繼發(fā)布了彈匣電池、海綿硅負(fù)極電池后，廣汽集團(tuán)又一次對汽車動力電池“動手”了。

6月28日，廣汽集團(tuán)發(fā)布了微晶超能鐵鋰電池。通過引入第二相正極微晶和三種技術(shù)，提升了磷酸鐵鋰電池的性能。

廣汽埃安研發(fā)中心電池研發(fā)部負(fù)責(zé)人李進(jìn)

廣汽集團(tuán)埃安研發(fā)中心電池研發(fā)部負(fù)責(zé)人李進(jìn)介紹道，相比一般的磷酸鐵鋰電池，微晶超能鐵鋰單體質(zhì)量能量密度提升13%，體積能量密度提升了20%。循環(huán)壽命可達(dá)4000次以上、150萬公里，25分鐘可充至80%電量。廣汽集團(tuán)方面對財(cái)經(jīng)汽車（ID：caijingqiche）表示，這項(xiàng)電池技術(shù)將率先搭載到廣汽埃安目前內(nèi)部代號A02新車型上，預(yù)計(jì)最早明年“上車”。

電池創(chuàng)新一般從結(jié)構(gòu)和材料兩方面入手。

電池結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，是改變電芯或模組的結(jié)構(gòu)布局，來實(shí)現(xiàn)電池能量密度、安全性等各項(xiàng)性能的提升，比如特斯拉的4680、比亞迪的刀片、寧德時代的麒麟電池；電池材料的創(chuàng)新，則是直接改變材料本身的化學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)電池性能提升。目前全球范圍內(nèi)的電池材料革新大多是通過改性的方式來實(shí)現(xiàn)，即通過表面包覆、參雜、單晶化、核殼結(jié)構(gòu)調(diào)控等方式，改變材料的電化學(xué)性能。廣汽此次推出的微晶超能鐵鋰電池技術(shù)，也是電池材料改性的一種方式。

“所有的磷酸鐵鋰電池，都經(jīng)過多代的改性升級，這在業(yè)內(nèi)很常見。”一位長期觀察電池行業(yè)的人士向財(cái)經(jīng)汽車（ID：caijingqiche）表示，廣汽此次發(fā)布的電池技術(shù)，從宣傳參數(shù)上看效果不錯，相比自己之前進(jìn)步了。但和研發(fā)電池的同行比，并不能算領(lǐng)先。

目前，廣汽在電池方面的布局，既有電池技術(shù)層面的創(chuàng)新，比如彈匣電池、海綿硅負(fù)極電池、微晶超能鐵鋰電池等，又自建了電池試制線，還將自研的電池搭載到廣汽埃安相應(yīng)的車型上。

車企為何要自研電池？中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬向財(cái)經(jīng)汽車（ID：caijngqiche）表示，新能源汽車賽道里，電池是很關(guān)鍵的部分，“主機(jī)廠也更想擁有話語權(quán)”。另一方面，車企只有更了解電池，才能知道怎么駕馭好它，從而和汽車一起，實(shí)現(xiàn)一加一大于二的效果。

微晶超能鐵鋰電池，“超能”在哪？

目前，動力電池行業(yè)形成了三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池并駕齊驅(qū)的局面。二者的優(yōu)劣勢也較為明顯：三元鋰電池體積更小，容量密度更高，耐低溫，循環(huán)性能更好；但熱穩(wěn)定性差。磷酸鐵鋰電池在成本、安全、壽命方面有優(yōu)勢，但低溫性能差、快充能力弱、電池管理（BMS）控制難度大。

磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量有趕超三元鋰電池的趨勢。中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021年我國磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量累計(jì)79.8GWh，占比51.7%。2022年1~5月，我國動力電池累計(jì)裝車量83.1GWh，累計(jì)同比增長100.8%。其中，磷酸鐵鋰電池累計(jì)裝車量49GWh，占總裝車量58.9%，累計(jì)同比增長186.1%；三元電池累計(jì)裝車量34GWh，占總裝車量40.9%，累計(jì)同比增長40.5%。

也正是基于這樣的背景，廣汽集團(tuán)決定通過改性的方式創(chuàng)新磷酸鐵鋰電池。廣汽集團(tuán)此次發(fā)布的微晶超能鐵鋰電池，引入了更高容量的第二相正極微晶活性材料，以及離子多通路分流、陰極電勢能緩沖、OCV三維空間響應(yīng)面重構(gòu)等技術(shù)。

第二相正極微晶的導(dǎo)入讓電流密度分布更加均勻，降低了電池的極化。離子多通路分流技術(shù)除了能降低了電池極化，還能改善電池的快充、低溫等性能。

陰極電勢能緩沖技術(shù)是通過材料的界面改性，在放電過程中形成微觀電勢能緩沖效應(yīng)。“可以想象成電子像水一樣由勢能高處往勢能低處流，由原有的一級瀑布，變成了兩級瀑布，正極界面及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得以改善，從而大幅提升了電池循環(huán)穩(wěn)定性。”李進(jìn)解釋稱。

OCV三維空間響應(yīng)面重構(gòu)技術(shù)則有利于電池管理系統(tǒng)的改良。通過三維空間響應(yīng)面重構(gòu)電池SOC-OCV曲線，實(shí)現(xiàn)對電池OCV變化的動態(tài)追蹤，實(shí)現(xiàn)全生命周期的電池精確管理。“我們利用實(shí)車進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過采集一個小區(qū)間的SOC實(shí)際數(shù)據(jù)，與歷史存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，反向推出SOC曲線，整體BMS估算精度就會大幅提升。”李進(jìn)介紹道。

