極氪CEO安聰慧：投資百億自研自造的「金磚電池」，良品率要超過93%

本文作者：易思琳

2023-12-21 16:00

導(dǎo)語(yǔ)：自研電池，可以掌握話語(yǔ)權(quán)，不用被供應(yīng)商牽著鼻子走。另一方面，隨著時(shí)間推移和工藝完善，自造還會(huì)具備成本不斷削減的趨勢(shì)，極氪確實(shí)要這么做。

在當(dāng)前的新能源汽車行業(yè)里，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是最為主流的兩種電池類型。從行業(yè)普遍的評(píng)價(jià)來看，三元鋰電池在性能方面?zhèn)涫芎迷u(píng)，而磷酸鐵鋰電池在可靠性方面卻受到了質(zhì)疑。

12月14日晚上8點(diǎn)，極氪發(fā)布了自研的磷酸鐵鋰電池——金磚電池，試圖扭轉(zhuǎn)磷酸鐵鋰電池的既有印象。

據(jù)極氪智能科技CEO安聰慧介紹，金磚電池是“全球體積利用率最高、充電速度最快、充電最安全”的磷酸鐵鋰電池，可以做到充電15分鐘續(xù)航500km。

過去兩年，新能源汽車產(chǎn)銷的增加，也帶動(dòng)了電池產(chǎn)量的供不應(yīng)求，很多車企都有自研自造電池的計(jì)劃，但是自研電芯的車企很少，比如零跑雖然號(hào)稱電池自研，卻不造電芯。

自研、自造電芯到底有多難？

一位業(yè)內(nèi)人士告訴雷峰網(wǎng)，“車企自研電芯得看自研的深度，一類是自己做設(shè)計(jì)，在材料上進(jìn)行深入管控，需要建一些材料軟包實(shí)驗(yàn)室；一類是自己不僅設(shè)計(jì)電芯、做材料管控，還具備一定的工程化能力，有鋁殼生產(chǎn)線和檢測(cè)設(shè)備；另一類便是自建量產(chǎn)線，完全自制。”

金磚電池屬于第三類路線，電池是由自建工廠衢州極電工廠生產(chǎn)，電芯也是極氪完全自主研發(fā)。

極氪智能科技副總裁謝世濱說，“早在電池策劃架構(gòu)的最初階段，極氪就有自研電芯的想法。當(dāng)時(shí)我們從上萬種方案里挑出20種方案，再通過對(duì)20種不同方案的優(yōu)化，選定今天最適合在800V時(shí)代的全能型電池，研發(fā)具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)?！?/p>

目前很多車企造電池都會(huì)對(duì)外出售，比如說長(zhǎng)城、比亞迪，安聰慧在回答提問時(shí)表示，“在滿足極氪旗下產(chǎn)品自身的需求之外，金磚電池不排除會(huì)應(yīng)用在其他兄弟品牌，未來也不排除供應(yīng)給其他友商。目前，金磚電池還是主要應(yīng)用在極氪上面?！?/p>

值得注意的是，金磚電池發(fā)布會(huì)后僅僅2個(gè)小時(shí)，007的訂單就增加了487臺(tái)。

極氪為什么要選擇全棧自研電池？金磚電池又如何實(shí)現(xiàn)安聰慧所說的“全球體積利用率最高、充電速度最快、充電最安全”？

新智駕將對(duì)這些問題進(jìn)行拆解。

一、為什么堅(jiān)持選擇自研？

新勢(shì)力里，極氪不是唯一一家宣稱會(huì)全棧自研的車企，蔚來從2022年開始也進(jìn)軍動(dòng)力電池領(lǐng)域，但是在今年，蔚來的電池遇到了問題。

三個(gè)月前，蔚來稱根據(jù)業(yè)務(wù)需求，推遲了電池量產(chǎn)的時(shí)間。三季報(bào)的財(cái)報(bào)電話會(huì)上，蔚來官方說，電池不再自造，接下來只是自研電芯、材料和電池組。

和極氪能源日同一天，蔚來也在上海召開了一次小規(guī)模的媒體溝通會(huì)，李斌對(duì)暫停自研自造電池的原因進(jìn)行了重申，

他說：“電池分為研發(fā)和制造。制造環(huán)節(jié)，三年之內(nèi)提升不了毛利表現(xiàn)，因?yàn)殡姵刂圃煊泻艽蟮耐度肫?，要產(chǎn)能爬坡，提升良品率。我們不具備這樣的資源去支持這件事?！?/p>

