宁德时代发布系列“王炸”产品:12C电池、高比能钠电池、多核电池……-电动汽车观察家

宁德时代发布系列“王炸”产品:12C电池、高比能钠电池、多核电池……

没错,电池也搞“多核”。

4月21日,宁德时代举办了首个超级科技日,一口气发布了三款动力电池产品——钠新乘用车动力电池、骁遥双核电池、第二代神行超充电池,以及一款蓄电池产品——钠新24V重卡启驻一体蓄电池,可以说实现了从技术到产品全面革新。

其中最重磅的就是这个“骁遥双核电池”和钠离子电池。

我们可以将双核电池理解为宁德时代第一代“多核”电池,后续或许会有三核、四核甚至更多核产品的推出。

宁德时代董事长曾毓群表示,从双核到多核的创新架构将不只限于新能源乘用车领域,还将在电动巴士、重卡、飞机、船舶、工商业等全领域落地,加速新能源全场景产业化;同时也将加快固态电池等前沿技术的应用进程。

另一个重点钠离子电池的性能得到全面提升,能量密度可达175Wh/kg,开创无膨胀负极技术,开发充放电接近零应变的电芯。24V重卡启驻一体蓄电池,2025年6月正式量产,钠新乘用车电池将于2025年12月正式量产。

01

自生成负极技术+双核架构

为了提升钠离子电池的能量密度的边界,宁德时代开发出了自生成负极技术。在自生成负极技术中,宁德时代不再使用传统的石墨负极材料,而是让元素以金属的形式沉积在集流体上,实现能量密度的跃升,让电池体积能量密度提升60%,重量能量密度提升50%,能够在同样的电池包空间内,配置更多电量,支撑起更长的续航。

具体来看,是通过精准调控纳米级的界面层组分与结构,使离子传导速度提升100倍,沉积粒径相比行业提升10倍以上,让金属元素在界面上真正实现致密且均匀地沉积,使活性离子消耗速率降低90%,大幅延长电池的循环寿命。

材料设计上,在自生成负极电池内打造了界面保护层,将活泼组分渗透率降低了93%,活性离子的副反应消耗降低了85%,电池的存储性能提升了300%,大幅减缓电池的衰减。

在安全层面,宁德时代在电解液设计上,重筑高热稳定新型有机溶剂体系,大幅提升电解液耐高温性能,使电芯热稳定性提升80%,显著拓宽了电芯热安全的边界。

宁德时代自生成负极技术,能够灵活适配各种材料体系。比如,钠离子体系搭配自生成负极电池技术,能量密度可达350Wh/L;磷酸盐体系搭配自生成负极电池技术,能量密度可达680~780Wh/L;三元体系搭配自生成负极电池技术,能量密度提升至1000Wh/L以上。

多核时代的第一步就是“双核架构”,双核的含义非常丰富,从结构上,是包括两大“独立能量区”,可以实现不同化学体系、高低压和全面冗余多个方面需求。

在功能方面,“双核”包括高压双核、低压双核、结构双核、热管理双核以及热失控安全防护双核,能确保动力输出的连续性、稳定性和安全性。

一是,高压双核,电池包两个能量区的高压系统能够自由组合,可以串联、并联或独立输出。

当一个能量区的高压系统遇到紧急情况,BMS的控制系统能够立即识别和判定,通过物理-电气双重隔离,切断故障单元;同时通过拓扑重组技术重构高压回路,毫秒内完成健康能量区的高压系统无感接管。设计上,通过"故障切割+能量重构"双保险机制,实现碰撞、短路等极端场景下高压供电不中断。

二是,低压双核,构建高压与低压双重能量的转换通道,当一个区域突发故障导致12V供电中断时,智能管理系统同样能在毫秒内完成供电切换,确保车辆照明系统、制动助力、转向控制、车身控制系统等所有低压系统的稳定运行。

三是,结构双核,基于航天工程分舱防护理念,打造的"物理隔离和功能备份"双重安全体系。当车辆遭遇极端外界损坏导致单侧结构受损时,无损结构区域能够依托立体桁架结构,维持正常结构功能。配合高压双核与低压双核的安全备份,即使单舱物理失效,仍可保障车辆以一定的安全速度继续行驶。

四是,热失控安全防护双核,通过“分区隔离+主动防御”双重防护机制,可在某区域电芯发生热失控时,让系统立即打开定向导流通道,将高温气体快速排出电池包外。通过类似航天器分断隔离的设计,使失控区域成为独立封闭的单元,确保其余电池处于正常工作环境,实现"全域无干扰运行"。

