安全与能量密度是核心

　　数据显示，2022年中国新能源汽车销量为688.7万辆，同比增长93.4%，占全球销量的60%以上。与此同时，新能源汽车在国内的渗透率也提升至25%。目前中国新能源车电气化区域发展不均衡，东南高、西北低。这其中有经济发展等多方面的原因，但也和动力电池特性有些相关。

　　下一步，动力电池研发还需要解决哪些问题？技术往哪走？首先要分析现在市场要什么，才能知道要针对性地做些什么。市场要什么呢？行业中的人想到第一个词就是“安全”。安全是动力电池、电动车的必要条件，没有任何妥协的余地。另一个被关注的指标是能量密度，对整车而言则是续航里程——因为用户都有续航焦虑。宁德时代发布的“麒麟电池”已经在极氪上装车，续航长达1000公里。发展到今天再加上基础设施的配套，里程焦虑不应该再是第一核心问题。

　　我国东南区域的新能源汽车销量强过西北区域，除了经济不平衡以外，还有一个原因是北方气候更冷。比起夏天，电池在冬天使用的里程要短不少，冬天的充电速度是否可以和夏天一样？冬天的里程是否可以和夏天相仿？这是首先要重点考虑的，也是今天仍未解决的问题。

　　此外，逢年过节大家都会出远门旅游，目前燃油车加油站的分布量是够的，但充电站没有那么多，二者数量之间有明显的区别。加油的车只需要5分钟就能走，一辆接一辆很轻松。而电动车一辆车占一个位置，一占就需要1个小时，第二辆车在后面等得焦急。如何能使补能速度和加油速度类似，并且能达到同样的效果？这是行业另外一个急需解决的痛点。

　　宁德时代的电池研发进展

　　安全是底线与必要条件，冬天的里程续航仍是痛点，冬天的充电速度也是痛点之一，全场景可靠性也是急需解决的问题。充电时间又被称为补能，要达到市场的需求也是一个需要解决的痛点、核心点。

　　第一，在全气候可靠性方面，宁德时代开创了低温的系统解决方案。麒麟电池结构相比传统的模式，比前一代的低温充电时间减少25%以上，低温动力性能提升超过20%。第二，在全场景可靠性方面，麒麟电池已经实现海陆空覆盖。电芯包括主动安全设计、被动安全防护以及智能制造工艺，还包含全方位测试验证、产品到市场端的大数据监控与大数据反馈。第三，补能有快充和快换两个方案，这两个方案各有特点，能各自适应一部分市场。如果未来的电动车既不能快充也不能快换，未来难有胜出的可能，这一点是我们近期急需解决的方向。

　　快充比较适合相对高端的车，宁德时代采用在化学体系上改进的方法，重点改变了负极——因为负极是充电速度的核心。我们架设了负极的充电高速公路，包括SEI膜如何降低阻抗、温升改善等，因为温升太高会影响寿命甚至是安全。同时，在结构和电池包上也要想一些办法。麒麟电池的电池包设计对快充非常友好，今年会在某客户的一款车上发布，该车充电不到10分钟可以续航超过400公里。未来我们计划实现快充7分钟续航400公里，明后年将陆续推广这一产品，此外还有目标为5分钟充电续航400公里。

　　目前市面上的换电通常在3~5分钟时间内可以将电池换下来。我们进一步思考，什么类型的车适合换电？终端用户关心什么？换电的方式比较适合上下班代步车、网约车等，这些用户群体对经济性的关注度也比较高。电池成本并不低，售价十几万元的车估计电池占6万元左右。如果卖给用户一部车，但电池不用付钱，即让终端用户不持有这一资产只要租赁电池，终端的欢迎度也会比较高。

　　大多数新能源车被用于上下班途中使用，一天行驶几十公里比较正常。但车辆如果“背”的是600公里的电池包，租金也会比较贵。假设将这个电池包割成三块出租，一块续航200公里，这就会便宜很多，也节省更多的社会资源。我们称这种方式为“叫巧克力换电”，平常上下班就租一块电池，上高速出远门时再多租两块，从原来的200公里变成600公里续航。宁德时代去年已经在这领域着手布局，目前已经在6个城市建了换电站，今年也会继续快速铺换电站。如果全行业觉得这一方案合适，希望能一起努力合作，进一步推动落地，以消除用户对充电补能的焦虑。

　　关于未来发展的思考

　　宁德时代正在推动液态电池往前发展，无论是固态还是凝聚态，那么研发的目的是什么？第一个目的是解决安全问题，第二个目的是提高能量密度。能量密度不是因电解质体系变化才提高，而是因为正负极变化才能提高。如果只是将液态体系的电解质换成固态，值不值得呢？液态体系已经能够解决安全的问题，如果非用固态解决当前体系的安全问题，我认为不值得。不过如果能降低成本，那还是值得做的，这一问题大家可以探讨。

　　除此之外，还有一个重要问题是如何提高能量密度。研发重点是负极能否换成金属锂，用现在的液态体系解决起来颇有难度，固态电池是业内比较公认、解决金属锂安全问题机会更大的方向。我认为，不论发展固态或者其他的形态，关键是要能解决问题。如果没有解决能量密度问题还采用现在的负极，继续发展液态仍然是不错的方向。如果能利用金属锂，那么固态电解质是比较合适的方向。但我的看法是要做全固态，如果掺杂液体，得看安全是否能解决；如果安全没有解决，固态的电导率可能比液态高一些，界面也难做一点，那为什么不做全液态？

　　目前宁德时代在全固态方面做了很多工作，属于行业领先水平。除此之外，我们还在努力走另外一个方向，化学体系已经商业化的主要包括两类即铁锂与三元。三元的能量密度更高，但成本高。是否能在保持三元能量密度的同时，将成本降到比铁锂更低的水平？有没有办法将镍、钴、锰拿掉后，还能做成与三元电池一样的能量密度？我们做了大量的计算与实验，已经在实验室里合成出没有过渡金属、类似三元材料的材料。目标是用这一体系将成本降到比铁锂还低，实现每公斤500千瓦时以上，当然现在离落地还很有距离。(本文未经报告人审核）