知嘹汽車/陳壹
最近,華為硫化物固態電池來了。
這款電池的性能很強悍,能量密度在400到500Wh/kg之間,是目前主流液態鋰電池的三倍左右,理論上能跑出3000公里的續航(CLTC工況),重點是充滿電只需要5分鐘,跟加滿一箱油的時間差不多。
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硫化物這條技術路線最大的問題,就是不夠穩定:它太“嬌氣”了,一碰到水分子就會釋放出有毒氣體硫化氫,而且與金屬鋰負極接觸時容易產生副反應,這個痛點困擾了行業幾十年,所以硫化物固態電池一直走不出實驗室。
華為的做法是,通過在硫化物電解質中摻雜氮元素,讓金屬鋰負極表面形成氮化鋰保護層,氮化鋰涂層不僅能有效避免硫化物與金屬鋰負極接觸時產生副反應,還能讓內部鋰離子的移動速度更快。
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根據實驗室披露的數據,摻雜氮元素后,電池在-30℃的極寒環境中依然能保持92%的容量,循環1000次后的容量保持率仍高達91%。
需要注意的是,硫化物固態電池雖然看起來很美好,但暫時很難大范圍應用到現實生活中。
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如果一臺車真的搭載能量密度約400-500Wh/kg的電池包,還要實現5分鐘充滿,那充電功率至少得是兆瓦級別。
目前國內主流快充樁的功率在120到250kW之間,而安裝一臺兆瓦充電樁所需的電量,大約相當于300戶家庭同時用電,現有電網的負荷壓力很大。
好消息是,以比亞迪為代表的廠商們,正積極升級基礎設施,部分區域已經開始出現越來越多的兆瓦級充電站。
華為自己也發布了2400A全液冷超充樁,峰值功率達到1.5兆瓦。
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按照規劃,華為將在2027年小規模量產硫化物固態電池。
硫化鋰占硫化物電解質總成本的60%到80%,早期實驗室級別的硫化物電解質每噸成本接近1億元,這兩年價格被打了下來,差不多只要100萬元/噸,寧德時代甚至已經測試硫化物回收技術,一旦成功價格可能再降40%。
但即便如此,和液態鋰電池相比,全固態電池的整體成本還是太高了,短期內老百姓依然不太買得起。
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另外,前邊我們提到硫化物對水分子很敏感,這就決定了硫化物固態電池的生產過程必須在惰性氣體的保護下進行,而其中的干法電極、等靜壓成型等核心工藝還不夠成熟,怎么保證量產的一致性仍是行業難題。
知嘹汽車認為,2027年華為小規模量產硫化物固態電池是可能的,但大規模量產應該要到2030年之后。
順帶一提,除了華為,豐田、寧德時代、比亞迪這些廠商都選擇了硫化物這條路線,而且都把小規模量產的時間定在了2027年前后。
這也就意味著,誰先突破成本和技術瓶頸,誰就能在接下來的競爭中獲得先機。
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華為的身份比較特殊,我們猜測它大概率不會自己去建電池廠,畢竟這不是它的舒適區,華為更擅長在材料端做專利布局,它的系統集成能力也很強,所以到時候華為應該會以向合作伙伴提供專利授權和系統解決方案的形式參與競爭。
對普通消費者來說,現在要做的事情就是“等”。
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