撰文/ 周 洲

【资料图】

编辑/ 张 南

设计/ 师 超

“神行”磷酸铁锂4C超充电池发布会上，宁德时代创始人兼董事长、总经理曾毓群自始至终坐在台下，看着他的同事们在台上演说。

这场发布会的主角是这些博士工程师领衔的研发团队。

2019年，宁德时代推出全球首款CTP（取消电池模组，将电池包集中到车身底板）技术，2021年发布第一代钠离子电池，2022年发布超长续航1000公里的麒麟电池，2023年上海车展推出航天级应用的凝聚态电池。

发布会开场的视频短片中，出现了相对应的四位研发“悍将”：宁德时代研究院副院长、钠离子研发工程师黄起森，麒麟电池研发工程师秦峰，凝聚态电池研发工程师孙信，极限制造工程师马林。

宁德时代研究院是博士背景密度最高的研发部门。

研发团队最新发布的“神行”超充电池，针对消费者认为电动车充电（尤其是超充）服务“特别贵、不想等”的痛点，让超充成为20万元左右及以下区间的中端车型的标配。

除了安全之外，续航里程和充电便利度，左右着消费者是挑选电动车还是燃油车。如果超充的价格能降下来且成为标配，充电像加油一样快的话，这可能会PK掉燃油车的最后一块堡垒。

据汽车商业评论了解，神行电池2023年年底量产，2024年一季度上市。发布会后，阿维塔宣布，将成为首批搭载宁德时代神行超充电池的新能源汽车品牌。

4C超充磷酸铁锂版

小鹏汽车动力总成中心总经理顾捷在今年6月的宜宾动力电池大会上称，为了支撑电动汽车更快充电，整个行业的共识是往高压、大功率方向拓展。

为了充电速度更快、效率更高，一是需要800V等级的平台电压，另一个需要电池电芯具备高倍率的充电能力。

4C就是指电池系统的充电倍率。1C代表可在60分钟将电池系统电量充满，2C在30分钟内充满电，3C充电在20分钟内充满，4C代表15分钟内可将电量充满。目前小鹏汽车的标配是3C，

先看看宁德时代这次发布的神行超充电池有哪些特点：

1、充电10分钟可行驶400公里，相当于充电10分钟可以驾车从北京到济南，从上海开到合肥，从宁德开到金华，从重庆开到贵阳；

2、除了常温状态下充电快，在-10摄氏度的低温环境下，也可以在30分钟内充电至80%，实现低温如常温。

3、续航700公里以上，低温亏电状态下，零百加速不衰减。

与宁德时代已经发布的4C超充麒麟电池（三元）相比，神行电池是4C超充的磷酸铁锂版本。它在电化学材料和结构上，都做了创新。

动力电池主要由正负极材料、电解液和隔膜构成。

神行电池展台的工程师对汽车商业评论讲解道，从正极材料和负极材料来看，神行电池主要做了结构创新。

超充的过程实际上就是锂离子如何快速地嵌入到石墨负极的过程。

神行电池的磷酸铁锂正极材料上，使用了超电子网正极技术，采用了纳米化的磷酸铁锂正极材料，降低锂离子脱出阻力，以快速响应充电信号。

负极材料没有采用碳化硅、依然是石墨，不过采用了二代快离子环技术，实际上是为锂离子传导搭建一个高速公路的概念。这是对石墨表面进行改性，微观层级的小颗粒之间，搭建有更多的通道让锂离子嵌入进来，缩短嵌入距离。

