北方寒冷的冬季,很多新能源车主原本一周一充的通勤计划都会被打乱,充电桩前呵着白气等待电池升温,方向盘冻得刺骨却不敢开足暖气——电量正以肉眼可见的速度往下掉。这种场景,相信大部分新能源汽车用户,在北方的冬季都会感同身受。
教授也看过全球媒体和权威机构的冬季测试,在-20℃的环境中,纯电续航能保持在5折左右就是名列前茅。回过头再看现在,就能明白为什么前几年高歌猛进之后的新能源渗透率,现如今一直卡在50%左右徘徊——因为北方的寒冬,实在难以“渗透”。
虽然汽车动力电池低温表现一直是全球汽车企业、电池企业攻坚的方向,但多数都是“常规”手段,比如温度管理,或者在单一化学材质上内卷,提升率非常有限,发布会上的几十页PPT下来,可能实际提升就两三个百分点,放到日常用车场景中,根本感知不到。
几年前教授就在想,电池低温表现能不能别几个百分点几个百分点的提升,要求不高,-20℃纯电续航能保持9折左右就行!
2025年4月21日,上海车展前夕,教授在宁德时代Tech Day上看到了希望,而且比教授想的还夸张!
宁德时代Tech Day放出的第一个大招就是低温表现极其优秀的钠新电池,据说在-40℃的环境下,还能保持90%的可用电量,教授之前想的-20℃,对钠新电池来说不就是“春天”?各位肯定会有疑问,这么不怕冷的钠新电池是怎么一回事儿,别急,教授这就给大家盘一盘。
钠新电池是一种钠离子电池,和锂离子电池算是同年代的“兄弟”,锂元素由于天生比容量高、相对原子质量小(只有7),所以有着较高的能量密度,也因此成为了主流。而钠离子则正好相反,比容量较小,相对原子质量大(23),能量密度不如锂离子电池,但钠离子电池有两项厉害的“绝活儿”——安全性和耐低温性!
发布会上宁德时代展示了钠新电池的安全测试视频,强烈的挤压、电钻穿透,甚至锯断电芯,等破坏性测试下,钠新电池依旧“情绪稳定”。
(宁德时代国内乘用车、商用车首席技术官 -高焕)
耐低温性那就更厉害了,不但-40℃的环境下,还能保持90%的可用电量,而且自放电率也很出色,说直白点就能“经放、经冻”, 宁德时代钠新-24V重卡启驻一体蓄电池,放一年,-40℃冻好几天,也能正常放电、工作。
钠离子电池有这么好的低温性能,为什么之前没普及?除了教授前面说的能量密度低之外,充放电能力也偏弱。不过现在,宁德时代把这两个问题解决了——从正级材料到电解液成分再到高浸润设计,宁德时代付出了相当多的努力,带来的结果就是:
1、电芯能量密度175Wh/kg;
2、全球范围内成为首款实现峰值5C超充能力的钠离子电池,只需15分钟,就能充电80%;
3、循环寿命超过10000次;
这么大的突破当然不是一蹴而就的,在2021年7月29日,宁德时代首场线上发布会上就公布了第一代钠离子电池,其电芯单体能量密度为160Wh/kg,所以宁德时代并没有着急推进规模化量产,而是又潜心“修炼”了将近四年之后,才推出了全球首款规模化量产应用的钠离子电池——宁德时代钠新电池。
175Wh/kg的能量密度是钠离子电池行业量产最高水平,已经和目前主流的磷酸铁锂电池处于同一水准,纯电车型采用钠新电池续航可以轻松突破500km,插混、增程采用钠新电池,纯电续航能做到200km以上,5C的超充能力也能满足大家对补能效率的追求。所谓大厂风范,就是不画饼,把产品打造足够成熟之后才推送给消费者——宁德时代钠新乘用车动力电池将在今年12月份正式量产出货。
另外在行业层面,钠离子电池的量产普及,也能有效解决锂资源“卡脖子”的风险,因为钠资源体量约是锂资源的421倍,分布广、开采相对容易,而且更环保,天生自带“战略安全属性”光环,
