廣汽死磕電池技術(shù)，這次又搞出新花樣。

廣汽最新發(fā)布的磷酸鐵鋰電池比刀片電池還強?!

就在今天，廣汽集團在科技日活動上發(fā)布了一款全新的電池產(chǎn)品——微晶超能鐵鋰電池。通過在磷酸鐵鋰電池中引入第二相正極微晶，以及三項創(chuàng)新技術(shù)，改善了磷酸鐵鋰電池的能量密度、低溫、快充、循環(huán)等性能。

現(xiàn)場介紹，廣汽的微晶超能鐵鋰電池可以將磷酸鐵鋰電池的單體質(zhì)量能量密度提升13%，體積能量密度提升了20%。這一電池還改善了磷酸鐵鋰電池低溫性能比較差的問題，將零下20度的容量保持率提升了10%，充電時間也有了25%的提升。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池性能展示

在磷酸鐵鋰電池一貫的優(yōu)勢上，微晶超能鐵鋰電池在循環(huán)4000次之后容量保持率還可以維持在80%以上，電池壽命可以達到150萬公里。這一數(shù)據(jù)甚至超過了比亞迪的刀片電池，目前比亞迪的刀片電池可充放電3000次以上，電池壽命為120萬公里。

從這點來看，廣汽的微晶超能鐵鋰電池的箭頭直指比亞迪刀片電池。

事實上，廣汽集團近些年在動力電池領(lǐng)域累計取得了不少的成績，此前推出的海綿硅負極技術(shù)讓廣汽埃安LX Plus的CLTC續(xù)航成功突破1000公里，而彈匣電池也將電池的安全等級提升了一個新的高度。

最近一段時間，車企紛紛跨界在動力電池領(lǐng)域做布局，廣汽、蔚來等都已經(jīng)計劃自建動力電池產(chǎn)線進行試生產(chǎn)，而廣汽目前在磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和封裝等方面都已經(jīng)取得了一定的成績，這對于其他車企來說也非常值得借鑒。

01.

三大技術(shù)加持 全面提升磷酸鐵性能

與三元鋰電池相比，磷酸鐵鋰電池具備成本低、長循環(huán)、安全性高的優(yōu)點，通過CTC/CTB、CTP等封裝工藝上的革新，其能量密度也能夠得到提升。

因此在2021年，磷酸鐵鋰電池的裝機量達到了154.5GWh，占比為51.7%，再次超越三元鋰電池。

盡管如此，磷酸鐵鋰電池還存在著冬季續(xù)航縮水、快充能力弱、SOC檢測不準和能量密度提升難的缺點，仍然需要一定的技術(shù)革新來解決這些問題。

廣汽的微晶超能鐵鋰電池通過幾項關(guān)鍵技術(shù)的革新，一定程度上緩解了這些問題。在化學(xué)材料方面，廣汽引入了更高容量的第二相正極微晶，在提升能量密度的同時，通過離子多通路分流技術(shù)、陰極電勢能緩沖技術(shù)、OCV三維空間響應(yīng)面重構(gòu)技術(shù)全面提升了磷酸鐵鋰電池的性能。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

離子多通路分流技術(shù)構(gòu)建了通暢的多級鋰離子傳輸通道，使電流密度分布更均勻，從而降低了電池極化，顯著改善了電池快充、低溫性能。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

陰極電勢能緩沖技術(shù)則可以在放電過程中形成微觀電勢能緩沖效應(yīng)，電子像水一樣由勢能高處往勢能低處流，由原來的一級瀑布變成兩級瀑布，正極界面及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到改善，大幅提升循環(huán)穩(wěn)定性。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

OCV三維空間響應(yīng)面重構(gòu)技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在電池管理技術(shù)方面，通過三維空間響應(yīng)面重構(gòu)電池荷電狀態(tài)-開路電壓特性曲線(SOC-OCV)，實現(xiàn)對電池OCV變化的動態(tài)追蹤，實現(xiàn)全生命周期的電池精確管理。

▲廣汽微晶超能鐵鋰電池技術(shù)講解

通過這些關(guān)鍵的調(diào)整，微晶超能鐵鋰電池的單體質(zhì)量能量密度由185Wh/kg提升到了210Wh/kg，體積能量密度由400Wh/L提升到了480Wh/L。

電池在零下20度下的容量保持率由72%提升到了82%，0～80%的充電速度也從34分鐘提升到了26分鐘。

可以說，廣汽的微晶超能鐵鋰電池幾乎將磷酸鐵鋰電池的各項性能都提升了一大截，甚至隱隱比磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域的佼佼者刀片電池還要強，但其實際效果究竟如何，還要等正式裝車交付之后才能看到。

02.