總之，這些技術(shù)改善了鐵鋰電池的低溫、快充、壽命等性能，并提升了鐵鋰電池BMS管理的精度。單體質(zhì)量能量密度由185Wh/kg提升到了210Wh/kg，相比市面上量產(chǎn)的磷酸鐵鋰電芯提升了13%，體積能量密度由400Wh/L提升到了480Wh/L。電池在零下20度下的容量保持率由72%提升到了82%，0~80%的充電速度也從34分鐘提升到了26分鐘。

單從電池循環(huán)壽命和電池壽命方面來看，微晶超能鐵鋰的數(shù)據(jù)要優(yōu)于比亞迪刀片電池。微晶超能鐵鋰電池循環(huán)壽命可達(dá)4000次以上、電池壽命150萬公里；比亞迪刀片電池循環(huán)壽命3000次以上，電池壽命為120萬公里。不過王子冬也向財(cái)經(jīng)汽車（ID：caijingqiche）表示，要全面衡量兩種電池的優(yōu)劣，需要考量十幾個維度，“太專業(yè)了。”

安全性方面，李進(jìn)在交流會中公開表示，“該技術(shù)相比磷酸鐵鋰略有下降，但是依然能通過擠壓測試、針刺測試和電池包熱失控測試。”不過需要注意的是，通過針刺實(shí)驗(yàn)，并不等于絕對安全；未通過針刺實(shí)驗(yàn)，也不意味著不安全。實(shí)際上，針刺實(shí)驗(yàn)在諸多電池檢測中，參考意義大于實(shí)際意義，其自身并不是衡量電池安全水平的砝碼。

實(shí)際上，特斯拉、大眾、蔚來、長城汽車等主機(jī)廠都已布局自研電池。“電池是一個復(fù)雜體系，一個新材料的商業(yè)化，必須是所有配套材料同步革新，這本身就是一個長周期過長；而產(chǎn)品開發(fā)后，還有小試、中試、量產(chǎn)等階段，期間不斷修正也需要時間。因此，電池技術(shù)革新往往較慢。”中國科學(xué)院物理研究所李泓博士向財(cái)經(jīng)汽車（ID：caijingqiche）說道。

要技術(shù)也要產(chǎn)線

廣汽集團(tuán)近些年在動力電池領(lǐng)域下了不少功夫。此前推出的海綿硅負(fù)極技術(shù)讓新款車型的續(xù)航突破1000公里，而彈匣電池能將電池的安全等級提高，配合埃安A480超級充電樁，把續(xù)航、安全、充電三項(xiàng)最關(guān)鍵的技術(shù)逐步完善。

在技術(shù)層面，廣汽集團(tuán)先后發(fā)布了彈匣電池、海綿硅負(fù)極片、微晶超能鐵鋰電池等技術(shù)，將動力電池的安全性、能量密度提高。

海綿硅負(fù)極片電池技術(shù)指的是一個涵蓋材料、粘結(jié)劑、極片、生產(chǎn)制造領(lǐng)域的技術(shù)群。據(jù)廣汽相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這些技術(shù)讓電池的硅負(fù)極片像海綿一樣柔軟有彈性，使硅在充放電過程中的膨脹和收縮被限制和緩沖，而不會碎裂；同時硅負(fù)極也像海綿吸水一樣可以發(fā)揮大容量的優(yōu)勢，儲存更多的能量。

目前已上市的車型中，搭載該技術(shù)的埃安AION LX續(xù)航里程超過1000km，鋰離子電池的單體電芯體積減小了20%，重量減輕了14%。

不過，正如中國科學(xué)院院士歐陽明高所言，當(dāng)前技術(shù)條件下，車企無法在實(shí)現(xiàn)1000km續(xù)航的同時兼顧安全和成本。廣汽埃安也在公告中明確表示，長續(xù)航硅負(fù)極電池的普及受電池總成本、消費(fèi)者接受程度的影響，市場需求具有不確定性。

廣汽自研的彈匣電池系統(tǒng)，采用了超高耐熱的穩(wěn)定電芯，在電芯之間采用了超強(qiáng)隔熱電池安全艙，配合極速降溫速冷系統(tǒng)和最新的電池管理系統(tǒng)，全方位提高了電池安全性。

例如，在電芯應(yīng)用了正極材料的納米級包覆和摻雜技術(shù)，提升了熱穩(wěn)定性。特殊電解液添加劑使得電解液可在加熱至120℃以上時，在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱。通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準(zhǔn)的導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)，彈匣電池的散熱面積提升了40%，散熱效率提升了30%。

除了電池技術(shù)的創(chuàng)新，廣汽集團(tuán)還在今年3月正式開始建設(shè)電池試制線，目前已經(jīng)投資了3.36億元。自研電池試制線項(xiàng)目占地面積1萬平方米，包含了從漿料制備到電池包完整的電池全流程生產(chǎn)工序，以及材料研發(fā)、理化測試、電性能實(shí)驗(yàn)室。

廣汽集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人透露，包括海綿硅負(fù)極片電池在內(nèi)的廣汽埃安自研電池將在此條試制線實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)，量產(chǎn)線尚未啟動建設(shè)。

從技術(shù)研發(fā)到落地生產(chǎn)，動力電池的創(chuàng)新非一日之功，所需的資源投入難以計(jì)數(shù)。廣汽在電池領(lǐng)域的布局有其戰(zhàn)略考慮。

動力電池的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，被廣汽稱為“中子星戰(zhàn)略”，服務(wù)于電氣化轉(zhuǎn)型的大局。廣汽希望在三年內(nèi)，逐步實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)動力電池電芯規(guī)模化搭載應(yīng)用，中長期實(shí)現(xiàn)自研自產(chǎn)逐步走向臺前的目標(biāo)。

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