動(dòng)力電池是典型的資金、技術(shù)密集性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)線建設(shè)、研發(fā)投入都很大，且短時(shí)間內(nèi)難以回本。從制造端來說，光自建工廠、引入全自動(dòng)化產(chǎn)線，投入預(yù)算可達(dá)數(shù)十億元甚至上百億元量級(jí)。

一位電池行業(yè)的業(yè)內(nèi)人士告訴雷峰網(wǎng)(公眾號(hào)：雷峰網(wǎng))，“車企自研電池分很多類，如果是自己有鋁殼的生產(chǎn)線加上檢測(cè)設(shè)備，投入在3-5億級(jí)別。如果是自己建量產(chǎn)線，至少10億起步?！?/p>

過去，電池是整個(gè)新能源汽車上最昂貴的部件之一，2022年經(jīng)歷了史無前例的上漲，今年又重拾跌勢(shì)。

2023年，鋰離子電池組的容量加權(quán)均價(jià)下降至139美元/千瓦時(shí)，同比下降了14%。

一位長(zhǎng)期跟蹤電池行業(yè)的投資人告訴雷峰網(wǎng)，“從供應(yīng)鏈上來看，目前電池的產(chǎn)能到2030年都是過剩的。行業(yè)過剩之后，企業(yè)提一個(gè)需求，電池廠都能做。”

投入大、周期長(zhǎng)、短時(shí)間難以回本，加上目前電池行業(yè)產(chǎn)能過剩，極氪為什么還要堅(jiān)定選擇這條險(xiǎn)路？

安聰慧說，“作為一家追求極致體驗(yàn)的科技公司，極氪要在新能源汽車的各大關(guān)鍵領(lǐng)域掌握核心科技。新能源時(shí)代，三電是核心競(jìng)爭(zhēng)力，極氪要給用戶提供足夠的安全、極致的體驗(yàn)、超高的性價(jià)比，電池必須自研自造?！?/p>

一位業(yè)內(nèi)人士告訴雷峰網(wǎng)，“自研電池，可以掌握話語(yǔ)權(quán)，不用被供應(yīng)商牽著鼻子走。即使供應(yīng)商斷供，車企自己也能造，自造還會(huì)有成本優(yōu)勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，確實(shí)要這么做?！?/p>

極氪官方披露，金磚電池從電芯到電池包全部自研制造，通過了平臺(tái)化的設(shè)計(jì)、集成化的設(shè)備和智能環(huán)保的運(yùn)營(yíng)能力，精裝電池的整體生產(chǎn)效率提升了40%。

效率的提升也帶來了更好的成本競(jìng)爭(zhēng)力，在同等性能情況下，對(duì)比三元鋰電池，精裝電池的整體成本每度電可以降低14.8%左右。

安聰慧在回答提問時(shí)說，“這就是自研的好處。技術(shù)的進(jìn)步和企業(yè)核心技術(shù)的掌握，成本是非常重要的。技術(shù)要領(lǐng)先，同時(shí)成本要低，才能形成核心競(jìng)爭(zhēng)力。”

除了要掌握核心的關(guān)鍵技術(shù)之外，和友商相比，極氪做電池的客觀優(yōu)勢(shì)也不少。

極氪作為吉利集團(tuán)旗下最重視的高端新能源品牌之一，能借助吉利這棵大樹收獲不少資源。吉利是最早參與投資布局動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的車企之一，早在2016年就開始投資建設(shè)電池項(xiàng)目，通過自研自產(chǎn)、投資入股、合資建廠等方式，不斷強(qiáng)化其在鋰電行業(yè)的布局。

據(jù)新智駕不完全統(tǒng)計(jì)，吉利至今已投資了13個(gè)大型電池項(xiàng)目，投資金額超過1100億元，規(guī)劃年產(chǎn)能超過306GWh。在這超過1100億元的投資里，其中超過60%的資金都用于自建電池工廠。截至目前，光自建的電池廠就有耀寧、星能、衡遠(yuǎn)新能源等。

不過，吉利在動(dòng)力電池的深度投入也給極氪提供了經(jīng)驗(yàn)，極氪也在成立的三年里通過合資、自建的方式不斷完善自己在動(dòng)力電池的布局，如時(shí)代吉利、威睿。

