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| 本文作者： 易思琳 | 2023-12-21 16:00 |
在当前的新能源汽车行业里，三元锂电池和磷酸铁锂电池是最为主流的两种电池类型。从行业普遍的评价来看，三元锂电池在性能方面备受好评，而磷酸铁锂电池在可靠性方面却受到了质疑。
12月14日晚上8点，极氪发布了自研的磷酸铁锂电池——金砖电池，试图扭转磷酸铁锂电池的既有印象。
据极氪智能科技CEO安聪慧介绍，金砖电池是“全球体积利用率最高、充电速度最快、充电最安全”的磷酸铁锂电池，可以做到充电15分钟续航500km。
过去两年，新能源汽车产销的增加，也带动了电池产量的供不应求，很多车企都有自研自造电池的计划，但是自研电芯的车企很少，比如零跑虽然号称电池自研，却不造电芯。
自研、自造电芯到底有多难？
一位业内人士告诉雷峰网，“车企自研电芯得看自研的深度，一类是自己做设计，在材料上进行深入管控，需要建一些材料软包实验室；一类是自己不仅设计电芯、做材料管控，还具备一定的工程化能力，有铝壳生产线和检测设备；另一类便是自建量产线，完全自制。”
金砖电池属于第三类路线，电池是由自建工厂衢州极电工厂生产，电芯也是极氪完全自主研发。
极氪智能科技副总裁谢世滨说，“早在电池策划架构的最初阶段，极氪就有自研电芯的想法。当时我们从上万种方案里挑出20种方案，再通过对20种不同方案的优化，选定今天最适合在800V时代的全能型电池，研发具备完全自主知识产权。”
目前很多车企造电池都会对外出售，比如说长城、比亚迪，安聪慧在回答提问时表示，“在满足极氪旗下产品自身的需求之外，金砖电池不排除会应用在其他兄弟品牌，未来也不排除供应给其他友商。目前，金砖电池还是主要应用在极氪上面。”
值得注意的是，金砖电池发布会后仅仅2个小时，007的订单就增加了487台。
极氪为什么要选择全栈自研电池？金砖电池又如何实现安聪慧所说的“全球体积利用率最高、充电速度最快、充电最安全”？
新智驾将对这些问题进行拆解。
新势力里，极氪不是唯一一家宣称会全栈自研的车企，蔚来从2022年开始也进军动力电池领域，但是在今年，蔚来的电池遇到了问题。
三个月前，蔚来称根据业务需求，推迟了电池量产的时间。三季报的财报电话会上，蔚来官方说，电池不再自造，接下来只是自研电芯、材料和电池组。
和极氪能源日同一天，蔚来也在上海召开了一次小规模的媒体沟通会，李斌对暂停自研自造电池的原因进行了重申，
他说：“电池分为研发和制造。制造环节，三年之内提升不了毛利表现，因为电池制造有很大的投入期，要产能爬坡，提升良品率。我们不具备这样的资源去支持这件事。”
动力电池是典型的资金、技术密集性产业，产线建设、研发投入都很大，且短时间内难以回本。从制造端来说，光自建工厂、引入全自动化产线，投入预算可达数十亿元甚至上百亿元量级。
一位电池行业的业内人士告诉雷峰网，“车企自研电池分很多类，如果是自己有铝壳的生产线加上检测设备，投入在3-5亿级别。如果是自己建量产线，至少10亿起步。”
过去，电池是整个新能源汽车上最昂贵的部件之一，2022年经历了史无前例的上涨，今年又重拾跌势。
2023年，锂离子电池组的容量加权均价下降至139美元/千瓦时，同比下降了14%。
一位长期跟踪电池行业的投资人告诉雷峰网，“从供应链上来看，目前电池的产能到2030年都是过剩的。行业过剩之后，企业提一个需求，电池厂都能做。”
投入大、周期长、短时间难以回本，加上目前电池行业产能过剩，极氪为什么还要坚定选择这条险路？
安聪慧说，“作为一家追求极致体验的科技公司，极氪要在新能源汽车的各大关键领域掌握核心科技。新能源时代，三电是核心竞争力，极氪要给用户提供足够的安全、极致的体验、超高的性价比，电池必须自研自造。”
一位业内人士告诉雷峰网，“自研电池，可以掌握话语权，不用被供应商牵着鼻子走。即使供应商断供，车企自己也能造，自造还会有成本优势，从长远角度来看，确实要这么做。”
