一次笑聲，是寧德時(shí)代國(guó)內(nèi)乘用車事業(yè)部CTO高煥提到產(chǎn)品品質(zhì)時(shí)用了“遙遙領(lǐng)先”形容，臺(tái)下發(fā)出一陣笑聲。熟悉這個(gè)詞的圈內(nèi)人都知道，這是今年余承東在夸贊自家參與的問(wèn)界電動(dòng)車質(zhì)量好過(guò)車企標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的措辭。

第二次，是長(zhǎng)城汽車總經(jīng)理穆峰發(fā)視頻為神行電池站臺(tái)，表達(dá)和寧德時(shí)代“一路同行”。在舉報(bào)比亞迪常溫油箱問(wèn)題后又被比亞迪裹挾著“在一起”，長(zhǎng)城汽車真正表態(tài)和誰(shuí)在一起，引發(fā)眾人感慨。

第三次，是余承東這位“遙遙領(lǐng)先”的本尊發(fā)來(lái)視頻賀電，臺(tái)下哄笑。

長(zhǎng)安、奇瑞、廣汽集團(tuán)、極氪、長(zhǎng)城、哪吒等車企掌門(mén)人紛紛發(fā)視頻表態(tài)和寧德時(shí)代“在一起”。

前述寧德時(shí)代工程師對(duì)汽車商業(yè)評(píng)論稱，這些車企基本上都有在合作洽談神行超充電池，有的已經(jīng)開(kāi)發(fā)B樣機(jī)，有的已經(jīng)在驗(yàn)證階段。

據(jù)汽車商業(yè)評(píng)論了解，神行電池2023年年底量產(chǎn)，2024年一季度上市。發(fā)布會(huì)后，阿維塔宣布，將成為首批搭載寧德時(shí)代神行超充電池的新能源汽車品牌。

按照美國(guó)學(xué)者埃弗雷特羅杰斯的創(chuàng)新擴(kuò)散理論，滲透率在16%以下時(shí)是先鋒用戶主導(dǎo)，滲透率超過(guò)16%時(shí)，就開(kāi)始從先鋒用戶邁向大眾用戶。2022年，中國(guó)的新能源汽車滲透率首次超過(guò)16%達(dá)到25%。

隨著電池能量密度不斷突破，續(xù)航問(wèn)題已基本解決，如今快速補(bǔ)能成為消費(fèi)者更加關(guān)心的問(wèn)題。

對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，第一找充電樁比較費(fèi)勁，第二充電時(shí)間比較長(zhǎng)，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)是無(wú)法預(yù)估的。一般充電需要一兩個(gè)小時(shí)，天冷的時(shí)候充得就更慢。有的快充需要40-60分鐘，但有時(shí)等充電樁的時(shí)間一等就需要耗上一兩個(gè)小時(shí)。

如果要配超充，價(jià)格特別貴；不配的話，又不想等。消費(fèi)者一猶豫，就去買了燃油車。

當(dāng)超充還是高端電動(dòng)車的選配時(shí)，寧德時(shí)代推出的磷酸鐵鋰4C超充電池，意在成為電動(dòng)汽車的標(biāo)配產(chǎn)品。

高煥在發(fā)布會(huì)上強(qiáng)調(diào)，這是為每一個(gè)普通消費(fèi)者設(shè)計(jì)的超充電池：“神行的名字來(lái)源第一就是讓所有人感知到快，第二品牌要有親和力，走的是科技普惠路線。”

寧德時(shí)代磷酸鐵鋰版的4C超充電池，其實(shí)也是呼應(yīng)諸多車企具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的超充需要而出。

當(dāng)超充成為中端電動(dòng)車的標(biāo)配時(shí)，燃油車被絕殺的臨界點(diǎn)可能真正來(lái)臨了。

布局超充站

有了超充汽車，還得有超充站。

截至今年6月底，國(guó)內(nèi)累計(jì)建成各類充電樁超過(guò)660萬(wàn)臺(tái)，同比增加69.8%。若按照規(guī)劃中的車樁比2：1來(lái)測(cè)算，2025年底全國(guó)共需要充電樁3000萬(wàn)臺(tái)，較之目前的660萬(wàn)臺(tái)，還存在著2000多萬(wàn)臺(tái)的缺口。

8月4日，陽(yáng)光電源充電解決方案經(jīng)理王鑫偉在電動(dòng)汽車充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上稱，未來(lái)充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展將以快充為主、慢充為輔，而且400KW以上的大功率充電設(shè)施將逐步得到應(yīng)用。

目前，特斯拉、蔚小理、廣汽埃安均布局了4C超充樁。充電網(wǎng)絡(luò)布局多為星星、特來(lái)電等第三方平臺(tái)為主，第三方平臺(tái)布局的超充樁多以2C超充為主。