時(shí)代吉利是極氪與寧德時(shí)代合資的公司（極氪49%、寧德51%），威睿則是極氪和吉利一起合資成立的電池公司，目前各自的股份占比分別是51%、49%，由極氪團(tuán)隊(duì)來負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理。

金磚電池便是極氪在電池行業(yè)投入的果實(shí)。極氪在成立不到一年的時(shí)間里下定決心投資建廠，因?yàn)橛屑瘓F(tuán)經(jīng)驗(yàn)的加持，加上布局較早，極氪自建的衢州極電工廠在2022年7月18日開始動(dòng)工修建，15個(gè)月左右完成了產(chǎn)線通線，包括約半年的電池產(chǎn)能爬坡時(shí)間。值得注意的是，這個(gè)項(xiàng)目的投資超過百億。

安聰慧表示，“從投產(chǎn)時(shí)間上來看，極氪的能力遠(yuǎn)高于同期友商。目前衢州工廠的良品率正朝著既定目標(biāo)前進(jìn)，最終要做到93%以上?！?/p>

二、金磚電池的三個(gè)“最”

在發(fā)布會(huì)上，安聰慧用了三個(gè)“最”來形容金磚電池——“全球體積利用率最高、充電速度最快、充電最安全的磷酸鐵鋰電池?！?/p>

電池行業(yè)里，一個(gè)不容回避的事實(shí)是，磷酸鐵鋰電池和三元電池相比，雖然材料更穩(wěn)定、價(jià)格更便宜，但是能量密度卻相對(duì)較低，充電速度較慢，給用戶帶來的充電體驗(yàn)也沒有滿足預(yù)期。

一塊電池的能量密度會(huì)對(duì)整車重量和續(xù)航帶來決定性影響。要提高能量密度，可以從提高電芯的能量密度和電芯倉(cāng)的體積利用率這兩個(gè)方面來解決。

金磚電池則在體積利用率上進(jìn)行了升級(jí)。目前金磚電池的體積利用率達(dá)到了83.7%，這比同類的磷酸鐵鋰電池要高，也超越了三元鋰電池。

目前行業(yè)著名的4680電池體積利用率為63%，普通的磷酸鐵鋰電池體積的利用率是66%，三元鋰電池的天花板也才剛剛突破72%。

極氪CEO安聰慧：投資百億自研自造的「金磚電池」，良品率要超過93%

如果把其他友商做的電池比作公攤面積最大的酒店式公寓，那么金磚電池相當(dāng)于第一次讓電芯住進(jìn)了得房率更高的板樓大平城。

如何做到的？

極氪智能科技副總裁謝世濱解釋道，為了能在電池包里放下更多的電芯，極氪對(duì)電池包的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了徹底的改造：

在電池底部使用一體化液冷托盤替代傳統(tǒng)水管結(jié)構(gòu)，減少結(jié)構(gòu)件對(duì)電芯空間的擠壓；

采用電芯、上蓋、底板的“緊湊三明治結(jié)構(gòu)”，釋放電芯倉(cāng)縱向空間；

在電芯之間采用航空級(jí)超薄熱阻隔材料，充分提升體積利用率。

極氪CEO安聰慧：投資百億自研自造的「金磚電池」，良品率要超過93%

相較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，金磚電池的采樣線路總長(zhǎng)度也縮短了157m，核心零部件數(shù)量減少35%，電池質(zhì)量能量密度也提升10%以上。

解決完電池本身的續(xù)航問題之后，用戶的續(xù)航焦慮要得到有效緩解，還需要提高補(bǔ)能體驗(yàn)——充電要快。

金磚電池號(hào)稱“全球充電速度最快”，性能提升的路徑也和行業(yè)里的其他友商一樣，都是從兩個(gè)方面來進(jìn)行提升——做高電壓、做大電流。

在做高電壓上，極氪采用了自研的800V架構(gòu)。除此之外，極氪需要做大電流，即在電池上做快充，提高單位時(shí)間內(nèi)的峰值功率，并讓這一狀態(tài)盡可能長(zhǎng)時(shí)間保持。

電池運(yùn)行的本質(zhì)是帶正電的鋰離子在正負(fù)極之間來回傳輸，要提高離子的運(yùn)輸效率，極氪在電芯材料上進(jìn)行了改進(jìn)。

先是正極材料上，極氪采用的是納米級(jí)的磷酸鐵鋰顆粒，疊加復(fù)合導(dǎo)電劑，可以增強(qiáng)反應(yīng)活性，加快離子從正極釋放的效率。

