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快充車型進入20萬元價格帶，鐵鋰系快充電池裝車有望提速。
隨著新能源汽車滲透率朝40%邁進，電動化也正式開啟了“下半場”的競逐。
多家車企一致判斷，繼純電車續(xù)航突破500公里之后，其產(chǎn)品力的核心將從“長續(xù)航”向“補能快”轉(zhuǎn)變。具體到動力電池上，則主要通過提高能量密度和提高快充倍率來實現(xiàn)。疊加上車企對于提高競爭力和利潤率的雙重訴求愈發(fā)迫切，雖然磷酸鐵鋰電池在近兩年由于相較三元鋰電池更具成本優(yōu)勢，已成為動力電池裝車的主力，但仍需要不斷補齊自身在綜合性能方面的短板，以跟上終端需求的最新變化。
高工鋰電梳理發(fā)現(xiàn)，快充車型將在2024年迎來集中上市，價格方面則從30萬元起向下突破至20萬元以內(nèi)區(qū)間。零跑、小鵬、哪吒、長安、廣汽埃安等，都已有20萬元以下快充車型的發(fā)布計劃?？斐滠囆蛢r格帶的下探，意味著其對于成本控制的要求將更為嚴苛。此背景下，價格優(yōu)勢顯著的鐵鋰系快充電池也將迎來更大發(fā)展空間。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，鐵鋰版本快充車型的成本增加，約是三元版本的一半。
2023年以來，以寧德時代、蜂巢能源等為代表的電池企業(yè)已紛紛布局鐵鋰系快充電池。
去年8月16日，寧德時代發(fā)布業(yè)內(nèi)首款磷酸鐵鋰4C超充電池“神行電池”，可實現(xiàn)“充電10分鐘，續(xù)航400公里”，并達到700公里以上的續(xù)航里程。去年12月12日，蜂巢能源發(fā)布“蜂速”超快充磷酸鐵鋰短刀電池，覆蓋L400-L600短刀尺寸，充電范圍3C-4C，電壓范圍覆蓋400V-900V，適用于A0-C級車型。電池企業(yè)之外，對自身產(chǎn)品需求更為明確、且選擇了自研電池的車企，也加入了鐵鋰系快充電池的研發(fā)。去年12月14日，極氪汽車正式推出“金磚電池”，充電15分鐘續(xù)航可以增加500km，采取短刀電芯的結(jié)構(gòu)，主打高達83.7%的體積利用率，已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)下線。
鐵鋰系快充電池得以相繼推出，離不開產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)在技術(shù)上的創(chuàng)新與突破。理論上，磷酸鐵鋰作為正極材料在導(dǎo)電率上的表現(xiàn)并不如三元鋰，因此也造成了鐵鋰電芯在快充時易發(fā)熱、續(xù)航壽命降低的問題。
對此，企業(yè)的改進思路主要圍繞著磷酸鐵鋰材料納米化、提高鋰離子脫出效率展開。如寧德時代主要通過開發(fā)充分納米化的正極材料、并搭建“超電子網(wǎng)”，以加速鋰離子從正極脫出。蜂巢能源磷酸鐵鋰快充短刀電芯則通過填充超細納米顆粒，提升壓實密度、增加接觸面積，實現(xiàn)內(nèi)阻的降低；并結(jié)合先進的摻雜包覆技術(shù)來提升導(dǎo)電率。
負極材料環(huán)節(jié)，創(chuàng)新則主要通過增加鋰離子與負極表面的接觸面積、接觸速率來實現(xiàn)。例如，寧德時代研發(fā)出“二代快離子環(huán)技術(shù)”，對負極石墨表面進行改性，增加了鋰離子嵌入通道、同時縮短嵌入距離，通過提升鋰離子嵌入負極的效率來提升充放電倍率。蜂巢能源自研創(chuàng)新材料表面修飾技術(shù)，將一次二次顆粒搭配使用來提升鋰離子擴散速度，最終可實現(xiàn)吸液速度提升30%。
電解液環(huán)節(jié)，降低電解液濃度可提升電導(dǎo)率；對超薄SEI膜的優(yōu)化，則能夠進一步降低傳導(dǎo)阻力。
值得注意的是，一直以來電芯往往需要犧牲帶電量來換取倍率的提升。但蜂巢蜂速電池、極氪金磚電池致力于提高電芯體積利用率的方式以確保帶電量，實現(xiàn)對于電池續(xù)航里程的基本保障。
可以看出，通過材料體系的創(chuàng)新，磷酸鐵鋰電池的上限得到了本質(zhì)提升；也實現(xiàn)了快充電池對低成本、長續(xù)航、高安全性等性能的兼得，推動動力電池的全面改善。
量產(chǎn)進度方面，寧德時代、蜂巢能源的鐵鋰系快充電池將于2024年開啟量產(chǎn)。擁有“自產(chǎn)自銷”優(yōu)勢的金磚電池則會在本月27日發(fā)布的極氪007上首發(fā)搭載。
高工鋰電了解到，其他電池企業(yè)，如力神電池等也正在不斷推進磷酸鐵鋰快充電池體系的建立。力神已開發(fā)出峰值4C的L194方形磷酸鐵鋰快充電池，二代4.5C產(chǎn)品可適配800V高壓快充平臺，已進入研發(fā)階段；能量密度達195Wh/kg的L300方形磷酸鐵鋰快充電池二代已產(chǎn)出A樣，快充電池將進一步達成“快充+長續(xù)航+高安全”的全面提升。
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