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电池迎来重大升级!寿命提升5倍,新能源车或将告别续航焦虑


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最近几年,马路上的新能源汽车越来越多。不管是城市里通勤代步,还是节假日长途出行,选择电动车的家庭一年比一年多。但只要聊到买车这件事,很多人心里还是有两个跨不过去的顾虑。第一就是续航打折,尤其是冬天低温,一开暖风,表显里程直接往下掉,跑远路心里一直悬着;第二就是电池耐用度,担心车子开个五六年,电池容量衰减,到时候换电池的花费很高,车直接不值钱。

不少原本打算入手新能源车的朋友,就是卡在这两个问题上,最后转头选了燃油车。已经开上电车的车主,日常用车也处处小心翼翼,不敢频繁快充,电量不敢用太低,就怕电池提前老化。大家一直都在盼着,电池技术能有实质性突破,把这两大痛点解决掉。

网上时不时就会爆出各种新型电池的消息,很多宣传看着十分诱人,但是仔细深挖就会发现,不少技术还停留在实验室阶段,距离真正装车量产,中间还有很长的工程路要走,短时间普通消费者体验不到。

而这次要聊到的电池升级方案,不是单纯停留在实验室的概念样品,已经进入实车测试阶段。这项技术最核心的亮点,就是电池循环寿命相比当前主流的车用锂电池提升大约5倍。一旦后续大规模量产并且装车,新能源车电池衰减快、更换成本高这两个难题,会得到很大程度的缓解,很多车主头疼的续航焦虑,也有机会慢慢减轻。

这里先用大白话解释清楚,到底什么是电池循环寿命,很多人一直都理解错了。一次完整的电池循环,并不是插一次充电枪就算一次。举个例子,一块电池总容量是60度电,这次开车消耗30度,然后充满电;下次再用掉30度,再次充满,这两次充电合在一起,才算完成一次完整循环。

现在市面上家用新能源车,主流的两种电池,三元锂电池常规循环次数大约在1000到1500次完整循环;磷酸铁锂电池会更好一些,普遍可以做到3000次左右。按照普通家庭每年一万多公里的用车里程估算,一块磷酸铁锂电池,正常使用8到10年之后,容量衰减到80%以下,就达到需要检修或者更换的节点。

而这次升级后的新型电池,循环寿命可以达到15000次上下,刚好是现有磷酸铁锂电池的5倍。同样按照普通家用车的使用强度来估算,电池稳定可用年限可以拉长到三四十年。现实当中,绝大多数私家车,都开不到三四十年,很有可能车辆到报废年限的时候,电池依旧保留不错的容量。单看这一组数据,就能明白这次技术升级带来的改变有多大。

看到这里,很多人第一反应会产生疑问:既然电池寿命提升了5倍,是不是以后开电车,完全不用担心电池衰减?这里我们不能把话说得太绝对。循环寿命的数值,是在实验室稳定环境测试得出的结果。我们日常开车,气温高低、充电方式、快充使用频率、长期停放的电量状态,都会实实在在影响电池老化速度。实验室的数据只能作为参考,不等于在复杂的真实用车环境下,能完全达到一模一样的效果。

接下来,很多车友好奇,这项新技术,到底是通过哪些改进,实现寿命大幅度提升?不用难懂的化学术语,简单讲清楚原理。现在锂电池在反复充放电之后出现老化,主要来自几个方面:多次充放电,电池内部的电极材料慢慢破损;电解液发生多余的化学反应,在电极表面堆积沉积物;低温环境或者大功率快充的时候,容易析出锂金属,破坏电芯内部结构。

这套新的改良方案,主要从三个方向同步优化。第一,调整正负极材料配方,改良材料内部微观结构,反复充放电过程中,材料不容易开裂、坍塌。第二,采用稳定性更强的新型电解液,减少充放电过程里不必要的副反应,降低电芯内部损耗。第三,重新设计电芯内部结构,大电流充电的时候,锂离子移动会更加均匀,减少析锂的概率。

它不是单独改动电池某一个部件,而是材料、电解液、内部结构一起优化。除了寿命变长之外,还附带一些额外优势。在同等电池容量前提下,电池热稳定性更好,高温暴晒环境下,安全表现更强,同时可以支持更高功率快充,频繁快充带来的老化速度,会比现在的电池慢很多。

讲到这里,大家最关心两个问题:第一,电池寿命提升5倍,单次充电续航里程会不会跟着翻几倍?第二,搭载这款电池的新车,我们什么时候能买到?

