以“15分钟到80%”为技术焦点,面向多元车型、不同成本价位的快充诉求,动力电池快充技术向三大方向分化。
2月20日,华为在鸿蒙智行尊界技术发布会上推出全球首款800V高压6C动力电池包——巨鲸电池2.0,并宣布今年将首发搭载尊界S800,6C动力电池即将开启装车。
从电动化渗透看,此前“电比油低”强力支撑了新能源汽车销售渗透超50%的常态化。下一阶段,无论是新能源汽车还是动力电池,都将技术迭代的一大重点放在了快充上,落实“充电像加油一样快”以填补电动化补能短板。
快充从“高配”到“标配”
汽车端,快充车型从20万元以上到20万元以下、从纯电到混动、从乘用车到商用车,实现三大范畴的扩大渗透。
乘用车中,纯电车对于普及快充最为焦虑。若以800V高压平台为观测窗口,从2022年的13款增至2023年的37款,再到2024年前五个月的48款,实现成倍增长。
快充价格门槛的降低在纯电快充车上表现得最为突出。2024年中国20万元以上纯电车型已普遍配置800V高压快充,据相关预测,2026年搭载800V高压平台的车型销量将达580万辆,渗透率突破50%。小米SU7、极氪007、智界S7等代表快充车型在20万元的价格区间激战正酣,极狐阿尔法S5则是直接将800V高压平台的配置门槛拉至20万元以下。
在电动车成本更低、使用感更佳的影响下,混动车用户的用能倾向从油逐渐向电过渡。快充技术也从最初聚焦纯电动车,向增程式混动和高端插混车型扩展。2025年混动车型也开始强调“快充”卖点,华为尊界S800混动版、比亚迪2025款汉DM-i、星纪元ES都是混动快充的代表车型。
商用车方面,随着电动化技术的成熟和成本的降低,商用车在2024年迎来了电动化转型的爆发式增长。根据中汽协的数据,2024年中国新能源商用车销量达到了57.89万辆,同比增长了84%。新能源商用车的市场渗透率为20.38%,同比2023年的10.91%提高了9.47个百分点。
更重视运营效率的商用车更偏向低成本、高效率的补能方案,故而区别于乘用车逐渐迭代快充方案,商用车快充的普及似乎更与电动化渗透齐头并进。从2024年各品牌推出的新车型看,商用车快充已经瞄准2C以上。不只在轻型商用车中快速普及,重型商用车西部智联推出了快充牵引和自卸车,配合超充桩双枪同充,可实现从4%~80%用时17分钟的快充效率。
而支撑快充车型实现从“高配”到“标配”扩大渗透的,是动力电池快充技术的升级。4-6C乃至更高充电倍率动力电池产品,也正从新品发布跨越至量产下线、实现装车。
快充动力电池放量与技术分化
综合车端消费者需求与动力电池快充电池放量节奏看,目前的动力电池快充技术以推广4C(15分钟充至80%)为主要任务。
2024年动力电池性能得到了整体的升级,主流动力电池材料体系中已结束一轮优胜劣汰。2024年末至2025年初的材料议价中,材料段因技术升级而提价的诉求强烈。磷酸铁锂正极最具代表性,2.55g/cm³压实或成新标准线,2.5g/cm³以下磷酸铁锂或随需求升级逐渐被动力市场淘汰。
上市新车主流充电倍率已达2C,主流动力电池产品倍率性能从2023年的1.3-1.7C升级至1.7-2.5C。2025 年高端车型将朝着5-6C的方向发展;中低端车型则会向3-4C迈进;混动车型也将突破2C。
从成本维度看,快充动力电池方案已经能覆盖更广、更全的车型。以“15分钟”快充为技术焦点,面向多元车型、不同成本价位的快充诉求,动力电池快充技术演进方向分化:
基于铁锂体系、对快充的渐进式改进,峰值充电倍率上探4C至6C;
基于三元体系、对快充的高性能上探,充电倍率最高可覆盖至8C;
基于电芯结构、对快充性能优化,通过对制造工艺的调整减少电池内阻、提高充电倍率。
