廣汽死磕電池技術(shù)，這次又搞出新花樣。

廣汽最新發(fā)布的磷酸鐵鋰電池比刀片電池還強(qiáng)?!

就在今天，廣汽集團(tuán)在科技日活動(dòng)上發(fā)布了一款全新的電池產(chǎn)品——微晶超能鐵鋰電池。通過(guò)在磷酸鐵鋰電池中引入第二相正極微晶，以及三項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，改善了磷酸鐵鋰電池的能量密度、低溫、快充、循環(huán)等性能。

現(xiàn)場(chǎng)介紹，廣汽的微晶超能鐵鋰電池可以將磷酸鐵鋰電池的單體質(zhì)量能量密度提升13%，體積能量密度提升了20%。這一電池還改善了磷酸鐵鋰電池低溫性能比較差的問(wèn)題，將零下20度的容量保持率提升了10%，充電時(shí)間也有了25%的提升。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池性能展示

在磷酸鐵鋰電池一貫的優(yōu)勢(shì)上，微晶超能鐵鋰電池在循環(huán)4000次之后容量保持率還可以維持在80%以上，電池壽命可以達(dá)到150萬(wàn)公里。這一數(shù)據(jù)甚至超過(guò)了比亞迪的刀片電池，目前比亞迪的刀片電池可充放電3000次以上，電池壽命為120萬(wàn)公里。

從這點(diǎn)來(lái)看，廣汽的微晶超能鐵鋰電池的箭頭直指比亞迪刀片電池。

事實(shí)上，廣汽集團(tuán)近些年在動(dòng)力電池領(lǐng)域累計(jì)取得了不少的成績(jī)，此前推出的海綿硅負(fù)極技術(shù)讓廣汽埃安LX Plus的CLTC續(xù)航成功突破1000公里，而彈匣電池也將電池的安全等級(jí)提升了一個(gè)新的高度。

最近一段時(shí)間，車(chē)企紛紛跨界在動(dòng)力電池領(lǐng)域做布局，廣汽、蔚來(lái)等都已經(jīng)計(jì)劃自建動(dòng)力電池產(chǎn)線進(jìn)行試生產(chǎn)，而廣汽目前在磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和封裝等方面都已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，這對(duì)于其他車(chē)企來(lái)說(shuō)也非常值得借鑒。

01.

三大技術(shù)加持 全面提升磷酸鐵性能

與三元鋰電池相比，磷酸鐵鋰電池具備成本低、長(zhǎng)循環(huán)、安全性高的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)CTC/CTB、CTP等封裝工藝上的革新，其能量密度也能夠得到提升。

因此在2021年，磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量達(dá)到了154.5GWh，占比為51.7%，再次超越三元鋰電池。

盡管如此，磷酸鐵鋰電池還存在著冬季續(xù)航縮水、快充能力弱、SOC檢測(cè)不準(zhǔn)和能量密度提升難的缺點(diǎn)，仍然需要一定的技術(shù)革新來(lái)解決這些問(wèn)題。

廣汽的微晶超能鐵鋰電池通過(guò)幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的革新，一定程度上緩解了這些問(wèn)題。在化學(xué)材料方面，廣汽引入了更高容量的第二相正極微晶，在提升能量密度的同時(shí)，通過(guò)離子多通路分流技術(shù)、陰極電勢(shì)能緩沖技術(shù)、OCV三維空間響應(yīng)面重構(gòu)技術(shù)全面提升了磷酸鐵鋰電池的性能。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

離子多通路分流技術(shù)構(gòu)建了通暢的多級(jí)鋰離子傳輸通道，使電流密度分布更均勻，從而降低了電池極化，顯著改善了電池快充、低溫性能。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

陰極電勢(shì)能緩沖技術(shù)則可以在放電過(guò)程中形成微觀電勢(shì)能緩沖效應(yīng)，電子像水一樣由勢(shì)能高處往勢(shì)能低處流，由原來(lái)的一級(jí)瀑布變成兩級(jí)瀑布，正極界面及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到改善，大幅提升循環(huán)穩(wěn)定性。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

OCV三維空間響應(yīng)面重構(gòu)技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在電池管理技術(shù)方面，通過(guò)三維空間響應(yīng)面重構(gòu)電池荷電狀態(tài)-開(kāi)路電壓特性曲線(SOC-OCV)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池OCV變化的動(dòng)態(tài)追蹤，實(shí)現(xiàn)全生命周期的電池精確管理。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

通過(guò)這些關(guān)鍵的調(diào)整，微晶超能鐵鋰電池的單體質(zhì)量能量密度由185Wh/kg提升到了210Wh/kg，體積能量密度由400Wh/L提升到了480Wh/L。

電池在零下20度下的容量保持率由72%提升到了82%，0～80%的充電速度也從34分鐘提升到了26分鐘。

可以說(shuō)，廣汽的微晶超能鐵鋰電池幾乎將磷酸鐵鋰電池的各項(xiàng)性能都提升了一大截，甚至隱隱比磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域的佼佼者刀片電池還要強(qiáng)，但其實(shí)際效果究竟如何，還要等正式裝車(chē)交付之后才能看到。

02.

