如果就补能效率来说,极氪金砖电池不输给同为磷酸铁锂的宁德时代神行超充电池,后者官方公布的数据为:充电10分钟,续航400公里。
根据极氪方面的描述:金砖电池搭载极氪自研的全域800V 架构,匹配 800V 极充技术,最高支持4.5C超快充,使用成本更低的磷酸铁锂材料体系。换算下来,充电 15 分钟,续航超500公里。
除此之外,金砖电池还能做到16C的3秒脉冲放电倍率,让搭载金砖电池的电动车拥有更强的瞬时加速能力。据了解,搭载金砖电池的极氪007双电机高性能版本,能轻松实现2.84秒的零百加速成绩。
对此,极氪官方号称:金砖电池是全球量产最快充电速度磷酸铁里电池。并且,极氪还列出了当下主流快充磷酸铁锂车型,在快充15 分钟后的续航对比。
其中,小鹏 G9快充15分钟续航是 399 公里,最近非常火的华为智界 S7为352.5 公里,而腾势N7则是350公里。能够正常的看到,对比市场同为800V平台的产品,金砖电池续航能力至少多出100 公里。
不仅如此,极氪方面称,即便在 -10°C 的低温下,金砖电池的充电速度也有着 25%的提升。
那么,极氪金砖电池是怎么样才能做到以上性能指标的呢?这里,我们先给大家普及一下电池充电工作原理。
根据电池充电工作原理,锂离子从正极出发,经过隔膜、电解液,到达负极,包括脱出、迁移和嵌入三个过程。单位时间迁移和嵌入的锂离子越多,充电速度越快。
简单理解就是:我们把锂离子电池可以看作是一辆小汽车,从A点到B点,即正极到负极,需要穿过一条“公路”,即隔膜、电解液等等。而在这个穿梭的过程中,速度越快,那么充电速度就会越快。总之,想要提高效率,就得降低在这个穿梭过程中的阻力。
一方面,通过融合叠片式多极耳结构+双铆极柱导流设计,有利于减少大电流通过时产生的过热。就拿叠片多极耳结构设计来说吧,这种极耳设计可以让电芯的热量分布更加均匀,更高效的温度控制能力。此外,金砖电池还采用了双铆极柱导流设计,电芯过流能力提升100%。
另一方面,则在电芯内部从正极到负极在材料上层层优化,以加快内部离子的流动,提升充放电效率。
具体来说,金砖电池正极采用了纳米级磷酸铁锂颗粒复合导电剂,负极采用低焓变石墨负极材料,并且采用了多梯度电极片设计,表面配备了低阻抗SEI膜。正负极之间采用了三层复合多孔膜,搭配超快解离电解液。
另外,金砖电池的电芯外表采用了专属金色耐高压绝缘膜进行包裹,这也是金砖电池名字的由来。相比其他电池的蓝色绝缘膜,金砖电池的金色膜性能更强,能承受4000V的DC高压,耐高压能力提升了27%。
就技术思路而言,极氪金砖电池和宁德时代超充电池的大方向是一样的,都是降低锂离子穿梭过程中的阻力,以此来提高充电效率。但在具体的技术和材料使用方面,极氪有自己的一套“武功秘籍”。
我们都知道,电池是电动车上的“大件”,如果能把电池做的更小,不管是对于减轻车身重量,提高整车空间利用率,亦或是提升续航都是大有裨益的。而在同等体系下,极氪方面表示,金砖电池的电量较传统磷酸铁锂电池多出了26%。
金砖电池能做到这一点,不单单是因为极氪提高了电芯的能密度,同时还有提高了电芯仓的体积利用率。
首先,是在结构设计上的优化。金砖电池采用了仅由电芯、上盖、底板组成的紧凑三明治结构,极氪将四方阶梯仓纵向调高,使得体积利用率提升了7.6%;电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料,将原本厚厚的隔断变成了薄薄的“屏风”,体积利用率提升 6%。
而在电池底部,极氪使用一体化液冷托盘代替传统的水管结构,体积利用率再提升 8.5%。
不仅如此,对比传统设计,金砖电池的采用线米,核心部件减少减少 35%,最终让电池质量单位体积内的包含的能量提升10%以上。
其次,是在材料上来优化。比如电池质量单位体积内的包含的能量本身的优化。而在这一系列的优化设计下,金砖电池最终的体积利用率达到了83.7%。不过,极氪并没有公布金砖电池电芯的单体能量密度。
作为比较,普通磷酸铁锂电池的体积利用率为 66%左右,而普通三元锂电池则为 72%左右。而金砖电池的利用率达到了 83.7%,是目前全球量产体积利用率最高的动力电池。
极氪方面做出一个这样的比喻:如果把友商们的电池比作公摊面积最大的酒店式公寓,那么金砖电池第一次让电芯住进了得房率更高的大平层。
而得益于更大的空间利用率,极氪007的续航表现同样亮眼。根据工信部公布数据,极氪007最高纯电续航能达到870公里,这块金砖电池可谓是功不可没。
电池安全一直是大家比较关注的问题。而在安全方面,极氪金砖电池通过几个非常“变态”的测试来自证自家电池的安全性。
其中,在经历了以上5项严苛的测试之后,这块金砖电池依然能够驱动车辆,而在“10米高空坠落”过后也没发生爆炸起火。
首先,是挤压测试。以国标1.5倍的挤压力挤压满电的金砖电池,并且,让挤压变形量达到 30%以上,此时电芯隔热膜持续拉伸扭曲。静置一小时后,依旧不漏液、不掉电;
其次,是针刺测试。极氪用一根 5 毫米的钢针,从弯曲程度最大的点进行针刺贯穿,导致电芯短路,整一个完整的过程依旧没有起火和爆炸,电芯表面温度仅为 33 摄氏度。
最后,是火烧。传统国标工况的外部火烧要求是130秒不起火、不爆炸,落到现实场景,也就是两分钟多一点的逃生时间。这次,极氪将逃生时间延长到了240秒,足足 4 分钟。
值得一提的是,以上三个测试并不是“一个测试项目一块电池”,而是在一块满电的金砖电池上一个接一个完成以上三个测试,足见金砖电池在安全方面的可靠性。
除了在电池自身安全结构上下功夫之外,在安全策略方面,极氪金砖电池还做到了实时防控、自动预警、云端监控、毫秒断电、多层隔热、主动冷却、无障碍排热、高效吸热共8个方面的安全防护。
极氪CEO 安聪慧表示,金砖电池并非一个“PPT电池”,目前已完成了量产下线 上首发搭载。也就是说,金砖电池快充、安全等优势,也将成为极氪007的主打卖点。
其整体生产效率(相比常规三元锂电池)提高40%,每kWh成本降低14.8%,成本更低。
即15分钟找到充电桩、15分钟充好电。以及“千站万桩”配套服务计划——预计将在2024年累计建设极充站1000座,2026年累计建设超过10000根极充桩。