北方车主冬天开电动车,常遇到同样的麻烦。满电出发时仪表显示续航500公里,开暖风一小时后续航就掉了近200公里。去快充站排队半小时,充电速度却只有常温时的一半,赶不上行程只好干着急。大家一直等着能解决这类问题的“固态电池”,可冬天它还是不给力,为什么?
原因 partly 在温度带来的物理限制。固态电池比液态锂电池有优势,能量密度高,安全性也好。但传统固态电池对低温很敏感。温度低于0℃时,充电效率会下降很多;到了-10℃,续航可能直接减半;低于-20℃时,很多电池甚至充不进电。车企试过在车上加保温层,可那会增加重量,反而影响续航;或者降低冬季快充功率,但这会延长充电时间。长期以来,这成了固态电池规模应用的主要障碍。
最近有了新进展。10月30日,清华深圳国际研究生院和天津大学的团队在《自然》刊登了研究成果。这个成果给固态电池在低温下稳定工作带来新办法。
这项研究有两组关键数据。第一组是低温循环稳定性:用新方法做的固态电池,在-30℃下能稳定循环7000小时。换成日常用法,如果每天充放一次,这种电池可以稳定工作约291天,循环期间性能衰减低于5%。对比来传统固态电池在-10℃下循环1000小时就衰减20%以上,到了-30℃几乎会罢工。差距很明显。
第二组是快充和兼容性数据:把这种电池配到现在主流的高镍正极体系后,在-30℃仍能实现大倍率快充,也就是半小时能充到80%,充电速度只比常温慢15%,明显好过传统固态电池在低温下约40%的降幅。更方便的是,这项技术不需要改动现有电池生产的核心设备,车企不用投入巨额改造生产线,意味着量产成本和速度更容易被控制。
把这些数据和国外对比,就能看清价值。丰田在2023年公布的低温数据是-20℃循环3200小时;三星SDI在-25℃展示的样品循环寿命约4500小时。现在这项研究在-30℃下达到7000小时,明显把低温抗性提高了一个档次。
这项技术离普通车主并不远。按常规技术落地节奏,先小批量测试,再量产装车,估计如果明年开始试装,2026年前后可能看到搭载这类固态电池的量产车。到那时,冬天用车会有三点明显不同:
第一,续航不再大幅缩水。以目前主流电动车的标称续航算,搭载新电池的车型在-30℃下实际续航能达到标称的85%以上。比如标称600公里的车,冬天实际能跑约510公里,不用为了省电而不开暖风。
第二,快充速度不再明显下降。即便在-20℃,快充半小时也能到80%,充电效率接近夏天,东北等地的车主不用在快充站里冻着等很久。
第三,电池耐用性更强。传统固态电池三年左右可能衰减20%,新技术能把同样周期的衰减控制在10%以内,这意味着二手车保值更好,用户也不必担心几年后续航大幅下降。
这项技术对储能也有帮助。北方光伏电站冬天因为低温,储能效率会大幅下降,导致很多发电存不住。户外移动电源在冬天也常常无法启动。用上新技术的固态电池,在-25℃下储能效率还能保持90%以上,电站和户外设备都会更稳定。
股市方面,10月30日固态电池板块活跃,有公司股价大幅上涨。和以往只有概念炒作不同,这次有明确的技术成果、同行评审和实测数据支撑。市场看得出哪些是空喊口号,哪些是真技术。这次的突破既给市场送来“技术能落地”的信号,也让产业链更有信心投入。长期这也能提升我国在固态电池领域的竞争力。过去日韩企业在某些核心专利上占优,这次的技术路线更自主,就业和产业化选择会更多,不容易被“卡脖子”。
说回老百姓的感受,冬天开电车不担心续航的日子已经越来越近。遇到固态电池板块活跃时,不必先怀疑是炒作,可以先看背后有没有真数据和能量级证明。真正能解决普通人实际问题的技术,才有长期价值,也能推动整个行业向前。冬天开电车不用再担心续航大幅下降的日子,很快就会到来。
 
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