五是,热管理双核,能结合不同区域的电池温度特性,实现自主调配,形成双路立体热管理网络。就像汽车的分区空调,可以实现不同区域的温度独立控制。

02

骁遥双核电池

宁德时的将双核架构和自生成负极技术,进行了深度的融合,从而形成了此次发布会最重磅的产品,骁遥双核电池的诞生。

骁遥双核电池采用“电电增程”技术,能够根据车辆的行驶状态和用户驾驶习惯,智能调控两个能量区的分配策略。主能量区可以根据用户的驾驶习惯与场景,适配不同化学体系的电芯,满足日常用车需求;增程能量区可采用高比能自生成负极技术,提供更大的电量,以满足用户的长途出行需求。

这一方案形成了三种产品,可以覆盖用户全价位全车型全场景:

一是,骁遥“钠-铁”双核电池。以“钠新电池+磷酸铁锂自生成负极电池”组成的骁遥“钠-铁”双核电池,充分利用了钠新电池的低温性能,-40℃环境下能量保持率依旧大于90%,让用户可以在北方寒冬中畅行无阻。以轴距2.75米的车型为例,通过钠铁的性能融合,取长补短,整体电量可突破75度,综合续航突破700公里。

二是,骁遥“铁-铁”双核电池。“第二代神行超充电池+磷酸铁锂自生成负极电池”组成的骁遥“铁-铁”双核电池,可令轴距接近3米的车型,续航由800公里跃升至1000公里,出行半径覆盖长三角黄金自驾圈,从上海到黄山,往返无需充电。同时,在紧急补能的需求下,主能量区还可以提供峰值12C的充电体验,从5%补能至70%SOC仅需5分钟。

三是,骁遥“三元铁/双三元”双核电池。骁遥“三元铁”双核电池由“三元体系电池+磷酸铁锂自生成负极电池”组合而成,依托主能量区三元电池的优势,可以提供超过1兆瓦的强劲动力,即使电量仅剩20%,仍可输出超过600kW的功率,远超1台V12发动机的最大输出功率。

三元电池+三元自生成负极电池”搭配的升级产品——骁遥“双三元”元双核电池,搭载在轴距3米的轿车上,配电量可突破180度电,纯电续航里程轻松突破1500公里。

该技术源起宁德时代AB架构的电池产品,已经布局了350多篇技术专利,累计出货40多万套。

03

钠新电池

宁德时代通过开发出自生成负极技术,颠覆传统负极概念,使钠离子电池能量密度提升约50%;开创无膨胀负极技术,开发的充放电接近零应变的电芯,让系统结构更稳定可靠;针对循环寿命问题,开发高能SEI构建技术和低酸的电解液技术,解决充放电过程中SEI修复及酸腐蚀问题,实现高库仑效率;针对安全挑战,重构电解液体系,结合表面电场调控技术及隔膜断层设计,实现高安全性能。

具体来看,钠新电池包含两类产品,分别是钠新乘用车动力电池和钠新24V重卡启驻一体蓄电池,均可实现零下40℃至零上70℃的全温域适配,重新定义了电池的极限温域。其中,钠新乘用车电池可在零下40℃的环境下,仍能保持90%的可用电量。在仅剩10%SOC(剩余电量)的极端状态下,钠新乘用车电池仍可做到零下40℃整车动力基本不衰减。

钠新乘用车动力电池的能量密度达175Wh/kg,为当前全球钠电最高,比肩磷酸铁锂电池;支持峰值5C的充电速率和500公里续航,实现超1万个循环的寿命。在安全性上,钠新电池从材料本征层面消除电池热失控中的助燃因素,实现电池安全从"被动防御"到"本质安全"的突破。

宁德时代钠新24V重卡启驻一体蓄电池,使用寿命突破8年,全生命周期总成本较传统铅酸蓄电池降低61%。同时钠新重卡蓄电池具有全电量深度放电、零下40℃一键启动、久置一年可启动的优势,相比铅酸蓄电池而言更高效、环保、经济。

04

第二代神行超充电池

宁德时代第二代神行超充电池兼具800公里续航和峰值12C超充速度的磷酸铁锂电池,峰值充电功率达1.3兆瓦,可实现1秒2.5公里的无感补能。在零下10℃低温环境下,第二代神行超充电池15分钟可从5%补能至80%SOC,比当前行业最高充电水平提升了100%。

宁德时代第二代神行超充电池还提供全温域、全SOC(剩余电量)区间的强劲动力。宁德时代方面介绍,在亏电状态下,二代神行超充电池依然具备830kW的输出功率;在零下10℃低温亏电,仍可以满足百公里加速的动力需求。

曾毓群在回顾这些技术时表示,钠电体系的突破意义重大,此前钠电池在能量密度、寿命、安全、循环等方面存在不足,钠新电池的成熟加速了多核时代的到来。

“我们不希望被定义为电池的制造者,我们希望把自己称作新能源产业的开拓者。”曾毓群最后说道。

本文由 电动汽车观察家 作者:电观 发表,其版权均为 电动汽车观察家 所有,文章内容系作者个人观点,不代表 电动汽车观察家 对观点赞同或支持。如需转载,请注明文章来源。
4