技术党 | 浅谈极氪金砖电池在行业属于什么水平？

时间：2023-12-20作者：瑞虎之意分类：新能源车浏览：42395

车原创 12月14日，极氪首款自研电池——金砖电池正式发布，对于很多消费者来说，它可能就和比亚迪刀片电池、上汽魔方电池、宁德麒麟电池一样，只是取名不同而已。但对行业内来说，当这块电池带上“自研”、“全球量产最快充电速度的磷酸铁锂电池”、“体积利用率全球第一”等字样的时候，就注定了它并不平凡。

自研意味着什么？

在燃油车时代讲究核心三大件技术，没有掌握核心技术的车企现在基本都淘汰了。而在新能源时代，全栈自研依然是各大车企追求的目标，从动力、电池等硬件，到座舱智能、电控等软件方面，都有不同程度的涉足。

但是在动力电池领域，车企真正能做到完全自研的也只有比亚迪等少数车企，其他大部分虽然也有自己的动力电池研发技术，但大部分都止步于电池系统层面。也就是说电芯还是要采购自宁德时代等供应商，车企只是完成电池包的封装Pack。所以别看这么多车企都发布了自家的电池产品，名称也是一个比一个霸气，但没有几家是真有核心技术的。

当然，比亚迪刀片电池是全自研的，广汽也发布了全栈自研的因湃电池，现在又多了一个极氪金砖电池，也是从电芯层面自研自造。

自研电池除了能更好解决系统匹配问题，还有一个最大优势就是降本增效。例如极氪就表示，自研金砖电池让生产效率提升了40%，而每度电成本降低了14.8%。在大多数新能源车企还处于亏钱卖车的阶段，占整车成本大头的电池成本下降，无疑能缓解车企的资金压力，而在产品端也能提升竞争力，给消费者更多让利。

800V高压平台下的“刀片铁锂电池”

极氪这块金砖电池，和比亚迪的刀片电池一样，都是采用刀片磷酸铁锂电芯，但不同的是它采用的是短刀电芯，目测只有500mm左右，而且起步是800V平台；而比亚迪大部分是长刀电芯，电芯长度在600-2500mm之间，主要还是以400V为主。

从电池包排列也能看出，比亚迪一块长刀电芯就能铺满电池包的宽度空间，而极氪金砖电池是两块短刀电芯拼接起来的。

电芯的外包装也不是传统的蓝色绝缘膜，而是金色耐高压绝缘膜，不仅让金砖电池更名副其实，这种材料还可以用承受4000V直流高压，耐高压能力提升27%，更不容易短路。

至于短刀电芯和长刀电芯哪个好，我觉得各有优势，长刀能减少电芯单体数量，更利于热管理。但短刀更适合做800V和4C以上的快充，因为长刀电芯形状太长，充电电流需要经过的路径很长，充电时间长，充放电的电流如果过大也更容易热失控；而且底盘变形也更容易导致大面积电池短路，产生自燃。短刀电芯则可以减小这些风险。

解决了磷酸铁锂电池的充电痛点

虽然目前没有更多电芯方面的详细资料，但我觉得仅从公布的信息来看，金砖电池就足以让人拍案叫绝，特别是它的快充能力。

大家应该知道，充电速度慢是磷酸铁锂电池的一大痛点，普通的磷酸铁锂电池，即便在30%-80%的快充区间，充电时间仍然需要30分钟以上，大概也就是2C的充电倍率。但极氪金砖电池采用800V架构，电极采用叠片多极耳结构+双铆极柱导流设计，还有锂离子全程加速技术，最大充电倍率达到了4.5C，最高充电功率可达500 kW，在10%~80%快充区间内，可以实现充电15分钟续航增加500 km以上。

这是个什么概念，目前2C、3C快充是主流水平，6C是天花板，也只有少数三元锂电芯的电池能做到，而极氪磷酸铁锂的金砖电池就做到了4.5C，即使对比很多三元锂电池，充电速度也遥遥领先，磷酸铁锂电池也正式进入超充时代。