极氪官方披露，金砖电池从电芯到电池包全部自研制造，通过了平台化的设计、集成化的设备和智能环保的运营能力，精装电池的整体生产效率提升了40%。
效率的提升也带来了更好的成本竞争力，在同等性能情况下，对比三元锂电池，精装电池的整体成本每度电可以降低14.8%左右。
安聪慧在回答提问时说，“这就是自研的好处。技术的进步和企业核心技术的掌握，成本是非常重要的。技术要领先，同时成本要低，才能形成核心竞争力。”
除了要掌握核心的关键技术之外，和友商相比，极氪做电池的客观优势也不少。
极氪作为吉利集团旗下最重视的高端新能源品牌之一，能借助吉利这棵大树收获不少资源。吉利是最早参与投资布局动力电池产业的车企之一，早在2016年就开始投资建设电池项目，通过自研自产、投资入股、合资建厂等方式，不断强化其在锂电行业的布局。
据新智驾不完全统计，吉利至今已投资了13个大型电池项目，投资金额超过1100亿元，规划年产能超过306GWh。在这超过1100亿元的投资里，其中超过60%的资金都用于自建电池工厂。截至目前，光自建的电池厂就有耀宁、星能、衡远新能源等。
不过，吉利在动力电池的深度投入也给极氪提供了经验，极氪也在成立的三年里通过合资、自建的方式不断完善自己在动力电池的布局，如时代吉利、威睿。
时代吉利是极氪与宁德时代合资的公司（极氪49%、宁德51%），威睿则是极氪和吉利一起合资成立的电池公司，目前各自的股份占比分别是51%、49%，由极氪团队来负责运营管理。
金砖电池便是极氪在电池行业投入的果实。极氪在成立不到一年的时间里下定决心投资建厂，因为有集团经验的加持，加上布局较早，极氪自建的衢州极电工厂在2022年7月18日开始动工修建，15个月左右完成了产线通线，包括约半年的电池产能爬坡时间。值得注意的是，这个项目的投资超过百亿。
安聪慧表示，“从投产时间上来看，极氪的能力远高于同期友商。目前衢州工厂的良品率正朝着既定目标前进，最终要做到93%以上。”
在发布会上，安聪慧用了三个“最”来形容金砖电池——“全球体积利用率最高、充电速度最快、充电最安全的磷酸铁锂电池。”
电池行业里，一个不容回避的事实是，磷酸铁锂电池和三元电池相比，虽然材料更稳定、价格更便宜，但是能量密度却相对较低，充电速度较慢，给用户带来的充电体验也没有满足预期。
一块电池的能量密度会对整车重量和续航带来决定性影响。要提高能量密度，可以从提高电芯的能量密度和电芯仓的体积利用率这两个方面来解决。
金砖电池则在体积利用率上进行了升级。目前金砖电池的体积利用率达到了83.7%，这比同类的磷酸铁锂电池要高，也超越了三元锂电池。
目前行业著名的4680电池体积利用率为63%，普通的磷酸铁锂电池体积的利用率是66%，三元锂电池的天花板也才刚刚突破72%。
如果把其他友商做的电池比作公摊面积最大的酒店式公寓，那么金砖电池相当于第一次让电芯住进了得房率更高的板楼大平城。
如何做到的？
极氪智能科技副总裁谢世滨解释道，为了能在电池包里放下更多的电芯，极氪对电池包的结构进行了彻底的改造：
在电池底部使用一体化液冷托盘替代传统水管结构，减少结构件对电芯空间的挤压；
采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”，释放电芯仓纵向空间；
在电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料，充分提升体积利用率。
相较传统设计，金砖电池的采样线路总长度也缩短了157m，核心零部件数量减少35%，电池质量能量密度也提升10%以上。
解决完电池本身的续航问题之后，用户的续航焦虑要得到有效缓解，还需要提高补能体验——充电要快。
金砖电池号称“全球充电速度最快”，性能提升的路径也和行业里的其他友商一样，都是从两个方面来进行提升——做高电压、做大电流。