先说续航里程。很多人会自然而然认为,寿命翻5倍,续航里程也会大幅上涨,其实这个理解并不准确。这项技术主攻方向,是提升循环寿命和电池稳定性,并不是大幅度提高能量密度。能量密度决定车辆一次充满电能跑多远;循环寿命,决定这块电池能用多少年。

这款新型电池的能量密度会有小幅提升,但是不会出现成倍暴涨。简单来说,同样大小的电池包,新车续航可能增加几十公里,不会直接从500公里直接跳到上千公里。这项技术解决的核心痛点,不是单次充电能跑多远,而是延缓电池衰减。以往电车开五六年,实际续航缩水一大截的情况,会明显减少。一台车开十年,电池的实际续航依旧接近新车水平,这才是这项技术最大的价值。

再说说量产时间。实验室样品测试成功,不等于马上大批量生产装车。一款车用动力电池,要经过大量安全测试、高低温耐久测试、整车匹配调试,还要改造生产线,整套流程走完,需要不少时间。行业内比较理性的预判,小规模试装车,可能会在未来两三年出现;真正大规模普及,大概率要等到5年左右。

新技术落地初期,生产成本不会很低。刚刚搭载这款电池的车型,售价不会立刻下降很多。只有产能持续扩大,生产线工艺成熟之后,成本才会慢慢降下来。就像早年磷酸铁锂电池刚推广的时候,成本偏高,等到产量做大,价格才出现明显下滑。

下面我们聊一聊,如果这项技术大范围普及,会给普通车主带来哪些实实在在的改变。

第一,新能源二手车保值率会提升。目前新能源车保值率普遍低于燃油车,电池就是最主要的拖累。很多人不敢买二手电车,就是害怕电池老化,后续换电池需要花费好几万。如果电池寿命大幅延长,车辆开到报废,电池依旧状态良好,二手市场买家的顾虑会减少,二手新能源车的价格会更加坚挺。

第二,车主面临的电池更换压力大幅降低。现在车企的电池质保,大多是8年或者15万公里,质保期内,非人为原因电池衰减到标准以下,可以免费维修更换。但是一旦超出质保期,自费更换整套电池包,费用大多在5万到10万区间。很多老电车,整车残值甚至还没有电池包贵。这种长寿命电池普及之后,绝大多数私家车,在整个用车周期里面,都不需要自费更换电池。

第三,充电的时候不用过度小心翼翼。现在很多电车车主,用车有不少限制,尽量少用快充,优先慢充;电量不能用到很低,也不要每次都充满,全部都是为了保护电池,延缓衰减。新电池抗老化能力更强,日常短途出行,频繁快充对电池的损伤会变小很多。当然,这不代表可以毫无顾忌地使用电池,保持良好的充电习惯,依旧能优化使用体验,只是不用像以前那样处处约束自己。

第四,储能行业也会迎来利好。电池除了装在汽车上,大量大容量电池还会用在储能电站。储能电站需要电池反复充放电,对于循环寿命要求非常高。长寿命电池普及之后,储能设备的使用周期拉长,摊薄单位用电成本,间接也会对我们日常用电带来影响。

当然,任何新技术都不可能只有优点,没有短板。客观来看,现阶段这项技术依旧存在不少难题。

首先,生产工艺要求更高。新的材料体系,对生产车间洁净程度、加工精度要求提升,改造原有生产线,需要投入巨额资金。短时间内很难快速建成巨大产能。没有足够产能,就没办法快速压低电池的生产成本。

其次,低温性能依旧存在瓶颈。就算电池使用寿命变长,到冬天低温环境,锂离子活性下降,新能源车续航打折这个物理特性,没有办法完全消除。长寿命不等于不怕低温。冬天开暖风续航缩水的问题,只能依靠整车热管理系统优化改善,单单依靠电池材料,无法彻底解决。

还有,长期安全性能,还需要更长时间验证。虽然短期实验室测试,安全表现不错,但是电池装车之后,要面对路面颠簸、夏天暴晒、底盘磕碰、十几年长期老化等各种复杂场景。长达十几年的长期安全稳定性,还需要持续积累实车运行数据。不能只凭借短期测试数据,就断定完全不存在安全隐患。