在超級(jí)充電樁建設(shè)方面，特斯拉是先行者。截止到2022年12月26日，特斯拉位于中國(guó)大陸的第1萬(wàn)個(gè)超級(jí)充電樁在上海東方明珠腳下正式落成啟用。至此，特斯拉已在中國(guó)大陸建設(shè)開(kāi)放超過(guò)1500座超級(jí)充電站。

寧德時(shí)代也在布局超級(jí)充電樁，旗下的上海快卜新能源科技有限公司（下稱快卜），正在與車企聯(lián)合建立超充站。

根據(jù)企查查消息，快卜成立于2020年3月，福建百城新能源科技有限公司作為大股東持股35.5234%，寧德時(shí)代是二股東，持股35.0911%。

快卜在寧德時(shí)代總部大樓正門(mén)不遠(yuǎn)處，建有光儲(chǔ)充檢充電站。

快卜的工程師對(duì)包括汽車商業(yè)評(píng)論在內(nèi)的媒體展示222kw、600kw的電源柜以及6個(gè)超充終端產(chǎn)品組合。該超級(jí)充電站產(chǎn)品組合由快卜和車廠以及電池廠聯(lián)合定義。

快卜自研的CSS系統(tǒng)（綜合充電系統(tǒng)，屏幕上看到的系統(tǒng)），能夠進(jìn)行智能功率分配、OTA以及智能運(yùn)維。

其中，電源柜以及超充終端都采用全液冷技術(shù)進(jìn)行溫控，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量更高、功耗更低、壽命更長(zhǎng)。

儲(chǔ)能柜由兩個(gè)PCS（變流器）、寧德時(shí)代充放電達(dá)到15000次壽命的電池組成。儲(chǔ)能柜具備4級(jí)消防安全、IP55+的防護(hù)等級(jí)以及民用級(jí)的EMC（電磁兼容性）。

近旁的600kw電源柜采用全液冷充電模塊，每個(gè)模塊40kw，共有15組模塊。電源柜里有PCU（動(dòng)力控制單元）控制器，對(duì)整個(gè)充電終端進(jìn)行智能的功率控制。

旁邊是600kw的車充充電終端，具備600Ah的充電能力，即插即充。

搭載寧德時(shí)代4C麒麟電池的汽車，12分鐘內(nèi)可以充滿80%。

“一般我們soc的話會(huì)留到20%-30%左右才去充電，也不用充到100%，到95%就差不多了。所以十分鐘左右就可以充滿。”該工程師介紹道。

該工程師稱，快卜的充電槍更輕、過(guò)流能力更強(qiáng)。車主能夠通過(guò)手機(jī)app看到剩余的充電時(shí)間，掌握充電進(jìn)度。充完電之后，車主會(huì)收到一個(gè)電池檢測(cè)報(bào)告，實(shí)時(shí)看到車輛電池的健康狀態(tài)，如果電池健康狀態(tài)有問(wèn)題，可以及時(shí)去維修廠維護(hù)保養(yǎng)。

建立超充樁相比普通充電樁相比，難在整體產(chǎn)品設(shè)計(jì)。液冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、液冷槍械的設(shè)計(jì)以及整個(gè)CSS和微電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)控制是難點(diǎn)。

也因此，超充的價(jià)格會(huì)更貴。

特斯拉典型的V3超級(jí)充電樁，每度電成本達(dá)到2.5元，是家用電電價(jià)的4-5倍，充滿電池包的費(fèi)用在150元左右，成本非常昂貴。快充一般來(lái)說(shuō)一度電的價(jià)格是在1.6元-2.2元之間。

建立一個(gè)超級(jí)充電站需要購(gòu)買土地、購(gòu)進(jìn)設(shè)備和進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。充電站的設(shè)備費(fèi)用因功率而異，大約為10-20萬(wàn)元不等。建立一個(gè)中小型的超級(jí)充電站的投資成本大約在100萬(wàn)-200萬(wàn)元左右。

該工程師介紹，4C超級(jí)快充系統(tǒng)的投建成本基本上是快充系統(tǒng)的兩倍以上。為了平衡成本壓力，快卜會(huì)選擇一個(gè)場(chǎng)站里建兩個(gè)超充樁、6-8個(gè)快充樁的方式，把成本降下來(lái)，這樣一套混合充電系統(tǒng)的成本大概比快充系統(tǒng)高出15%-20%左右。

快卜今年計(jì)劃投資100個(gè)超級(jí)充電站，也會(huì)和中石油、車企以及第三方運(yùn)營(yíng)商合作，由快卜提供解決方案。

對(duì)于沒(méi)有使用寧德時(shí)代電池的車企，如果滿足4C超充條件想要在快卜運(yùn)營(yíng)的充電站超充，則需要打通超充私有協(xié)議。

汽車商業(yè)評(píng)論從知情人士處獨(dú)家獲悉，快卜第一個(gè)600kw的超充項(xiàng)目將和小米聯(lián)合研發(fā)，外殼用小米的標(biāo)識(shí)，系統(tǒng)解決方案由快卜提供，將于今年四季度在北京場(chǎng)站投運(yùn)。

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