在正負(fù)極間的隔膜上，極氪采用的是三層復(fù)合多孔膜，提高單位面積內(nèi)的孔隙率；

在負(fù)極材料上，則是采用了低焓變石墨材料、多梯度電極片設(shè)計(jì)和表面的低阻扛SEI膜，經(jīng)過表面處理之后，可以進(jìn)一步降低鋰離子嵌入負(fù)極的阻抗，為鋰離子構(gòu)建高效傳輸通道。

800V架構(gòu)匹配800V極充技術(shù)，金磚電池最高充電功率可達(dá)500 kW，最大充電倍率達(dá)到4.5C；在10%~80%快充區(qū)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)充電15分鐘續(xù)航增加500 km以上，這個(gè)續(xù)航是Model 3續(xù)航的兩倍還多。

一位電池行業(yè)的專家告訴雷峰網(wǎng)，“磷酸鐵鋰電池做快充難度并不大，這種材料在低溫情況下掉電掉得很快，重點(diǎn)是怎么提高系統(tǒng)保溫能力?！?/p>

在溫控的設(shè)計(jì)上，極氪的做法是對(duì)電芯進(jìn)行了結(jié)構(gòu)升級(jí)，比如采用疊片多極耳設(shè)計(jì)、采用雙鉚極柱導(dǎo)流設(shè)計(jì)。這樣一來的好處是在零下10度的低溫下，金磚電池在使用超快充工況時(shí)，熱量分布更均勻、溫控更高效。

電池在實(shí)現(xiàn)了充電最快的同時(shí)，也需要保證使用時(shí)的絕對(duì)安全。

和三元鋰電池相比，磷酸鐵鋰的化學(xué)穩(wěn)定性更高，但這并不代表足夠安全。

極氪在金磚電池設(shè)計(jì)了專屬的金色耐高壓絕液膜，可承受 4000v直流高壓，耐高壓能力提升27%。

同時(shí)在安全防護(hù)上，極氪在原來的不起火等6項(xiàng)安全措施上升級(jí)為8項(xiàng)，保證電池的實(shí)時(shí)安全。

另外，極氪還在傳統(tǒng)的測(cè)試方案上進(jìn)行了升級(jí)，傳統(tǒng)測(cè)試方案是針刺實(shí)驗(yàn)，這是原來電池安全測(cè)試中難度最大的項(xiàng)目之一，但真實(shí)事故發(fā)生時(shí)，電池包可能先遭遇初次碰撞帶來的擠壓，讓原有的安全設(shè)計(jì)失效，再遭遇二次碰撞帶來的穿刺傷害。

極氪在原來的針刺實(shí)驗(yàn)之外還新增了超壓狀態(tài)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，用超國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)1.5倍的擠壓力讓電池的擠壓變形量達(dá)到30%以上，再使用5mm的鋼針從彎傾程度最大的點(diǎn)進(jìn)行針刺貫穿，導(dǎo)致電芯直接短路。

整個(gè)過程，金磚電池的電芯依然可以做到不起火，無爆炸，表面最高溫度僅為33攝氏度。

電池能力在逐步提升，超充樁的建設(shè)也要跟上。

截至11月底，極氪已經(jīng)在全國(guó)100個(gè)城市里累計(jì)建設(shè)了401座極充站，提供2261個(gè)充電功率均在360 kW以上的極充樁。

極氪預(yù)計(jì)，到2024年，極充站總數(shù)將達(dá)到1000座；到2026年，極充樁總數(shù)將攀升至10000根，實(shí)現(xiàn)“千站萬樁”的目標(biāo)。

2021年，極氪推出了充電功率360kW的極充V1，2022年極充V2的充電功率達(dá)到600kW，今年極充V3到了800kW。

原來一個(gè)360kW的樁可以滿足2-3輛車的充電需求，如果按照這個(gè)規(guī)律推演，極充V3將可以滿足5-7輛車的充電需求。

在被問到未來極充樁的電壓是還會(huì)繼續(xù)上升時(shí)，謝世濱說，“未來5C、6C甚至7C的電池都會(huì)出現(xiàn)，但是在充電電壓上，極氪出于安全風(fēng)險(xiǎn)的考慮，預(yù)測(cè)充電電壓這一數(shù)據(jù)不可能無限上升?！?/p>