很多人容易把这款长寿命改良锂电池和固态电池弄混,这里简单区分,避免被网上的信息误导。固态电池,核心改动是把液态电解液换成固态电解质,主打超高能量密度,实现超长续航,属于另外一条技术路线。本篇介绍的升级电池,仍然属于液态锂电池改良,并不是固态电池。两者技术方向不一样,研发难点、商业化落地时间都不相同。固态电池想要实现商业化普及,时间会比这款长寿命电池更晚。

最近一段时间,网络上各种电池新技术消息层出不穷,不少自媒体喜欢放大宣传,动不动就宣称颠覆整个行业,新车续航突破两千公里等等。在这里提醒大家,看这类技术新闻,一定要分清三个阶段:实验室研发、样品测试、量产装车。

实验室里面的测试条件十分理想,放到真实的日常用车环境,效果会打折扣。样品测试成功,代表技术方向可行,但是距离大规模生产,还有大量工程难题等待解决。只有车企正式官宣车型搭载,新车正式上市售卖,才代表这项技术真正走进普通人的生活。在此之前,不要轻信夸大的宣传,不要因为看到新技术新闻,盲目推迟购车计划。

站在准备买车的普通人角度,聊聊现阶段应该怎么选车。如果近期打算购车,不用死等这项新技术落地。距离大规模普及还有好几年时间,当下买车,优先选择技术成熟稳定的车型,重点看电池种类,还有厂家给出的电池质保政策。

不管是现在在用的电池,还是未来新款长寿命电池,几个基础养护办法依旧适用。尽量不要长时间满电存放车辆;夏天车子暴晒之后,不要立刻使用大功率快充;尽量不要把电量耗尽再充电;开车注意保护底盘,避免磕碰损伤电池包外壳。这些操作,都可以减少电池损伤,所有锂电池都适用。

还有很多人关心的衍生问题:电池寿命大幅延长,会不会改变动力电池回收行业?现在车用动力电池,寿命到达之后,会送到回收企业,拆解提取锂、钴、镍等金属原材料。如果车用电池可以使用三四十年,退役电池流入回收市场的周期会被拉长。短期来看,回收企业的原料供给会变少。但是容量衰减到80%以下、不再适合装车的电池,还可以梯次利用,放到储能电站、低速设备上继续发挥作用。一块电池分多个阶段发挥价值,资源利用率会变得更高。

新能源车发展这么多年,大家讨论最多的,一直都是续航里程、充电速度。随着充电基础设施持续完善,城市、高速充电桩越来越多,续航焦虑已经在一点点缓解。往后,电池使用寿命、车辆全周期用车成本,会变成大家买车更加看重的因素。以前大家买电车,相当于购入一台搭配有固定寿命电池的车;当电池寿命足够长,电池和整车使用年限基本同步,电动车的使用逻辑,会更贴近燃油车。买车的时候,不用额外预留一笔未来更换电池的费用。

很多人担心,未来电池技术更新太快,现在买的车很快就落后。技术迭代本身就是必然现象,汽车、手机这类产品都是如此。手机每年都会推出新款,但不代表当前在用的手机没法正常使用,汽车也是同一个道理。新技术会带来更好的用车体验,但是现在成熟在售的车型,依旧可以稳定代步。买车最重要的,是匹配自己当下的出行需求,不要一味等待新技术。

充电基础设施建设,也会和电池技术互相配合。就算电池本身性能再强,如果充电桩数量不足,节假日充电排队的问题依旧会存在。所以新能源车普及,不能单单依靠电池升级,充电桩铺设、电网改造、车辆维修服务体系,都需要同步建设。电池技术只是其中一环,整套配套全部跟上,才能真正彻底打消车主的用车顾虑。

读到这里,我们总结全文核心内容。这次电池升级,核心突破是循环寿命提升约5倍,可以大幅度延缓电池容量衰减,降低车主后期自费更换电池的风险,改善新能源车二手车保值率。但是这项技术不会马上上市,能量密度提升幅度有限,没办法彻底解决冬季续航缩水,它也不等于固态电池。我们理性看待科技进步,不盲目吹捧,也不要全盘否定。科技的发展大多循序渐进,很少一步到位的颠覆性产品,更多是一点点改良迭代。

话题讨论

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