針對動力電池的日曆和循環壽命與車不同壽命的問題,基於本徵研發和運營創新,蔚來推出15年長壽命動力電池解決方案。圖爲蔚來創始人、董事長李斌(右)在發佈會現場回答記者提問。

作爲較早“喫螃蟹”的新能源車主,家住北京的馬易斌在2018年購買了一臺純電動汽車。近6年的時間裏,他感覺這臺車的續航里程在一點點縮短。“一開始以爲是溫度或者用車習慣導致的,後來才知道是電池用久後發生了衰減。”

馬易斌遇到的情況並非個例。通常情況下,新能源車電池質保期基本爲8年。統計數據顯示,從2025年到2032年,累計將有近2000萬輛新能源車電池質保到期,這些車主將面臨動力電池脫保、“車電不同壽”以及電池更換成本高昂等難題,解決電池壽命問題已刻不容緩。

“作爲新能源汽車最核心的零部件之一,業內對動力電池的關注焦點開始從續航、安全和成本等方面轉移到壽命上來。”談及這一話題時,蔚來創始人、董事長李斌對記者說,“2024年是一個非常重要的時間點,需要制定一個對用戶、產業、整個社會更好的電池壽命方案。”

3月14日,蔚來長壽命電池戰略溝通會在北京舉行,針對動力電池的日曆和循環壽命與車不同壽命的問題,基於本徵研發和運營創新,蔚來推出15年長壽命動力電池解決方案,引來不少人的關注。

李斌介紹,電芯的正極材料在長期高電壓使用條件下,會導致正極材料產生相變,穩定性降低,影響電池壽命。蔚來電池團隊通過多元素分子級調控增加材料結構穩定性,讓電芯正極材料的結構穩定性提升22%,過渡金屬溶出率降低43%,顯著提升了電芯的循環和日曆壽命。

“負極材料在長期充放電過程中反覆膨脹和收縮,石墨的微結構會發生形變。”李斌解釋道,蔚來電池團隊通過體相介孔結構設計和包覆層的納米級優化,使得負極石墨材質的均一性和緻密度提升了50%、內部孔隙率從0.19%提升至3.35%,降低了脫嵌鋰過程中的“呼吸”應力,大幅度抑制了負極造成電池衰竭的問題,讓電芯具有快充能力的同時,又滿足更長壽命能力的需求。

需要注意的是,“電解液衰竭”同樣是電池壽命降低的原因之一。對此,蔚來引入新型雙鹽體系,自研HPSE(高熵低阻快離子)電解液應用自主合成添加劑材料,調整溶劑比例,最終實現電芯內部化學體系的安全、快充和循環壽命之間的平衡。

記者瞭解到,目前蔚來在電池研發方面,已具備材料合成、電芯試製、系統組裝、驗證測試全棧研發能力,擁有整車廠中規模最大的電池研發實驗室。實驗室超過兩萬平方米,擁有先進材料、理化測試等6大技術實驗室,3128個電芯測試通道和超過80臺高精度材料理化表徵設備。蔚來在材料、電芯、系統、軟件、雲端策略已擁有1,435項科技專利,其中電池壽命相關專利達104項。

“除了在電池研發領域加大投入力度外,蔚來此前的實踐已經證明,通過換電運營,降低日常惡劣工況的影響是提升動力電池壽命的有效途徑。”李斌透露,蔚來在行業內首個建立全生命週期電池健康運營系統,實現對溫度、強度、頻度三大影響電池壽命工況全覆蓋,基於對動力電池大數據的運營和調度,進一步提升換電體系動力電池壽命。

數據顯示,動力電池的最佳充放溫度通常在15-35℃之間,溫度的劇烈變化對電芯化學元素有不可逆的傷害。而蔚來的換電站自帶水冷系統,電池存放和充電溫度始終保持在15-30℃範圍最佳值;“電池溫牀”能夠在10分鐘內將電池從零下20℃的嚴寒或50℃的酷暑環境中升溫或降溫調節到電池的最佳溫度。

此外,長期高倍率快充,同樣對電芯會有不可逆的傷害,對動力電池壽命有着明顯的影響。針對這一問題,蔚來自研的業內首個車雲結合動力電池包保養算法,可以實現對每塊電池充電情況的監測,並在換電站通過功率控制進行充電強度的均衡調節。

“截至目前,蔚來換電體系已完成817萬次雲端電池檢測,78萬次電池保養式充電,保證電池的整體狀態,降低頻繁高倍率快充對電芯使用壽命造成的影響。”李斌補充說。

需要注意的是,基於用戶用車習慣的不同,以及地域差異等因素導致的電池使用頻度差異,蔚來通過換電運營策略動態調整使用頻度,將每塊電池都調節在里程健康值範圍內,實現每塊電池都處在最佳工作頻度區間,延長電池使用壽命。

李斌坦言,對於新能源汽車而言,電池壽命問題一定要考慮得長遠,因爲一輛車報廢需要很長的週期。“如果企業不在技術上提前做好準備,動力電池未來可能會成爲用戶很大的負擔。”他表示,即便當前新車車主尚不用面對,但在新能源車二手車市場發展壯大的過程中,選購二手車甚至三手車的用戶,將不得不重視動力電池壽命問題。

因此,面對電池衰減這一行業難題,蔚來並沒有選擇單打獨鬥,而是與寧德時代簽署框架協議,雙方將基於蔚來換電場景需求,推動長壽命電池研發創新。

在動力電池領域,寧德時代已積累了緩衰減、人工SEI膜及補鋰等長壽命核心技術。此次合作,蔚來與寧德時代將圍繞長壽命電池領域研發開展共同探討,聯合技術攻關,促進技術創新,實現產品應用,優先推進換電場景下長壽命電池方案落地。

按照規劃,寧德時代將爲蔚來規劃及開發更長壽命的電池系統,應用於後續車型,進一步提高服役壽命。雙方將通過在長壽命電池領域建立技術合作關係,成爲長久、穩定、共贏的合作伙伴。

有分析指出,通過此次合作,蔚來與寧德時代將共同推動長壽命電池技術加速發展和普及,進一步促進新能源汽車產業和市場的健康、持續向上。

“基於動力電池材料的本徵研發及運營創新,蔚來提出長壽命電池技術與運營目標:動力電池使用15年,健康度依然≥85%,里程無憂。”李斌總結說,“長壽命電池+換電運營”的模式,讓用戶不需要承擔動力電池過保後因電池衰減而產生的高昂更換成本和車價貶值。同時,電池壽命的延長也有助於提升原材料的使用效率,助力社會可持續發展。

中青報·中青網記者 張真齊 來源:中國青年報

來源:中國青年報

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