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國産電池技術取得三大突破,續航焦慮或将成為曆史

作者:21世紀經濟報告

近年來,大陸新能源汽車和國産智能手機的發展取得了許多令世人矚目的成就,可謂是進入了高品質發展的快車道。

新能源汽車方面,截止2021年,大陸新能源汽車銷量連續7年位居全球第一。據中國汽車工業協會資料顯示,大陸新能源汽車保有量約580萬輛,約占全球新能源汽車總量的50%。已經将合資車和外資車遠遠甩在了身後,實作了彎道超車。

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國産智能手機方面,經過了十年的不懈努力,國産智能手機品牌全面崛起。無論是從品質、性能、價格等方面都有了質的飛躍,可以與蘋果、三星等外國品牌一較高下。據CANALYS資料顯示,2022年第一季度國内手機市場銷量排名前五的手機品牌中,國産手機已經占據四席,國産手機品牌市場占有率達80%,而且榮耀、OPPO已經反超蘋果手機,占據了銷量榜的冠亞軍位置。

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這些成績的取得,靠的不是一時的心血來潮,也不是跟風湊熱鬧,而是紮紮實實的技術創新與進步的結果。近期,大陸的電池技術又接連取得突破,或将從根源上解決長期被人們所诟病的新能源汽車和智能手機的續航焦慮問題。

什麼是續航焦慮?

續航焦慮從本質上來說就是充電焦慮,無論是新能源汽車還是智能手機,都需要在使用一定時間後為其充電。但是,就目前的充電技術來說,還遠遠達不到人們的使用需求。

比如新能源電動汽車,一旦沒電,就需要到處去找充電樁,即使找到充電樁,可能還需要排隊充電,好不容易排到自己了,也需要再等上大幾十分鐘甚至幾個小時才能把電充滿。這樣一番折騰下來,可能你已經焦躁不安,身心疲憊。

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再比如智能手機,其實也和新能源電動汽車類似,給手機充一次電也需要等上幾十分鐘才能充滿。如果你有手機依賴症,那這幾十分鐘可能會讓你心情沮喪,度日如年。

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那如何解決續航焦慮的問題呢?筆者認為有兩種方法,一是尋找性能更優的充電新材料;二是突破快充技術的瓶頸。

功夫不負有心人。近期大陸在電池技術領域又傳來了三個好消息,終于實作新的突破,下面趕快來分享給大家。

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甯德時代釋出新一代鈉離子電池

據悉,這款鈉離子電池電芯單體能量密度可達160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;而在零下20°C低溫的環境下,仍然有90%以上的放電保持率。

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在正極材料方面,甯德時代采用了克容量較高的普魯士白材料,對材料體相結構進行電荷重排,解決了普魯士白在循環過程中容量快速衰減的核心難題;在負極材料方面,甯德時代開發了具有獨特孔隙結構的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優循環的特性。

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與锂離子電池相比,鈉離子電池具有四大優勢:

1、儲量豐富。

锂在地殼中的含量隻有0.0065%,而鈉約為2.36%,鈉的儲量是锂的360倍。

2、成本低廉。

①磷酸鐵锂正極約6~8萬/噸;而鈉離子化合物價格穩定且低廉,僅為約250元/噸。

②鈉離子電池不需要使用钴、鎳等稀有貴金屬,且鈉離子不與鋁形成合金,還可使用比銅箔更便宜的鋁箔做集流體,材料成本會比锂離子電池降低8%左右。

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3、能量密度媲美磷酸鐵锂。

由于鈉離子電池無過放電特性,允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg,可與磷酸鐵锂電池相媲美。

4、安全性高。

鈉離子電池的電化學性能穩定,具有較高的安全性。通過針刺、擠壓、過充、過放等測試,能做到不起火不爆炸。另外,在運輸環節中,可以實作零伏運輸,有效地降低了運輸風險。

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另外,因鈉離子電池在制造技術方面,可以實作與锂離子電池生産裝置、工藝的相容,生産線可進行快速切換,實作産能快速布局。目前,甯德時代已啟動鈉離子電池産業化布局,2023年将形成基本産業鍊。

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國軒高科研發的半固态電池将實作裝車

在國軒高科第十一屆科技大會上,工研院副院長張宏立表示,360Wh/kg能量密度的三元半固态電池将在今年實作量産。搭載半固态電池的車型,電池容量可達160kWh,續航将突破1000km,零百加速僅3.9s。

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那什麼是半固态電池呢?

