如何看待國(guó)內(nèi)的圓柱電池——嵐圖的琥珀？

寫完特斯拉的4680，我想一起說(shuō)說(shuō)國(guó)內(nèi)真正的圓柱電池，做這塊的一家是華霆?jiǎng)恿o相關(guān)廠家的方案，還有一家就是嵐圖汽車做的琥珀電池。今天我大致做一些盤點(diǎn)。

一、國(guó)內(nèi)鐵鋰的快速上量

從2020年下半年開始，電動(dòng)汽車在中國(guó)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入私人購(gòu)買占大多數(shù)的階段，消費(fèi)者對(duì)于車輛的需求是里程要高，快充速度要快，電池要安全。電池線路之爭(zhēng)，磷酸鐵鋰電池因?yàn)閴勖L(zhǎng)、成本更低，在中低續(xù)航車型中得到廣泛的應(yīng)用；而三元鋰電池因?yàn)槟芰棵芏雀?、整車電耗低，主要在中高續(xù)航車型中應(yīng)用。

從目前的狀態(tài)來(lái)看線路之爭(zhēng)還在僵持。從2021年的數(shù)據(jù)來(lái)看，目前在總的盤面，磷酸鐵鋰的產(chǎn)量在3月份首次超過(guò)了三元電池的產(chǎn)量；而磷酸鐵鋰的電池的裝機(jī)量也在7月首次超過(guò)了三元的裝機(jī)量，并且在8月逐步和三元電池拉開了差距。應(yīng)該能看到，當(dāng)前磷酸鐵鋰的電池的便宜和安全特性，在其能量密度提升以后，以高性價(jià)比在A00、A0和A級(jí)車上取得了有效突破。

圖1 2021年中國(guó)三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的情況

在中國(guó)主流的電池企業(yè)推動(dòng)下，高性價(jià)比電池直接與磷酸鐵鋰劃了等號(hào)，磷酸鐵鋰從產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)看，最大的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于金屬約束少，目前電芯質(zhì)量能量密度介于180-200Wh/kg之間（體積能量密度350Wh/L-450Wh/L）。

圖2 電池的路線之爭(zhēng)，現(xiàn)在磷酸鐵鋰的電池打破了原本中鎳三元電池的地盤

從2017年開始，由于補(bǔ)貼政策的壓制，在乘用車上的三元電池的獨(dú)占性受到了極大的挑戰(zhàn)。目前中鎳電芯240Wh/kg的能量密度沒有拉開與磷酸鐵鋰電池的差距，而高鎳電芯的應(yīng)用受到了限制，經(jīng)過(guò)幾年的起火事件增多，電池安全已成為消費(fèi)者購(gòu)買電動(dòng)車考慮的重要因素。安全主要體現(xiàn)在電池技術(shù)上，“不起火”則是電池安全最重要、同樣也是最難的問題。三元電池的發(fā)展方向能帶來(lái)更多的續(xù)航里程，但如何解決三元電池的安全問題？

業(yè)內(nèi)的設(shè)計(jì)方案有蔚來(lái)的不起火電池、廣汽的彈夾電池、長(zhǎng)城的大禹電池和吉利的SEA平臺(tái)電池。前段時(shí)間嵐圖汽車發(fā)布了琥珀、云母電池系統(tǒng)。

二、琥珀、云母電池系統(tǒng)

（1）琥珀電池

根據(jù)官方的說(shuō)法，“琥珀” 電池系統(tǒng)三維隔熱墻技術(shù)是在電池包內(nèi)填充特殊的有機(jī)硅復(fù)合材料，結(jié)合有機(jī)硅聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑，形成高效的隔熱阻燃絕緣層，使得每個(gè)電芯單元像“琥珀”一樣處于充分包裹中。

說(shuō)人話，就是按照之前嵐圖汽車發(fā)布的材料，模組的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，是使用高能量密度的三元電池，然后按照一定的空間進(jìn)行隔離，然后通過(guò)填充隔熱材料來(lái)充分把電芯熱失控條件下的熱量隔開。在熱失控傳播條件下，這種材料阻隔單個(gè)5Ah以上（NCA+硅碳，能量密度應(yīng)該比較高）電芯散發(fā)出來(lái)的能量，但是在快充過(guò)程中電芯的發(fā)熱，也會(huì)被阻隔。在下面的示意圖中，我們沒看到模組內(nèi)的冷卻結(jié)構(gòu)。

可以說(shuō)，嵐圖汽車是國(guó)內(nèi)所有的主流車企里面第一個(gè)選擇圓柱電池的。隨著將來(lái)21700升級(jí)到4680，嵐圖的21700琥珀電池可以升級(jí)成4680大琥珀電池，而整體的設(shè)計(jì)可以幾乎不變。

圖3 模組的設(shè)計(jì)效果，也是類似間隔擺布

在琥珀的方案里面，最主要還是靠模組設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱失控的，在特斯拉的百萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)汽車?yán)锩娴玫搅顺浞值淖C明。我相信圓柱這條技術(shù)路線在中國(guó)也只是少有人走而已。

圖4 嵐圖為了具象化，做的這個(gè)模型還是很生動(dòng)的

嵐圖FREE純電版車型上是使用了這款圓柱琥珀電池，也是使用了三星SDI提供的NCA高鎳8系電芯，這也是國(guó)內(nèi)純電動(dòng)BEV里面為數(shù)不太多的差異化選擇。

（2）云母電池

圖5 目前大部分方殼電池都是加入了氣凝膠

云母電池系統(tǒng)應(yīng)用于嵐圖FREE增程版車型中。“云母” 的叫法，指的是在方殼電芯之間加入了層狀A(yù)l-Si云母和氣凝膠。

這個(gè)做法其實(shí)比較通用，如下圖所示：

圖6 大家比的無(wú)非是這個(gè)氣凝膠的厚度和隔熱的效果

我個(gè)人覺得，其實(shí)三元是需要和快充結(jié)合在一起的，隨著高端電動(dòng)汽車對(duì)續(xù)航里程和快充速度兩個(gè)要求同時(shí)增加，三元做快充電池其實(shí)比磷酸鐵鋰做快充電池要更合適一些。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，高端電動(dòng)汽車的打法是減少電池的重量和提高電池快充的速度，有了安全性做保證才能充分挖掘快充電流的邊界。

小結(jié)：

嵐圖汽車在純電動(dòng)汽車里面選擇了圓柱作為戰(zhàn)略方向，我覺得還是很有意思的，后面跟隨4680 的升級(jí)路線還是可以有效的做出差異性。在增程里面做了熱失控防護(hù)推出了云母電池，也是很有意思的設(shè)計(jì)，平常低能量密度的PHEV電池也不需要做這樣的防護(hù)，但是往8系的PHEV電芯如果不做防護(hù)還是有一定的隱患的。