可能有的朋友又要问了,钠新电池低温性能的确很出色,500km+的续航能力在低温场景下确实也很强,但是在常温工况下,续航就不如能量密度更高的三元锂电池了。对于这种典型的“既要、又要,还要”,宁德时代这次也拿出了一项引领行业的解决方案——骁遥双核电池。
骁遥双核电池即是一种产品,又是一种思路,它将一个电池包,分成了两个独立的、可以自由组合的能量区。比如可以一个能量区是钠新电池,主打低温性能,另一个能量区是其它电芯种类,主打常温续航能力,这样低温性能和常温性能就都得到了兼顾。
由于不同能量区可以采用不同的电芯类型,所以各种电芯类型经过“排列组合”能诞生出多种“配方”。 发布会上主要介绍了钠铁双核电池、铁铁双核电池、三元铁双核电池、双三元双核电池这四种方案,
“铁铁”双核电池是由第二代神行超充电池与磷酸铁锂自生成负极电池搭配组成的,续航轻松破千,同时还有12C的峰值充电倍率;三元铁双核电池由三元体系与磷酸铁锂自生成负极电池组合而成,主能量区是三元电池,放电倍率强悍,即使电量仅剩20%,仍可输出超过600kW的功率;“钠新电池+磷酸铁锂自生成负极电池”组成的就是钠铁双核电池,磷酸铁锂本身热稳定性强,成本和能量密度都比较适中,加上自生成负极技术之后能量密度能进一步提升,钠新电池就负责“抗冻”。
上面提到的“自生成负极技术”也是宁德时代这次发布的颠覆性技术,可以让电池的能量密度跃升,据悉体积能量密度可提升60%,重量能量密度能提升50%。了解到这一步,教授已经觉得混动不香了,轻量化电动性能车指日可待了。
“双核”并不是一个陌生的词汇,在处理器领域,世界第一块商用CPU在1971年就诞生,2005年5月才诞生了第一块双核处理器,CPU从单核到双核这段路走了34年。 这一次,宁德时代直接思路打开,在架构层面,用“双核”打破了电池单一化学体系的边界。这一颠覆式创新技术,很可能像当年那片“Intel Pentium D”(世界首款双核处理器)一样,推动新能源汽车动力电池进入“多核时代”。
骁遥双核电池的基本原理并不复杂,不同类型的电芯拥有不一样的特性,有的电池充/放电倍率快、有的能量密度高、有的耐低温、有的成本低等等,骁遥双核电池就是在不同种类的电池之间做到“取长补短”+“自由组合”。
企业掌握的电池种类、技术越多,这种多核结构的上限和自由度就越高,目前宁德时代在钠离子、磷酸铁锂、M3P、三元锂、凝聚态、自生成负极技术等多种技术路线上已经有了成熟的布局,构建了完善的电池技术矩阵。
这意味着宁德时代未来会有非常强大的定制能力,可以根据车企的需求、车型的定位,甚至于车辆的用车环境,去提供对应的电池。比如在东三省等寒冷地区,骁遥双核电池中“钠新电池区”可以大一些,“自生成负极电池区”就可以小一些;面对高性能车、跑车等追求轻量化,和高放电倍率的车型,骁遥双核电池可以分化出“续航区”和“高性能区”。车企也因此可以开发出更多的品类,比如适用于恶劣场景中的工作车、穿越取向的越野车等。总之宁德时代就是一句话——您想要的,我都有。
无论是物理特性还是化学特性都有极限,更何况各个参数之间还会此消彼长,所以宁德时代一直在做的是了解用户需求,然后通过骁遥双核架构带来的高自由度定制能力,去更好的匹配用户需求。
目前新能源汽车主流动力电机的效率已经达到了95%左右,即便是追求功率的高性能电机想要完全发挥出来,也要依托电池的放电性能,所以在教授看来,动力电池是新能源汽车最重要的核心——新能源汽车想要有好的性能,一定要先有一块好的电池。因此,宁德时代这次的技术突破,不仅引领了电池行业发展潮流,更能直接提升新能源汽车的整体水平,为新能源汽车消费者开启更美好的“您的时代”。