智己半固態電池,雖然有準900V高壓,但充電速度不如理想?

智己L6的固態電池版,預售不超過33萬元。

在蔚來的150kWh電池包上車之後,智己的133kWh固態電池,也隨着智己L6的上市給裝車了。關於發佈會,有幾個關鍵詞,包括了21000轉電機、準900V快充、133kWh固態電池、CLTC純電1000km、底盤空懸+CDC、後輪轉向以及支持蟹行模式。

當然,我們關心的重點,不是準900V也不是底盤空懸和蟹行模式這些並非技術突破的配置,雖然這些也是不錯的技術產品。但重點,是這臺車的電池包,官方宣傳口徑這塊電池包是“固態電池”。具體的電池包以及車型的信息,是,用着雙電機的四驅車型,也能一次續航跑1000km以上;而且電池包容量是133kWh(看數據是比蔚來150kWh那塊電池,好一些)。

那麼,智己的這塊固態電池,技術含量高麼?又是不是真的全固態?

如今的固態電池,還只是個實驗室產品,仍然存在很多的問題,比如固態電解質的離子電導率遠低於液態電解質,還有電池的高阻抗也影響着鋰離子的傳輸效率。這些,都是會導致電池內阻加大,充放電循環次數也就是壽命低的因素。

智己推的這塊固態電池,有什麼技術看點?

發佈會沒講出關於固態電池包特別多的信息,但可以從兩個重點開始說起,第一個是超高鎳正極材料,第二個是新的複合碳硅負極。不完全統計,上汽至少有6個關於固態電池的專利技術,然後其中有一個是關於高鎳正極材料的,裡面提到了關於NCM811的實施案例,而且發佈會上也並沒有太多提到關於高鎳正極材料的事,所以這裡猜測是現在出貨量不少的Ni90三元正極。

而這種高鎳材料,大概率是和蔚來150kWh電池包的正極材料一樣,都是Ni90三元正極,也是目前能拿到的最適合做固態電池的正極材料了。

之後,關於複合硅碳負極。主材,依舊是選了快充型石墨+新一代納米級硅碳複合材料共同組成的複合材料體系。現在量產的碳硅負極有一大半是採用SiOx匹配石墨的方案,而SiOx的含量比例在5%以下,上汽所說的新一代,或許是用上SiC做負極材料也或許是用了高容量碳硅負極產品。目的,是爲了實現更高的能量密度以及快充性能;如果這麼做了,那它用133kWh電池跑出和蔚來150kWh電池(功率密度360Wh/kg)一樣的破千續航的話,那功率密度比後者要高。

關鍵點,用的什麼電解質?

電解質上,肯定是用了固態電池,但裡面也摻入了潤溼劑。也是因爲固體的緻密性不夠,電解質中間有縫隙,會影響鋰離子電池的正常傳輸,所以必須得在裡面加10%左右的潤溼劑,也相當於用液體來填補電解質中間的縫隙。這麼說,這塊電池算固態,但不算全固態,依舊還是一塊半固態電池。

什麼是,準900V?

這也是發佈會上提到的一個點,宣傳口徑是準900V電池。從結構圖上來看,智己L6的電池包大體結構與智己L7(參數丨圖片)基本一致,同屬Cell to Pack結構,分了3個區域,每個區域有68顆電芯,電池包總共204顆電芯。

那麼,如果單個電芯電壓上限4.4V左右,做成串聯,那麼電池包最大電壓在897V左右,符合準900V的宣傳口徑。但有點看不懂的,是充電功率只做到了400kW、12分鐘補能400km續航,充電速度有些偏慢。

放電功率、循環壽命、成本、安全這些點,怎麼解決。固態電解質在發揮其穩定性、匹配更高克容量的正負極材料的同時,也必須面對循環壽命和安全的問題,同時也包括成本。但目前看預售價33萬元左右的表現,成本端應該有了新突破。

通過公佈的信息,智己這塊固態電池的充電速度,是沒有做上去的。固態電解質與正負極的接觸,會形成更高界面阻抗,所以,內阻的提升影響了充電速度。所以,雖然智己用了幹法固態電解質層一體成型技術,降低內阻,但充電效果做的還不算好。

大概20分鐘10%-80%,說是超快充,可能有點牽強了。然後又不能換電,量產之後可能會成爲一個痛點。

然後是關於成本層面,智己和清陶合作的半固態電池,能量密度與三元、磷酸鐵鋰相比,同樣重量的PACK裡面,續航提升10%。但,成本卻能下降10%-30%,降本這塊還是供應商需要解決的問題,智己沒說是自研的固態電池;所以不是技術突破,而是技術成熟帶來的優勢,提高良品率就意味着成本的降低。

一個充電,一個價格,至少解決了固態電池的成本難題,就算是充電功率低、充電時間略長,但成本下降10-30%,也應該能在市場上佔有優勢。

從半固態到全固態電池,除了逐步降低電解液佔比直至全固態,電解質開始多種材料的複合使用之外,還要負極材料從碳硅到金屬鋰或者是含鋰合金。工藝上,還要逐步取消隔膜,然後能量密度到500Wh/kg以上。

我們至少還要等上三年時間,才能迭代到第二代的固態電池。

現在我們看到的半固態電池,材料上正極用三元高鎳,負極用硅碳材料,電解質裡面有10%左右的潤溼劑,然後氧化物電解質爲主來形成複合電解質。能量密度目前是360Wh/kg,最高可達420Wh/kg左右。

那我們來看,是一塊100kWh左右的三元鋰電池更好,還是一塊133kWh或150kWh的固態電池更好?

站在成本、技術創新、實際使用感受幾個層面來看,成本無論是智己的還是蔚來的固態電池,對標普通100kWh左右的三元鋰電池,成本都不能算上有優勢。技術創新,肯定是有,但也只是初代產品,談不上質變,能量密度能提高到360Wh/kg,但100kWh的麒麟電池能量密度255Wh/kg,差距沒有被拉開很大。

所以,其實現階段更好的選擇還是100kWh左右的電池包更實用,更有性價比。然後,相對來說,固態電池的換電也是更有必要的,因爲刨去成本端之外,充滿電確實不夠快,相對現動不動就4C、5C的充電能力來比。

之後會有第二代固態電池,無論是誰,方向上是正極繼續採用三元高鎳、鎳錳,負極搭配含鋰的複合負極。然後,電解質中液體含量小於5%,現在是10%。工藝上,隔膜、類隔膜這類東西可能會完全消失,能量密度可達400-500wh/kg,這就與三元鋰電池的能量密度拉出了一倍左右的差距。然後直至第三代,用到全固態電解質能量密度超過500wh/kg。

客觀來看,不能說現在的半固態電池是智商稅,但可以說它沒有想象的那麼合適;理論上,這種電池技術的發展,越往後越好用,例如第二代開始就有了能量密度上明顯的突破。