寧德時代發佈麒麟凝聚態電池,最高續航1500公里,鈉新電池年底量產

4月21日,寧德時代Tech Day超級科技日帶來四大產品的全新技術進展及補能生態——第三代神行超充電池、第三代麒麟電池、麒麟凝聚態電池、第二代驍遙超級增·混電池、鈉新電池,以及超換一體解決方案+超換共享網路。

第三代神行超充電池,常溫環境下從10%到98%僅需6分鐘;第三代麒麟電池能量密度達280Wh/kg,能實現1000公里續航;麒麟凝聚態電池將續航提升至1500公里,進一步實現續航里程的新突破;第二代驍遙超級增·混電池純電續航達600公里;鈉新電池則將實現鈉離子材料體系從技術突破走向規模化量產。

#01

第三代神行超充電池:滿電只需6 分鐘

作為充電速度最快的電池,第三代神行超充電池擁有等效10C的充電功率。常溫狀態下從10%充到35%,只需要1分鐘,從10%充到80%,只需要3分44秒,從10%充到98%,只需要6分27秒。而且在零下30℃的極寒環境,從20%充到98%,也只需要9 分鐘。

更重要的是,第三代神行超充電池在提升充電效率的同時能控制電芯產熱、降低能量損耗,使超充與長壽命不再互斥。即使全部使用超充,依然能夠實現1000次循環後保持90%SOH(電池健康度)。

那麼它是怎麼做到全程超充,不損傷電池的?

寧德時代深知困擾充電問題的最大難點從來不是涓流,而是溫升。如果控制不住內阻和溫升,補能越快,風險越高,壽命越短。電池每升高 10℃,內部的副反應速率大概會增加2倍,這對壽命影響非常大。而所謂的涓流很重要的原因就是電池溫度高了,只好把電流降下來降溫,這就是所謂的“涓流充電”。

所以,寧德時代選擇通過降產熱、強散熱、提精度來提升電池壽命。因為充電的快慢,是由充電功率決定。同樣的電壓下,電流如果越大,充電就越快。但根據焦耳定律Q=I²RT,電流越大,電池的發熱量就會呈平方級的暴漲。假如內阻保持不變的情況下,靠提升電流來縮減時間根本無法彌補溫升。因此,想要提高充電速度,又不增加產熱,核心路徑就是降低電池的內阻。

為此,寧德時代從材料基因層級,對電池進行了從內到外的系統重構,最終把磷酸鐵鋰電芯的平均內阻做到了全球最低的 0.25 毫歐,只有行業其它超充電池的50%。

#02

麒麟凝聚態電池:實現1500公里續航

在2023年,寧德時代發佈了凝聚態技術,能量密度高達500Wh/kg,這項技術最初的應用目標,是載人航空電動化的全新場景。目前,該項技術已在4噸級商用飛機完成首飛驗證,即將在8噸以上商用飛機上進一步展開驗證工作。

此次,寧德時代首次將電動飛機電池的凝聚態技術應用到了乘用車領域的第三代麒麟電池上。通過對電解液體系、正負極材料的重構,麒麟凝聚態電池帶來了乘用車動力電池的兩大突破。

第一是,能量密度達到350Wh/kg、760Wh/L,把傳統電芯的能量密度的上限拉高了近一倍。續航達1500km,不是靠簡單的堆電池,而是在高能量密度下帶來的收益,同時把電池進一步做到輕薄。

第三代麒麟電池已經能做到電芯能量密度280Wh/kg,續航1000km,而麒麟凝聚態電池將續航里程再度提升,達到1500km續航。正是因為凝聚態電池採用了專用高鎳正極和新型低膨脹矽碳負極技術,將能量密度提升了50Wh/kg,與此同時,還首次將航空級的鈦合金材料應用到了電池的殼體上,相比常規鋁殼,厚度降低了60%,重量減輕了30%,單位強度提升3倍,同時能量密度又提升了20Wh/kg!再利用高鎳正極、矽基負極方案,搭配鈦合金材料,寧德時代將麒麟凝聚態電池的能量密度做到了350Wh/kg、760Wh/L。相比於當前行業量產最高能量密度的磷酸鐵鋰電芯200Wh/kg,凝聚態電池比它提高了75%。相當於麒麟凝聚態電池比同樣1500km續航的磷酸鐵鋰電池,重量輕400KG,電池倉體積減少225L。

第二是,凝聚態電池將傳統電池內的液態電解液,升級為凝聚態電解質,類似果凍的形態。從源頭實現了“無液可漏、無液可燃”。

首先,電解質的“包裹”屬性——像瀝青一樣的粘塑性使電解質包裹並牢牢抓住正負極顆粒,避免極片膨脹後被大量擠出導致漏液的問題;

其次,電解質基因是“不易燃”的材料,受熱後會產生阻隔氧氣的緻密保護膜,切斷燃燒路徑;

凝聚態電解質的“包裹”屬性和“不易燃”基因,從源頭上解決了"漏液→短路→起火"這條最經典的電池事故鏈。

#03

鈉新電池:年底量產

寧德時代鈉離子電池技術的研發,在2016年就已啟動。開發了自截至2025年,累計投入近百億元,研發測試電芯近30萬顆。目前寧德時代鈉新電池已經做到純電續航400km以上、能量密度最高可達175Wh/kg、-50℃的極寒中穩定放電等性能。

鈉電和鋰電有相同之處,但也有很大的不同。相同之處是,鈉電相當於用鈉代替鋰做電芯,結構和鋰電差不多,但更便宜、更安全,低溫性能更穩定,能量密度和磷酸鐵鋰一樣。不同之處是,鈉電工程化量產有四大難點。

一是,材料和極片易引水:寧德時代從源頭創新設計成疏水材料,生產過程通過動態智能控制環境溫度和氣壓,打破水分子動態平衡,實現極致脫水,將水含量降低至200ppm以下。

二是,硬碳漿料製備的產氣:寧德時代原創了埃米級孔徑調控與表面分子鎖水技術,攻克了行業鈉電極片製備的頑疾。就像把充滿氣孔的磚頭丟到水裡,氣體會從表面溢出,而寧德時代的技術,相當於給磚頭加了釉質,把磚頭就變成了瓷磚,不再產氣。

三是,鋁箔基材與硬碳粘接困難:寧德時代自研雙極性功能塗層,實現漿料與鋁箔基底的高效浸潤與強力結合,讓介面附著力與塗布均勻性實現跨越式提升。

四是,自生成負極技術的鈉金屬沉積介面一致性:寧德時代創新適應動態化成系統,通過動態疏導副反應氣體、精準控制極片應力,進行奈米級塑形,從而獲得均勻穩定的介面,實現規模化量產。

鈉新電池實現量產的背後是寧德時代解決了上百條工程化問題後的結果,使鈉電邁入了關鍵的量產階段。目前已經有部分項目落地,正在做規模量產準備工作。將於年底,正式規模化量產。 (第一電動汽車網)