磷酸鐵鋰4C超充？寧德時代爆黑科技狠活
[汽車之家 新鮮技術解讀] 早在8月份，寧德時代就公布了全球首款采用磷酸鐵鋰材料并可實現大規模量產的4C超充電池——神行超充電池。而在近日的奇瑞科技Day活動上，奇瑞汽車和寧德時代正式發布了戰略合作，也宣告了神行超充電池即將在星途星紀元ES上首次搭載。一時間，這款性能夸張的磷酸鐵鋰產品受到了業內的重點關注。為什么選擇磷酸鐵鋰？超充速度到底有多快？借著科技Day上寧德時代舉辦的專訪，我們也跟大家一起來了解一下這款讓神行太保戴宗都望塵莫及的黑科技。
●什么是神行超充電池？
按照官方說法，神行超充電池是全球首款采用磷酸鐵鋰材料并實現大規模量產的4C超充電池，我認為其中最核心的關鍵詞在于4C。
所謂4C，說的其實是電池的充電倍率，即電流相對電芯額定容量的倍數。比如說1Ah的電芯用1A的電流進行充電，1÷1=1，那就可以簡單理解為這個電芯在這樣的充電環境下用1小時可以充滿；如果將電流提升到2A就是2C，那么相應的，充電時間就會從1小時下降到30分鐘。
此前業內充電倍率達到4C甚至6C、8C的電池產品也并不少見，比如同為寧德時代拳頭產品的麒麟電池、或是巨灣科技的鳳凰電池，都能做到高倍率充電。不過，大多數達到4C甚至更高充電倍率的電池都是采用了三元鋰材料打造的，而寧德時代乘用車事業部CTO高煥表示，神行超充電池的特點在于將磷酸鐵鋰電池的充電倍率提升到了4C。
對動力電池技術有一些了解的朋友應該知道，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池相比，在能量密度與低溫充放電性能上是存在一定劣勢的，這也主要來自于正極材料之間活性的區別。換句話說，將活性更好的三元鋰做到高倍率充電，以目前的行業技術水平來說并非難事，而要將磷酸鐵鋰做到4C甚至更高倍率，就有點意思了。
那么問題來了，既然寧德時代已經有了麒麟電池，為什么還要在磷酸鐵鋰上死磕呢？高性能電池的未來不應該寄希望于三元鋰的技術突破嗎？這里面就有一個誤區了。
如果我們仔細回憶一下就不難發現，近些年常居銷量榜首的幾個品牌以及他們的產品，似乎更走量的車型都采用的是磷酸鐵鋰電池。所以說，雖然看似三元鋰更高端，但磷酸鐵鋰也許更加賺錢。這樣也就不難理解，為什么寧德時代要花重金來研發磷酸鐵鋰電池技術了。
●神行到底神在哪兒？
看過水滸的朋友應該對梁山好漢里的“天速星”戴宗有些印象。這個綽號“神行太保”的家伙在山寨排名二十位，司職總探聲息頭領，一手“日行八百里”的輕功冠絕群雄，在梁山的信息傳遞工作中屢立奇功。
既然官方將神行超充電池冠以“神行”之名，尤其是古時八百里換算到現在恰好就是400公里左右，我認為多少是參考了神行太保戴宗的人設。既然如此，那讓神行超充電池實現“充電10分鐘，續航400公里”這種速度的“神行甲馬”又是什么呢？
鋰電池充電的過程其實可以簡單理解為搬運的過程，也就是讓鋰離子從正極材料當中脫出，嵌入到負極材料當中。在這個過程中影響速度快慢的關鍵因素就是脫出和嵌入的速度，而寧德時代使用的超電子網正極技術和第二代快離子環負極技術恰好就是對癥良藥。
第二代快離子環技術同樣也是開辟道路，只不過位置從正極變為了負極。因為需要鋰離子迅速嵌入到石墨材料當中，所以工程師們對石墨材料的表面進行了改性處理。也可以理解為在目的地停車場設置了多條通道，而且車位布局更合理，這就大大加快了鋰離子“停車”的速度。
位于正極負極中間的“電解液”同樣是鋰電池的重要組成部分，它不僅僅是鋰離子流通的載體，同樣也影響著電池的穩定性安全性以及高低溫性能。寧德時代研發的全新超高導電解液配方主要功效就是降低電解液的粘度，畢竟在水里游泳肯定比在乳化的機油里游泳更快更舒服。