铁锂系快充方面,宁德时代作为铁锂系快充的先行者,神行电池已经装车在奇瑞星途星纪元ET、吉利极氪001、小米SU7 Pro等车型。同时,宁德时代还基于与奇瑞集团等车企海外合作,计划将配备神行超充电池的车型推广至欧洲、中东、东盟及北美等地。而目前的铁锂系快充新品中,欣旺达的“闪充”电池3.0系列产品——LFP欣星驰支持6C闪充(目前最高水平),10分钟补能500km。
三元快充电池通常面向高端车型,成本更高,性能上会更考虑快充与高能量密度两者兼顾,故而常为“高镍三元+负极掺硅”的材料体系。华为本次发布会展示的6C电池技术采用的便是宁德时代的三元电芯,巨湾技研其三元体系可支持6C甚至8C超快充。
通过结构优化电池快充性能方面,大圆柱结构被提出的其中一大原因,就有对快充性能的优化。核心在于大圆柱的全极耳结构缩短了电流路径,降低了内阻,使得电流流动速度增加,从而能够大幅提高快充倍率性能。
目前全极耳技术已经在小圆柱领域实现批量应用,尤其在对倍率性能要求高的电动工具、无人机等领域加速渗透。大圆柱方面,特斯拉2024年已实现4680电池自供装机量8GWh采用全极耳技术。而中创新航采用独创的一体化集成技术、“顶流”式结构设计,使电池结构内阻降低50%。其为小鹏鲲鹏超级电动系统配套的顶流超充5C磷酸铁锂电池包2024年末已下线。
而刀片电池形态为提升快充性能,则在2024年加快叠片、激光毛化表面处理以及多层极耳焊接技术等创新技术的导入。
从电池到基建配套快充
快充动力电池加快上车大潮中,产业链各环节也发生了相应的变化。
上游材料端,铁锂系快充电池配套基本面最广,数据表示,2025年高端2.6g/cm³压实以上产能预计为65万吨,而宁德时代神行电池+比亚迪二代刀片的需求将超过80万吨,预计对应产能紧缺。
负极方面,2024年4C人造石墨材料在动力电池领域放量,并加大6C人造石墨材料的开发验证。
提升快充性能的导电剂辅材方面,碳纳米管作为代表材料在2024年需求爆发,碳纳米管领域龙头企业扩产加码,且集中扩产导电性能更优的单壁碳纳米管。
近日,天奈科技碳纳米管导电浆料项目基础施工已基本完成,预计年底可实现一期项目竣工投产,建成后可实现年产2万吨单壁纳米导电浆料及500吨单壁纳米功能性材料。
2024Q4,OCSiAl 的在塞尔维亚的单壁碳纳米管生产装置投用,年生产能力为60吨,可满足65GWh的锂离子电池需求,并计划在2025年新建第二台生产装置,使产能翻倍。
此外,电解液添加剂LiFSI销量持续提升,天赐材料2024年末披露,LiFSI销量预计在2025年持续上涨,对此天赐材料已经开启扩产,新宙邦、海科新源也将LiFSI作为重要业务推进。
同时,快充趋势下电池包热管理要求提升,阻燃隔热材料需求升级。华为发布的巨鲸电池2.0就用到了5层防护,其中就有云母材料等。
据高工锂电(GGII)预测,到2025年,中国锂电池热管理阻燃隔热材料总需求量将超过9000万平方米。
这一细分领域也涌现了一些新技术,SYENSQO推出Xydar® LCP(本征阻燃聚合物)与Xencor™ XTreme(长玻璃纤维 PPA 解决方案)是较有代表性的两种产品。
配套设施也在加大对快充的技术的支持。直流快充桩在公共充电桩中的占比已经超过了40%,目前市场上主流的直流快充桩功率已经从早期的60千瓦提升到了120千瓦,部分高端型号甚至可以达到240千瓦。
电池企业也在尝试推动配套基建的完善。宁德时代在2024年4月披露,计划在两年内建设1万座超充站,覆盖100个城市。
巨湾技研与南方电网电动汽车服务有限公司等机构合作,共同推动超充示范站的建设和运营,并计划从大湾区开始,联合广汽埃安、国网、南网、通信局等联合建设具有超充能力的充电桩站,预计2025年具备1000座,逐步铺设半径1.5公里到2公里内具备一个超充充电站。
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