在做高电压上，极氪采用了自研的800V架构。除此之外，极氪需要做大电流，即在电池上做快充，提高单位时间内的峰值功率，并让这一状态尽可能长时间保持。
电池运行的本质是带正电的锂离子在正负极之间来回传输，要提高离子的运输效率，极氪在电芯材料上进行了改进。
先是正极材料上，极氪采用的是纳米级的磷酸铁锂颗粒，叠加复合导电剂，可以增强反应活性，加快离子从正极释放的效率。
在正负极间的隔膜上，极氪采用的是三层复合多孔膜，提高单位面积内的孔隙率；
在负极材料上，则是采用了低焓变石墨材料、多梯度电极片设计和表面的低阻扛SEI膜，经过表面处理之后，可以进一步降低锂离子嵌入负极的阻抗，为锂离子构建高效传输通道。
800V架构匹配800V极充技术，金砖电池最高充电功率可达500 kW，最大充电倍率达到4.5C；在10%~80%快充区间内，实现充电15分钟续航增加500 km以上，这个续航是Model 3续航的两倍还多。
一位电池行业的专家告诉雷峰网(公众号：雷峰网)，“磷酸铁锂电池做快充难度并不大，这种材料在低温情况下掉电掉得很快，重点是怎么提高系统保温能力。”
在温控的设计上，极氪的做法是对电芯进行了结构升级，比如采用叠片多极耳设计、采用双铆极柱导流设计。这样一来的好处是在零下10度的低温下，金砖电池在使用超快充工况时，热量分布更均匀、温控更高效。
电池在实现了充电最快的同时，也需要保证使用时的绝对安全。
和三元锂电池相比，磷酸铁锂的化学稳定性更高，但这并不代表足够安全。
极氪在金砖电池设计了专属的金色耐高压绝液膜，可承受 4000v直流高压，耐高压能力提升27%。
同时在安全防护上，极氪在原来的不起火等6项安全措施上升级为8项，保证电池的实时安全。
另外，极氪还在传统的测试方案上进行了升级，传统测试方案是针刺实验，这是原来电池安全测试中难度最大的项目之一，但真实事故发生时，电池包可能先遭遇初次碰撞带来的挤压，让原有的安全设计失效，再遭遇二次碰撞带来的穿刺伤害。
极氪在原来的针刺实验之外还新增了超压状态的测试实验，用超国际标准1.5倍的挤压力让电池的挤压变形量达到30%以上，再使用5mm的钢针从弯倾程度最大的点进行针刺贯穿，导致电芯直接短路。
整个过程，金砖电池的电芯依然可以做到不起火，无爆炸，表面最高温度仅为33摄氏度。
电池能力在逐步提升，超充桩的建设也要跟上。
截至11月底，极氪已经在全国100个城市里累计建设了401座极充站，提供2261个充电功率均在360 kW以上的极充桩。
极氪预计，到2024年，极充站总数将达到1000座；到2026年，极充桩总数将攀升至10000根，实现“千站万桩”的目标。
2021年，极氪推出了充电功率360kW的极充V1，2022年极充V2的充电功率达到600kW，今年极充V3到了800kW。
原来一个360kW的桩可以满足2-3辆车的充电需求，如果按照这个规律推演，极充V3将可以满足5-7辆车的充电需求。
在被问到未来极充桩的电压是还会继续上升时，谢世滨说，“未来5C、6C甚至7C的电池都会出现，但是在充电电压上，极氪出于安全风险的考虑，预测充电电压这一数据不可能无限上升。”
极氪金砖电池的显著优势在于，在磷酸铁锂电池原生能力相对不足的前提下，通过提升“容积率”实现了对三元锂电池的超越。
同时，在超快充与安全性能方面，也实现了全面优化。这无疑为人们重新注入了对于更为安全、经济型磷酸铁锂电池的信心。
值得关注的是，根据工信部公布的数据，搭载金砖电池的极氪007纯电车型，其最高续航里程可达870km。结合800V高压快充技术，充电15分钟即可补充超过500km的续航里程。
未来，金砖电池的研发及推广，与极氪乃至其他吉利系车型的组合，将会给用户带来更多的决策驱动力。
（作者长期关注极氪汽车，欢迎各位感兴趣的朋友添加作者微信交流、爆料，微信ysl1075442629）
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