半固态電池是指一側電極不含液體電解質,另一側電極含有液态電解質的電池。或單體中固體電解質品質或體積占單體中電解質總品質或總體積之比的一半。

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半固态電池相比與傳統的液态锂離子電池有以下三大優勢:

1、能量密度高。

液态锂離子電池的能量密度上限被公認為300Wh/kg,即便是300Wh/kg也隻是理論值。事實上,國産的純電動車,主流的磷酸鐵锂電池單體能量密度一般在160Wh/kg左右,比亞迪第二代刀片電池單體能量密度為180Wh/kg,三元锂電池的單體能量密度在200Wh/kg左右。

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磷酸鐵锂電池

而固态電池的能量密度很容易做到300~400wh/kg以上,理論能量密度更高達700Wh/kg,是锂電池的2倍。

2、體積小。

傳統锂電池中,僅隔膜和電解液就占據了近40%的體積和25%的品質。而如果換作半固态電解質,正負極之間的距離可以縮短到幾到十幾個微米,這樣電池的厚度就能大幅度降低,顯得輕薄小巧。

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3、柔性化。

半固态電池使用脆性的陶瓷材料,即便厚度薄到毫米級以下後還是可以彎曲的,材料柔性好。另外,半固态電池的輕薄化也使得柔性程度提高,是以,使用适當的材料封裝後,可以經受幾百到幾千次的彎曲而做到性能基本不衰減。

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陶瓷材料

此次國軒高科的半固态電池單體能量密度可達到磷酸鐵锂電池的2.25倍,是比亞迪刀片電池的2倍,比三元锂電池主流産品高出80%左右。這意味着,在同等電池包體積下,電池續航可以延長一倍左右。并且,電池系統的性能更強,加速更快。

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刀片電池

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國産手機品牌realme實作150W光速秒充,打破充電技術天花闆

除了尋找性能更優的充電新材料外,大陸的科研人員也從未放棄對快(閃)充技術的探索。這不,從國産手機品牌realme傳來好消息,在近期釋出的真我GT Neo3手機上,其搭載的閃充技術又有新突破,實作了150W光速秒充,可以讓手機5分鐘充電50%,15分鐘即可完全充滿。這一技術一舉打破了充電技術的天花闆,做到了世界第 一。

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看到這裡,可能有朋友會問,一會兒快充,一會兒閃充,那到底有什麼差別呢?

說到手機快速充電技術,目前市場上主流的快充技術有兩種:一種是以華為、小米為代表的手機廠商使用的快充技術,一種是以OPPO、vivo、realme為代表的手機廠商使用的閃充技術。

國産電池技術取得三大突破,續航焦慮或将成為曆史

先說快充,是通過提升充電電壓,适當降低充電電流來加快充電速度。優點是電流低,相容性強,對手機充電器、資料線沒有太高要求。缺點是高電壓會産生高熱量,導緻手機發熱,對電池壽命影響明顯。

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再說閃充,與快充相反,是通過降低充電電壓,提高充電電流來加快充電速度。優點是熱量集中在充電頭上,手機發熱較輕,安全性較高。而缺點是,因為電流較大,需要特制的充電器與資料線,成本較高。但這一點也不用擔心,因為購機時,一般都會标配充電器和資料線,不需要像蘋果手機那樣再去另外花錢買充電器。

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這裡建議大家認清楚快充和閃充的差別,充電器盡量不要混用,否則有可能導緻手機使用壽命縮短和一些不必要的安全隐患。

GT Neo3搭載了定制的南芯半導體泵快充晶片。采用了全新的4:2大功率充電架構、雙電芯串聯結構設計以及Battery Sense電芯電壓檢測技術,以更低損耗、更低電阻實作150W大功率閃充,同時采用溫控技術,在充電時可以将溫度控制在43℃以下。

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衆所周知,快充和電池壽命相關,目前行業内普遍的标準是電池經過800次的完整充放電循環後,電池有效容量不低于80%即可。但GT Neo3的150W光速秒充将标準翻了一倍,經過1600次完整充放電循環後電池有效容量依舊不低于80%。

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基于以上的優異表現,GT Neo3的150W光速秒充技術還得到了德國萊茵安全快充認證,它擁有獨立充電控制晶片,具有充電異常檢測、一鍵斷電、防反灌電路設計等38道安全防護措施。

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除了先進的150W光速秒充技術外,GT Neo3主打電競遊戲,還配備了一系列的黑科技,比如獨立顯示晶片、120Hz暢速屏 、1000Hz電競操控引擎、GT模式3.0、金剛石冰心散熱系統MAX等等,而且成本效益很高,正值年中618,還有至高300元的優 惠力度。這樣一款手機,就算是你晚上忘記給手機充電,早上利用洗臉刷牙的時間也能把它充滿,可以說完美解決了手機使用者的續航焦慮問題!

國産電池技術取得三大突破,續航焦慮或将成為曆史

以上電池技術方面的三大突破,讓我們對未來新能源汽車和智能手機技術的發展更加充滿信心和期待,相信這不久的将來,續航焦慮問題将真正成為曆史,一去不複返。

#realme真我GT Neo3#

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