曾改善三元鋰電池 讓車輛續(xù)航破千

去年年底，工信部公布了《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄(2021 年 第 10 批)》，在這份名單中，廣汽埃安申報的新款A(yù)ION LX尤其引人注意。工信部信息顯示，該車工況續(xù)航里程達到1008km。

憑借這樣的續(xù)航表現(xiàn)，新款A(yù)ION LX的續(xù)航能力成為全球已發(fā)布車型中的第一名，并且也已經(jīng)達到了量產(chǎn)狀態(tài)。

▲廣汽埃安官方發(fā)布的海報

而能夠取得這樣的成績，也離不開廣汽海綿硅負極技術(shù)。

在動力電池領(lǐng)域，只有提升電池的能量密度才能夠獲得更多的續(xù)航里程和更強的性能，而為了提升電池的能量密度，車企一般都會選擇在正極材料方面發(fā)力。

三元鋰電池的能量密度本身就優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，在正極材料中提升鎳含量則能進一步提升能量密度，所以目前電池正極中鎳含量超過80%的NCM811三元鋰電池基本是量產(chǎn)電池中的能量密度天花板。

而鎳越多，則電池的穩(wěn)定性就越差，因此再往正極材料方面進一步發(fā)力的空間已經(jīng)很小了。但目前所有的鋰電池的負極基本上都是石墨，且負極質(zhì)量占比也有40%，提升負極材料也能進一步提升電池的性能。

往負極材料中添加硅元素是行業(yè)共同努力的一個方向，石墨的理論比容量為372mAh/g，而硅基負極的理論比容量高達4200mAh/g，也就是說，同樣的重量硅負極可以容納更多的鋰離子，電池也就具備了更強的性能。同時，硅元素在自然界也大量存在，價格并不算高。

但硅元素同樣也存在缺點，硅基并不穩(wěn)定，很容易出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，完全采用硅負極的電池體積可以膨脹360%，這顯然無法用于汽車。

為了保證負極的穩(wěn)定性，業(yè)內(nèi)通用的做法是往石墨負極里添加硅元素，這樣做的好處是既可以發(fā)揮硅元素比容量高的優(yōu)點，還可以保證電池負極的穩(wěn)定性。話雖如此，但這項技術(shù)卻并非可以輕易實現(xiàn)。

廣汽埃安采用了“納米復(fù)合硅技術(shù)”“自修復(fù)粘結(jié)劑技術(shù)”“梯度復(fù)合涂布技術(shù)”等，讓電池內(nèi)部的硅負極片像海綿一樣柔軟有彈性，使硅在充放電過程中的膨脹和收縮被限制和緩沖，不會碎裂。同時，也像海綿吸水一樣，讓硅負極發(fā)揮大容量的優(yōu)勢，儲存更多的能量。

▲廣汽科技日上正式發(fā)布海綿硅負極片技術(shù)

不過，這距離電池完全可用還差關(guān)鍵一步。據(jù)悉，鋰電池在首次充電的時候，會在負極形成一層固體電解質(zhì)相界面(SEI)膜，這個過程將會損耗掉一批鋰離子，在石墨負極電池中，這個損耗并不算大，為5～10%左右;但在添加了硅元素之后，比例會有所提升，甚至可以達到35%。

為了彌補掉這部分損耗，一部分電池企業(yè)會選在摻硅元素的同時補充鋰元素，這也就是所謂的“摻硅補鋰電池”。而這項技術(shù)則是廣汽埃安1000公里車型的最終秘密。

03.

改善封裝技術(shù) 還打算自產(chǎn)電池

在電池安全方面，廣汽自研了彈匣電池，采用了超高耐熱的穩(wěn)定電芯，在電芯之間采用了超強隔熱電池安全艙。無論是搭載三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，均可以通過整包的針刺試驗。

▲廣汽彈匣電池的針刺測試結(jié)果

除此之外，廣汽集團還在今年3月份正式開始建設(shè)電池試制線，已經(jīng)投資了3.36億元。

自研電池試制線項目整體占地面積約10500平方米，包含了從漿料制備到電池包完整的電池全流程生產(chǎn)工序以及材料研發(fā)、理化測試、電性能實驗室，海綿硅負極片電池在內(nèi)的廣汽埃安自研電池將在此條試制線實現(xiàn)自主生產(chǎn)。

不過，本次自研電池試制線項目投建的電池電芯生產(chǎn)線是儲備自研電池量產(chǎn)工藝技術(shù)，之后再啟動量產(chǎn)線建設(shè)。

整體來看，動力電池為廣汽集團“中子星戰(zhàn)略”的重要組成部分，在未來或許還會有更多動力電池方面的技術(shù)發(fā)布。

▲廣汽研究院院長吳堅介紹“中子星戰(zhàn)略”

04.

結(jié)語：廣汽正全力布局新能源

廣汽在確定要大力發(fā)展新能源汽車之后做了很多工作。在品牌方面，2020年廣州車展上正式將埃安品牌獨立出來。

在技術(shù)方面，陸續(xù)發(fā)布了彈匣電池、海綿硅負極片、微晶超能鐵鋰電池等技術(shù)，將動力電池的安全性、能量密度等都做了一個不小的提升。

而隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展，廣汽集團或許也會展示出更多的重磅產(chǎn)品。

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