国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

近年来,我国新能源汽车和国产智能手机的发展取得了许多令世人瞩目的成就,可谓是进入了高质量发展的快车道。

新能源汽车方面,截止2021年,我国新能源汽车销量连续7年位居全球第一。据中国汽车工业协会数据显示,我国新能源汽车保有量约580万辆,约占全球新能源汽车总量的50%。已经将合资车和外资车远远甩在了身后,实现了弯道超车。

国产智能手机方面,经过了十年的不懈努力,国产智能手机品牌全面崛起。无论是从质量、性能、价格等方面都有了质的飞跃,可以与苹果、三星等外国品牌一较高下。据CANALYS数据显示,2022年第一季度国内手机市场销量排名前五的手机品牌中,国产手机已经占据四席,国产手机品牌市场占有率达80%,而且荣耀、OPPO已经反超苹果手机,占据了销量榜的冠亚军位置。

国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

这些成绩的取得,靠的不是一时的心血来潮,也不是跟风凑热闹,而是扎扎实实的技术创新与进步的结果。近期,我国的电池技术又接连取得突破,或将从根源上解决长期被人们所诟病的新能源汽车和智能手机的续航焦虑问题。

什么是续航焦虑?

续航焦虑从本质上来说就是充电焦虑,无论是新能源汽车还是智能手机,都需要在使用一定时间后为其充电。但是,就目前的充电技术来说,还远远达不到人们的使用需求。

比如新能源电动汽车,一旦没电,就需要到处去找充电桩,即使找到充电桩,可能还需要排队充电,好不容易排到自己了,也需要再等上大几十分钟甚至几个小时才能把电充满。这样一番折腾下来,可能你已经焦躁不安,身心疲惫。

再比如智能手机,其实也和新能源电动汽车类似,给手机充一次电也需要等上几十分钟才能充满。如果你有手机依赖症,那这几十分钟可能会让你心情沮丧,度日如年

那如何解决续航焦虑的问题呢?笔者认为有两种方法,一是寻找性能更优的充电新材料;二是突破快充技术的瓶颈。

功夫不负有心人。近期我国在电池技术领域又传来了三个好消息,终于实现新的突破,下面赶快来分享给大家。

国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

宁德时代发布新一代钠离子电池

据悉,这款钠离子电池电芯单体能量密度可达160Wh/kg常温下充电15分钟,电量可达80%以上;而在零下20°C低温的环境下,仍然有90%以上的放电保持率。

在正极材料方面,宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料,对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减的核心难题;在负极材料方面,宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性

与锂离子电池相比,钠离子电池具有四大优势:

1、储量丰富。

锂在地壳中的含量只有0.0065%,而钠约为2.36%,钠的储量是锂的360倍。

2、成本低廉。

①磷酸铁锂正极约6~8万/吨;而钠离子化合物价格稳定且低廉,仅为约250元/吨。

②钠离子电池不需要使用钴、镍等稀有贵金属,且钠离子不与铝形成合金,还可使用比铜箔更便宜的铝箔做集流体,材料成本会比锂离子电池降低8%左右。

3、能量密度媲美磷酸铁锂。

由于钠离子电池无过放电特性,允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂电池相媲美。

4、安全性高。

钠离子电池的电化学性能稳定,具有较高的安全性。通过针刺、挤压、过充、过放等测试,能做到不起火不爆炸。另外,在运输环节中,可以实现零伏运输,有效地降低了运输风险。

国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

另外,因钠离子电池在制造工艺方面,可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的兼容,生产线可进行快速切换,实现产能快速布局。目前,宁德时代已启动钠离子电池产业化布局,2023年将形成基本产业链。

国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

国轩高科研发的半固态电池将实现装车

在国轩高科第十一届科技大会上,工研院副院长张宏立表示,360Wh/kg能量密度的三元半固态电池将在今年实现量产。搭载半固态电池的车型,电池容量可达160kWh,续航将突破1000km,零百加速仅3.9s。

那什么是半固态电池呢?

