有关于硫化物材料的华为电池专利文件,最近引发了对于电动车续航能否达到3000公里的说法。
在传播过程中,“续航数字”、“快充时间”被不断放大,甚至出现“5分钟充满”的说法。“专利公开代表技术方案已经进入公开信息范围,并不等于产品已经完成量产,也不等于相关数据已经在量产车型上实现。”据素材信息可知,本专利名称是掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池,2023年5月提出申请,2024年11月公开。围绕它出现的400-500Wh/kg能量密度、低温容量保持率和循环寿命等数据,属于相关技术讨论中的实验室或者理论指标,并不能直接当作普通消费者能够买到的车型表现。
为什么硫化物固态电池会受到关注?目前市面上主流的动力电池大多为液态锂电池,如磷酸铁锂、三元锂等。固态电池用固态电解质代替液态电解液,在能量密度、安全性以及快充能力等方面可以得到进一步改善。其中硫化物电解质具有较好的离子传导性能,因此被视为重要的技术方向之一。
但是该条路线也存在一定的缺点。硫化物电解质和金属锂负极接触后会产生界面副反应。随着电池反复充放电,界面形成的反应层会阻碍锂离子的传输,造成容量衰减、循环寿命变差等问题。怎样让电解质与负极长期稳定共存,在硫化物固态电池应用过程中是必须解决的问题。
素材中提到的技术思路是在硫化物电解质里掺入氮元素,在电池工作时使锂负极表面形成氮化锂保护层。简单的来说,就是通过这个保护结构来减少两种材料之间发生的直接副反应,而保持好锂离子的传输。它解决的是电池内部材料界面稳定性的问题,并不涉及最终能否转化为整车续航的问题。
网上最火的“3000公里”,本质上就是由能量密度、装载电量、理论工况推算出来的数字。实验室数据和道路实测之间存在明显差异。车辆实际续航受车重、风阻、气温、车速、空调使用情况及载荷等因素的影响较大。即使同辆车,在城市道路上行驶和低温环境下行驶的结果也可能会有较大的不同。
现有的车型标称续航与真实长途表现并不完全一致,不能简单地把实验室电芯指标直接换算成消费者的实际里程。因此,“3000公里”更适合被理解为技术潜力或理论推演,而不是已经确定的量产车承诺。把一个专利中的技术指标直接等同于整车续航,属于跨越了多个验证环节的解读。
量产还要承受来自四个方面的压力。
第一就是材料和工艺。硫化物材料对水分比较敏感,在空气中接触水分会产生硫化氢等有害气体。相关的生产环境、设备密封、材料处理和安全管理都需要重新设计,现有的液态电池产线不能简单照搬。
第二是充电基础设施。即便电池本身具备很强的快充能力,5分钟充入大量电量也需要相匹配的充电设备、电网容量和热管理系统。充电桩功率、站点配电、车辆接口以及高峰期运营能力都会影响到快充技术能否真正落地。
第三是成本。新材料、特殊设备以及小规模生产都会使早期制造成本上升。即便技术样品表现很好,在高端或者小批量车型上进行验证也是合理的,普通家用车能否迅速使用还要看良率、供应链和规模化能力。
整车安全和寿命就是指电芯的安全性能及使用寿命,一般从以下几个方面考虑。一是电芯的单项指标不能反映整车的表现;二是电池包结构、碰撞安全、热管理等要经过不断测试才能保证其安全性;三是低温性能要经过多次实验验证,以确保其在各种温度条件下都能正常工作。只有各个部分都符合要求的技术,才可能从实验室走向消费者日常用车场景。
华为“巨鲸”电池平台和该项硫化物固态电池专利不是同一个概念。“巨鲸”平台属于液态电池结构和温控优化方案的改进方式,相关车型采用的是液态电池体系,并不能因为名称或者品牌相同而将其与固态电芯直接联系起来。
根据时间推算,行业普遍认为固态电池可能在2027年到2028年间开始小批量装车,在大规模普及的时候则会是到大约2030年前后。但是这仅仅是行业预期,并不是已经确定的产品时间表,最终还是要依靠技术验证、生产能力和市场成本来决定。因此对于“3000公里续航”这样的说法,既不能全盘否定,也不能把它当成现实看待。专利说明企业正在尝试一种新的技术路线,而产品价值的体现还需要经过量产电芯、整车测试以及长期使用等环节来完成。“等待买车的人是否应该等待”,需要根据预算、用车频率、充电条件和实际需求进行判断,不能只关注一个尚未落地的理论数字。
所以对于“3000公里续航”这样的说法来说,不需要全盘否定它,也不应把它当作现实看待。专利说明企业正在探索一种技术路线,并且产品的价值要通过量产电芯、整车测试、长期使用等环节来体现。对于准备买车的人来说,是否等待的问题要根据预算情况、用车频率、充电条件以及实际需求来判断,不能仅仅依靠一个还没有落地的理论数字来做决定。技术进步值得被关注的是它的影响范围,并且理性地看待它与我们的差距同样是重要的。