眾所周知，極片孔隙的大小不僅會影響鋰離子的穿透速度，也同樣與能量密度有關。多梯度分層極片簡單來說就是上疏下密，讓鋰離子能夠快速通過上層提升充電效率同時，下層密實的結構也能提供更高的能量密度。換成大白話就是——把門開大一點，通道加寬一點，但座位布置的更密一些。
所謂自發熱，就是通過快速頻繁切換的脈沖電流讓電極產生的熱量來加熱電芯，由于是全部電芯一起發熱，所以升溫速度快的同時溫度也比較均勻，目前在業內也屬于較為先進的電池升溫技術。官方表示即使在-10℃的清況下仍然可以做到30分鐘充電80%，這樣一來也讓磷酸鐵鋰電池的新能源產品適用范圍獲得了擴大，即使是冬季室外溫度零下的北方部分地區，也能保證良好的使用體驗。
除了上述黑科技外，在整包設計方面寧德時代也進一步做出了優化。基于CTP3.0的無橫縱梁無端板設計，強化電芯和殼體的連接強度，讓整包結構滿足需求的清況下盡可能最大化利用空間塞入更多電芯，官方稱之為整包一體化成組。
那有些朋友可能會疑惑了，這電池說的這么好，它就一點毛病沒有嗎？比如說，成本是不是比傳統磷酸鐵鋰還貴呢？對于這個問題官方沒有明確給出答案，但據業內知情人士透露，神行超充電池的制造成本很可能比傳統磷酸鐵鋰電池還低，而且隨著裝車輛逐步爬升，邊際效應也會進一步拉低它的價格。
寧德時代乘用車事業部CTO高煥表示，即使使用非超充充電樁進行充電一樣會有非常好的充電體驗，相較于其他產品，神行超充電池在快充上的充電電流會更穩定，甚至可以做到10%-95%SOC下充電電流不衰減，功率不下降。
簡而言之，神行超充電池不僅僅是一種全新的磷酸鐵鋰電池技術，可以說它重新定義了磷酸鐵鋰電池。當原本低溫性能差的致命弱點被克服之后，成本優勢進一步被放大，讓它真正成為了電池界的“六邊形戰士”。
●寧德時代對未來規劃十分清晰
那么問題來了，這么好的電池什么時候可以買的到？官方表示在2023年底這款電池就會在兩家燈塔工廠正式量產，最快預計在2024年第一季度，就可以隨著奇瑞星途星紀元的ES車型一同來到消費者面前。
簡單來說就是將三元鋰和磷酸鐵鋰兩種不同的電芯類型封裝到同一塊動力電池系統當中，依靠三元鋰來平衡車輛的低溫性能和充電效率，同時磷酸鐵鋰可以更好的滿足日常使用需求以及拉低整包價格。此次專訪中我們也對這一技術提出了疑問：神行超充電池是否也能夠兼容這種“混搭”設計呢？
針對這一題問，高煥露出了狡黠的笑容，并透露了“一點點”寧德時代對接下來產品線的規劃：“誰說神行超充電池就一定得是磷酸鐵鋰材料的呢？為什么不能是三元鋰？或者說針對不同用車場景推出針對性更強的特化版本？比如神行超充運營車輛專屬電池？亦或是神行冬季版？”
以此反推，麒麟電池是不是也不一定是三元鋰的特有技術呢？或許我們可以這么理解：麒麟和神行將會是寧德時代未來幾年的兩個主力技術體系，麒麟主打高端車型和長續航強動力需求，而神行則更側重于高性價比的中低端產品組合。在這兩個體系之下也很有可能會推出各種不同材料的電池，比如“麒麟磷酸鐵鋰”？亦或是“神行三元鋰"？到底怎么玩，還得看寧德時代接下來的具體戰略。
●寫在最后
能夠看出寧德時代對于神行超充電池的規劃非常清晰明確，它的出現不僅將對磷酸鐵鋰電池這一細分領域重新洗牌，同時也勢必會影響到三元鋰乃至整個車載動力電池行業的格局。只是目前為止我們接收到的信息還是比較有限，對于它具體的能量密度、價格成本以及實際性能都還只停留在猜測當中。好在，距離奇瑞星途星紀元ES的正式交付時間也不到半年了，相信屆時會有更多關于這款電池的信息得到披露。到時候我們也會第一時間拿測試車給大家進行一次實車充放電測試，也請持續關注汽車之家帶來的測試內容。（圖/文 汽車之家 楊鵬）
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