在放电倍率方面，金砖电池3秒脉冲放电倍率最高也可达到16C，丝毫不会限制电机功率输出。搭载金砖电池的极氪007，可以轻松实现3秒级的零百加速表现。

至于磷酸铁锂电池怕冷这一点，官方目前没有明确的说明低温下的放电容量，只说能保证在恶劣环境下的超快充性能：即使在-10℃低温环境下，金砖电池依然可以实现优异的充电速度，其充电速度相比同类产品至少提升四分之一。

体积利用率虽高但能量密度还有提升空间

体积利用率这件事大概是从比亚迪刀片电池出现时拿出来说道的，毕竟磷酸铁锂电池在电芯能量密度上远不及三元锂电芯，所以更要尽可能提升空间利用率。比亚迪官方曾表示，传统的有模组电池包内空间利用率仅有40%，刀片电池的空间利用率可达60%-80%，空间利用率提升了50%以上。

但现在金砖电池直接把这一数据干到了83.7%，做到了全球第一。参考目前量产的各种动力电池的体积利用率，4680电池是63%，普通磷酸铁锂电池是66%，三元锂电池是72%。

为了达成这个目标金砖电池也做了多项技术改造：例如一是在金砖电池底部使用一体化液冷托盘替代传统水管结构，减少结构件对电芯空间的挤压；二是采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”，释放电芯仓纵向空间；三是在电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料，充分提升体积利用率。

另外相较传统设计，金砖电池的采样线路总长度也缩短了157 米，核心零部件数量减少35%，电池质量能量密度也提升了10%以上。

当然，这里我想大家最关心的一个数据就是，这么高体积利用率下，电池系统能量密度达到了多少。虽然官方没有公布，但据工程师介绍，电芯能量密度超过了250Wh/kg，我在工厂里也看到了成品电池包的铭牌参数（不让拍照）：容量75.6kW·h，质量589kg，额定电压610V。算下来整包能量密度128Wh/kg左右。

参考比亚迪目前所使用的第一代刀片电池能量密度是140-150Wh/kg，第二代刀片电池能量密度可达180Wh/kg，宁德时代麒麟电池（三元锂电芯）能量密度255Wh/kg。可见虽然极氪金砖电池体积利用率很高，但系统能量密度仍有较大的提升空间。

安全加码三项极限测试

对于电池而言，没有最安全，只有更安全，再怎么提升标准都不为过。而极氪为了追求更高标准的电池安全，先是将金砖电池极芯电池包的6大安全措施升级为8项，实现电池包全域安全的实时防护。

而且为了验证电池安全，极氪还设计了三项极限安全测试科目。

第一个是“超压针刺测试”，是将传统的“针刺测试”进行升级，将满电状态的金砖电芯先以国标1.5倍的挤压力施压，让电芯挤压形变量达到30%以上；静置1小时后，再使用5 mm钢针从弯曲程度最大的点进行针刺贯穿，让电芯直接短路。整个过程可以实现电芯不起火、无爆炸。

第二个是“外部火烧测试”，在国家机动车产品质量检验检测中心的电池包火烧实验室，实验人员通过油盘直接火烧的方式对金砖电池进行测试，接触电池包的火焰温度在700℃以上，持续火烧时间长达240秒，超过了国标130秒的测试时长，电池包仍旧不起火、无爆炸。

第三个是“6项极端工况测试”，也就是将同一块金砖电池连续进行浸水、火烧、冰冻、拖行、碾压、高坠等6大极限测试，可即便如此，金砖电池依然不起火，无爆炸。

大家应该知道，磷酸铁锂电池相比三元锂电池，本身就具备安全优势，而刀片磷酸铁锂又比普通磷酸铁锂在结构上更利于安全保护。在此基础上极氪再加码更高标准的测试，我想足以打消大家对金砖电池的安全顾虑。

编辑总结：就现有技术体系而言，极氪金砖电池显然已经走在了领先行列，快充和降本是它的最大优势，虽然还存在一些短板，但是通过1到2年的市场应用和技术迭代，应该能够很快提升。无论如何，对极氪来说都是一个良好的开端，毕竟又掌握了一项核心技术。据说这块电池将首先搭载在极氪007标准续航版的车型上，新车也即将开启试驾，关于电池的实际续航表现也很快会有结果。

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