半固态电池是指一侧电极不含液体电解质,另一侧电极含有液态电解质的电池。或单体中固体电解质质量或体积占单体中电解质总质量或总体积之比的一半。

半固态电池相比与传统的液态锂离子电池有以下三大优势:

1、能量密度高。

液态锂离子电池的能量密度上限被公认为300Wh/kg,即便是300Wh/kg也只是理论值。事实上,国产的纯电动车,主流的磷酸铁锂电池单体能量密度一般在160Wh/kg左右,比亚迪第二代刀片电池单体能量密度为180Wh/kg,三元锂电池的单体能量密度在200Wh/kg左右。

磷酸铁锂电池

而固态电池的能量密度很容易做到300~400wh/kg以上,理论能量密度更高达700Wh/kg,是锂电池的2倍。

2、体积小。

传统锂电池中,仅隔膜和电解液就占据了近40%的体积和25%的质量。而如果换作半固态电解质,正负极之间的距离可以缩短到几到十几个微米,这样电池的厚度就能大幅度降低,显得轻薄小巧。

3、柔性化。

半固态电池使用脆性的陶瓷材料,即便厚度薄到毫米级以下后还是可以弯曲的,材料柔性好。另外,半固态电池的轻薄化也使得柔性程度提高,因此,使用适当的材料封装后,可以经受几百到几千次的弯曲而做到性能基本不衰减。

陶瓷材料

此次国轩高科的半固态电池单体能量密度可达到磷酸铁锂电池的2.25倍,是比亚迪刀片电池的2倍,比三元锂电池主流产品高出80%左右。这意味着,在同等电池包体积下,电池续航可以延长一倍左右。并且,电池系统的性能更强,加速更快。

刀片电池

国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

国产手机品牌realme实现150W光速秒充,打破充电技术天花板

除了寻找性能更优的充电新材料外,我国的科研人员也从未放弃对快(闪)充技术的探索。这不,从国产手机品牌realme传来好消息,在近期发布的真我GT Neo3手机上,其搭载的闪充技术又有新突破,实现了150W光速秒充,可以让手机5分钟充电50%,15分钟即可完全充满。这一技术一举打破了充电技术的天花板,做到了世界第 一。

看到这里,可能有朋友会问,一会儿快充,一会儿闪充,那到底有什么区别呢?

说到手机快速充电技术,目前市场上主流的快充技术有两种:一种是以华为、小米为代表的手机厂商使用的快充技术,一种是以OPPO、vivo、realme为代表的手机厂商使用的闪充技术。

先说快充,是通过提升充电电压,适当降低充电电流来加快充电速度。优点是电流低,兼容性强,对手机充电器、数据线没有太高要求。缺点是高电压会产生高热量,导致手机发热,对电池寿命影响明显。

再说闪充,与快充相反,是通过降低充电电压,提高充电电流来加快充电速度。优点是热量集中在充电头上,手机发热较轻,安全性较高。而缺点是,因为电流较大,需要特制的充电器与数据线,成本较高。但这一点也不用担心,因为购机时,一般都会标配充电器和数据线,不需要像苹果手机那样再去另外花钱买充电器。

这里建议大家认清楚快充和闪充的区别,充电器尽量不要混用,否则有可能导致手机使用寿命缩短和一些不必要的安全隐患。

GT Neo3搭载了定制的南芯半导体泵快充芯片。采用了全新的4:2大功率充电架构、双电芯串联结构设计以及Battery Sense电芯电压检测技术,以更低损耗、更低电阻实现150W大功率闪充,同时采用温控技术,在充电时可以将温度控制在43℃以下。

众所周知,快充和电池寿命相关,目前行业内普遍的标准是电池经过800次的完整充放电循环后,电池有效容量不低于80%即可。但GT Neo3的150W光速秒充将标准翻了一倍,经过1600次完整充放电循环后电池有效容量依旧不低于80%。

基于以上的优异表现,GT Neo3的150W光速秒充技术还得到了德国莱茵安全快充认证,它拥有独立充电控制芯片,具有充电异常检测、一键断电、防反灌电路设计等38道安全防护措施。

国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

除了先进的150W光速秒充技术外,GT Neo3主打电竞游戏,还配备了一系列的黑科技,比如独立显示芯片、120Hz畅速屏 、1000Hz电竞操控引擎、GT模式3.0、金刚石冰心散热系统MAX等等,而且性价比很高,正值年中618,还有至高300元的优 惠力度。这样一款手机,就算是你晚上忘记给手机充电,早上利用洗脸刷牙的时间也能把它充满,可以说完美解决了手机用户的续航焦虑问题!

国产电池技术取得三大突破,续航焦虑或将成为历史

以上电池技术方面的三大突破,让我们对未来新能源汽车和智能手机技术的发展更加充满信心和期待,相信这不久的将来,续航焦虑问题将真正成为历史,一去不复返。

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