曾改善三元鋰電池 讓車(chē)輛續(xù)航破千

去年年底，工信部公布了《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄(2021 年 第 10 批)》，在這份名單中，廣汽埃安申報(bào)的新款A(yù)ION LX尤其引人注意。工信部信息顯示，該車(chē)工況續(xù)航里程達(dá)到1008km。

憑借這樣的續(xù)航表現(xiàn)，新款A(yù)ION LX的續(xù)航能力成為全球已發(fā)布車(chē)型中的第一名，并且也已經(jīng)達(dá)到了量產(chǎn)狀態(tài)。

▲廣汽埃安官方發(fā)布的海報(bào)

而能夠取得這樣的成績(jī)，也離不開(kāi)廣汽海綿硅負(fù)極技術(shù)。

在動(dòng)力電池領(lǐng)域，只有提升電池的能量密度才能夠獲得更多的續(xù)航里程和更強(qiáng)的性能，而為了提升電池的能量密度，車(chē)企一般都會(huì)選擇在正極材料方面發(fā)力。

三元鋰電池的能量密度本身就優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，在正極材料中提升鎳含量則能進(jìn)一步提升能量密度，所以目前電池正極中鎳含量超過(guò)80%的NCM811三元鋰電池基本是量產(chǎn)電池中的能量密度天花板。

而鎳越多，則電池的穩(wěn)定性就越差，因此再往正極材料方面進(jìn)一步發(fā)力的空間已經(jīng)很小了。但目前所有的鋰電池的負(fù)極基本上都是石墨，且負(fù)極質(zhì)量占比也有40%，提升負(fù)極材料也能進(jìn)一步提升電池的性能。

往負(fù)極材料中添加硅元素是行業(yè)共同努力的一個(gè)方向，石墨的理論比容量為372mAh/g，而硅基負(fù)極的理論比容量高達(dá)4200mAh/g，也就是說(shuō)，同樣的重量硅負(fù)極可以容納更多的鋰離子，電池也就具備了更強(qiáng)的性能。同時(shí)，硅元素在自然界也大量存在，價(jià)格并不算高。

但硅元素同樣也存在缺點(diǎn)，硅基并不穩(wěn)定，很容易出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，完全采用硅負(fù)極的電池體積可以膨脹360%，這顯然無(wú)法用于汽車(chē)。

為了保證負(fù)極的穩(wěn)定性，業(yè)內(nèi)通用的做法是往石墨負(fù)極里添加硅元素，這樣做的好處是既可以發(fā)揮硅元素比容量高的優(yōu)點(diǎn)，還可以保證電池負(fù)極的穩(wěn)定性。話雖如此，但這項(xiàng)技術(shù)卻并非可以輕易實(shí)現(xiàn)。

廣汽埃安采用了“納米復(fù)合硅技術(shù)”“自修復(fù)粘結(jié)劑技術(shù)”“梯度復(fù)合涂布技術(shù)”等，讓電池內(nèi)部的硅負(fù)極片像海綿一樣柔軟有彈性，使硅在充放電過(guò)程中的膨脹和收縮被限制和緩沖，不會(huì)碎裂。同時(shí)，也像海綿吸水一樣，讓硅負(fù)極發(fā)揮大容量的優(yōu)勢(shì)，儲(chǔ)存更多的能量。

▲廣汽科技日上正式發(fā)布海綿硅負(fù)極片技術(shù)

不過(guò)，這距離電池完全可用還差關(guān)鍵一步。據(jù)悉，鋰電池在首次充電的時(shí)候，會(huì)在負(fù)極形成一層固體電解質(zhì)相界面(SEI)膜，這個(gè)過(guò)程將會(huì)損耗掉一批鋰離子，在石墨負(fù)極電池中，這個(gè)損耗并不算大，為5～10%左右;但在添加了硅元素之后，比例會(huì)有所提升，甚至可以達(dá)到35%。

為了彌補(bǔ)掉這部分損耗，一部分電池企業(yè)會(huì)選在摻硅元素的同時(shí)補(bǔ)充鋰元素，這也就是所謂的“摻硅補(bǔ)鋰電池”。而這項(xiàng)技術(shù)則是廣汽埃安1000公里車(chē)型的最終秘密。

03.

改善封裝技術(shù) 還打算自產(chǎn)電池

在電池安全方面，廣汽自研了彈匣電池，采用了超高耐熱的穩(wěn)定電芯，在電芯之間采用了超強(qiáng)隔熱電池安全艙。無(wú)論是搭載三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，均可以通過(guò)整包的針刺試驗(yàn)。

▲廣汽彈匣電池的針刺測(cè)試結(jié)果

除此之外，廣汽集團(tuán)還在今年3月份正式開(kāi)始建設(shè)電池試制線，已經(jīng)投資了3.36億元。

自研電池試制線項(xiàng)目整體占地面積約10500平方米，包含了從漿料制備到電池包完整的電池全流程生產(chǎn)工序以及材料研發(fā)、理化測(cè)試、電性能實(shí)驗(yàn)室，海綿硅負(fù)極片電池在內(nèi)的廣汽埃安自研電池將在此條試制線實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)。

不過(guò)，本次自研電池試制線項(xiàng)目投建的電池電芯生產(chǎn)線是儲(chǔ)備自研電池量產(chǎn)工藝技術(shù)，之后再啟動(dòng)量產(chǎn)線建設(shè)。

整體來(lái)看，動(dòng)力電池為廣汽集團(tuán)“中子星戰(zhàn)略”的重要組成部分，在未來(lái)或許還會(huì)有更多動(dòng)力電池方面的技術(shù)發(fā)布。

▲廣汽研究院院長(zhǎng)吳堅(jiān)介紹“中子星戰(zhàn)略”

04.

結(jié)語(yǔ)：廣汽正全力布局新能源

廣汽在確定要大力發(fā)展新能源汽車(chē)之后做了很多工作。在品牌方面，2020年廣州車(chē)展上正式將埃安品牌獨(dú)立出來(lái)。

在技術(shù)方面，陸續(xù)發(fā)布了彈匣電池、海綿硅負(fù)極片、微晶超能鐵鋰電池等技術(shù)，將動(dòng)力電池的安全性、能量密度等都做了一個(gè)不小的提升。

而隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，廣汽集團(tuán)或許也會(huì)展示出更多的重磅產(chǎn)品。

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