中國儲能網(wǎng)訊：近日，比亞迪、寧德時代等多家電池企業(yè)相繼推出適配極端低溫環(huán)境的產(chǎn)品及補能配套方案，一場聚焦極寒應用場景、破解電車冬季性能短板的技術(shù)競逐拉開帷幕。
長期以來，冬季低溫環(huán)境下動力電池可用容量下降、續(xù)航縮水、充放電效率降低等問題都是制約純電動汽車在北方地區(qū)普及推廣的主要痛點。未來，隨著相關(guān)企業(yè)在材料體系創(chuàng)新、極端環(huán)境可靠性驗證、閃充技術(shù)布局等環(huán)節(jié)持續(xù)發(fā)力，純電動汽車冬季續(xù)航衰減問題有望逐步改善，進一步撬動北方新能源汽車增量市場。
■發(fā)力攻堅電池低溫困境
每到冬季，續(xù)航縮水、充電變慢，甚至部分電動車因氣溫過低無法正常啟動等種種窘?jīng)r成為不少車主的“心病”。
低溫環(huán)境中電池性能大幅下降，是電車冬季續(xù)航打折的主要原因。據(jù)了解，低溫會導致電池內(nèi)部電解液黏度增加，鋰離子的遷移速率和材料的導電性變差，使電池活性降低，進而影響性能和容量，充放電效率也會隨之下降。
“目前來看，電動汽車在高寒地區(qū)的放電能力、補能效率以及用車體驗仍面臨一定挑戰(zhàn)，與傳統(tǒng)燃油車存在較大差異。”車夫咨詢合伙人曹廣平向《中國能源報》記者表示，具體來看，電池在低溫環(huán)境下主要表現(xiàn)為活性下降、充電困難、放電能力減弱，且鋰枝晶易析出，不僅可能造成正負極短路，還會破壞電池的微觀結(jié)構(gòu)進而降低使用壽命。“這一系列問題的深層根源，本質(zhì)上主要與電池的開發(fā)設(shè)計密切相關(guān)。同時，整車熱管理設(shè)計也是影響低溫環(huán)境下車輛續(xù)航表現(xiàn)的因素。”
提升動力電池耐低溫性能、超快充技術(shù)研發(fā)已成為眾多電池廠商及車企的重要發(fā)力方向。近日，國軒高科G刻電池攜手長安啟源A06完成冬季標定極限測試，作為具備6C超快充技術(shù)的動力解決方案，G刻電池在材料體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計與熱管理等方面實現(xiàn)多重突破；3月初，比亞迪發(fā)布第二代刀片電池及閃充技術(shù)，并公布具體充電性能，零下30攝氏度時，從20%充至97%僅比常溫多3分鐘。
1月，寧德時代發(fā)布天行II輕商低溫版電池，為輕型商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的鈉離子電池產(chǎn)品，該電池在零下20攝氏度，依然保有92%以上的可用電量；在零下30攝氏度電芯完全凍透時，仍可即插即充。
■材料升級驅(qū)動性能突破
材料創(chuàng)新是破解動力電池低溫短板的重要路徑之一。例如，寧德時代推出的鈉離子電池方案，便通過材料體系升級迭代實現(xiàn)低溫性能突破。
有分析指出，鈉離子半徑大于鋰離子，電解液中鈉離子遷移時受低溫影響更小，并且鈉電池常用的電解液凝固點更低，零下40攝氏度仍能保持良好的離子傳導性。此外，硬碳作為鈉電池的負極材料，具有較好的導電性和穩(wěn)定性。相比之下，傳統(tǒng)鋰電池在零下20攝氏度環(huán)境下容量保持率不足70%。
“無論是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池，都可能出現(xiàn)低溫條件下放不出電的情況，這是由其特性所致。要從材料入手，開發(fā)耐低溫材料?！币晃烩c電池企業(yè)人士在接受《中國能源報》記者采訪時表示，鈉離子電池在成本、低溫性能以及安全性方面優(yōu)于鋰電池，有望在部分對溫度比較敏感、能量密度要求不太高的場景率先取得突破。
在曹廣平看來，近幾年新能源汽車及動力電池行業(yè)競爭激烈，除能量密度、成本外，快充和低溫性能也必然成為關(guān)鍵競爭維度。在此過程中，企業(yè)持續(xù)攻克傳統(tǒng)鋰離子電池低溫缺陷的同時，圍繞錳鐵鋰、三元、鈉電、固態(tài)電池等不同技術(shù)路線的低溫特性角逐也已不可避免。
■協(xié)同發(fā)力告別“續(xù)航焦慮”
曹廣平進一步指出，綜合電解質(zhì)電導率、正負極材料、添加劑應用以及熱管理等方面看，不同電池技術(shù)路線各有優(yōu)劣。未來技術(shù)路線的篩選，既要順應行業(yè)整體發(fā)展趨勢，也要兼顧實際應用場景差異，經(jīng)過多維度評估后選擇最優(yōu)性價比的方案。
同時，曹廣平建議，行業(yè)各方在生產(chǎn)、銷售、監(jiān)管環(huán)節(jié)應遵循“實做實標”原則，相關(guān)企業(yè)標注車輛低溫情況下的續(xù)航里程時，可以采用區(qū)間范圍或特性曲線形式，讓數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更加科學合理。
事實上，除電池廠商發(fā)力材料創(chuàng)新外，不少車企也正通過熱管理系統(tǒng)升級等方式緩解冬季續(xù)航縮水問題。同時，車主在使用層面也可通過規(guī)范充電操作、做好日常維護，保障車輛在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行。例如，日常電量維持30%—80%區(qū)間，避免長期滿充或耗盡，減緩電池容量衰減；溫度低于零下10攝氏度時，充電前需提前預熱電池，以免造成不可逆損傷；冬季氣溫低，冷凝水可能滲入插頭，充電時需確認充電插頭是否清潔干燥等；定期關(guān)注動力電池健康狀態(tài)，若出現(xiàn)續(xù)航能力大幅下滑、充電異常等情況，應及時前往專業(yè)機構(gòu)檢測維修。
業(yè)內(nèi)有分析指出，電車低溫續(xù)航能力的提升并非單一維度的優(yōu)化，而需依托材料研發(fā)、熱管理優(yōu)化、規(guī)范養(yǎng)護的體系化協(xié)同發(fā)力。未來隨著行業(yè)各方持續(xù)深耕低溫場景解決方案，動力電池極寒充電能力有望持續(xù)突破，為新能源汽車在高寒地區(qū)的推廣普及提供支撐。