有了更多通道之后，还需要有低曲率，意即尽可能让这些通道更直、少弯曲，让锂离子更快嵌入。

在电解液上，则有电化学体系的创新。

神行电池的另一位设计工程师对汽车商业评论称，电解液上采用的是全新的超高导电解液配方，可以提升电导率、降低电解液粘度，增强锂离子脱溶剂化能力，为离子松绑。

电解液主要解决的是脱溶剂的问题，使锂离子更容易穿越出去、嵌入到石墨负极。

隔膜上，超薄SEI膜有效降低阻力，让锂离子“纵享丝滑”地穿透。同时，神行电池改善了隔离膜的高孔隙率和低迂曲孔道，等于改善了锂离子液相传输速率。

该设计工程师称，上述这些电芯内部结构和电化学体系的创新，不单单是增加了磷酸铁锂电池导电率，该电池还使用了多梯度的分层极片设计——将电芯的上层拉高孔隙率，下层增加压实密度，不仅考虑了充电时间，也兼顾了提高能量密度。

据汽车商业评论了解，神行电池整块电池包的能量密度约为140-145Wh/kg，电芯的能量密度约为186Wh/kg，700公里的续航里程大概需要80度电。

传统的电池包内部结构,是由多个电芯构成电池模组,然后将这个模组通过螺栓固定在拥有横梁和纵梁的外壳上,如此重复,多个电池模组最后组成电池包。

从整体电池包的结构来看，神行电池电池包取消了传统的横梁和纵梁，结构强度靠电池底部的结构胶、同样位于底部的电池冷板以及中间的几处挂载点支撑，挂载点是为了配合主机厂客户拧螺栓挂载用。

充电安全与成本

对4C快充来说，如何预防充电过程中产生的过热等安全问题是消费者特别关注的。发布会现场，神行电池一直被拿来和麒麟电池做比较。

前述工程师称，神行电池用的是底部水冷板设计。

通常水冷板布置在电池的底部,通过导热垫或者导热胶与电池模组底部保持紧密接触，以确保正常散热。

与麒麟电池双大面水冷板的结构相比，由于磷酸铁锂的化学体系本身安全阈值会更高，在原有的隔热垫上只需要预留膨胀空间就够了，再加上神行电池采用多梯度分层极片设计，在整体电池包的产热量降低的情况下，底部水冷板就能够满足4C快充的安全要求。

此外，磷酸铁锂电池热失控后温度不像三元电池会升至700-800摄氏度，所以神行电池的电芯和电芯之间不需要增加额外的隔热材料。

对于磷酸铁锂电池来说，由于其本身能量密度没有三元电池高，一般需要通过减重来增加续航里程。

神行电池通过上述结构设计，整体电池包重550kg，最大充电功率达到400KW以上，最大电流达600Ah以上，10分钟补续航400km。麒麟电池的140度电池包,重量达721kg，能量密度约195Wh/kg，续航里程超过1000km。

该工程师称，从成本上来看，神行电池比一般的磷酸铁锂电池要贵一些，他们会尽量挖潜成本，以求拉平4C超充和普通磷酸铁锂电池的成本，不过不好与麒麟电池比较，因为价格最终从整车上体现出来。

目前，搭载宁德时代140kWh麒麟电池的极氪001，售价40.3万元起，相较100kWh的版本，价格虽说贵出10.3万元，不过续航里程突破1000公里，里程焦虑确实得到了极大缓解。

市面上提供4C超充的，基本都是高压平台的中高端车型的高配版，比如基于800V高压平台的车型有极狐阿尔法S全新HI版(39.79万-42.99万元)，小鹏G9（30.99万-46.9万元），路特斯Eletre（82.8万-102.8万元），保时捷Taycan(89.9万-183.8万元)、奥迪RS e-tron GT(146.88万元)，埃安V Plus超充版（26.98万元）。

前述工程师称，神行电池是磷酸铁锂超充版本，体现在整车价格上大概是20万元及以下的中端车。

磷酸铁锂虽然能量密度低、续航里程不如三元电池，但其成本低、热失控安全阈值较高。随着结构改进以增加续航里程、超充等补能服务逐渐跟上来，越来越多的车企（中端车型）开始采用磷酸铁锂电池，比如特斯拉、通用、大众集团。

根据中国汽车动力电池产业创新联盟的最新数据，今年1-7月，中国动力电池累计装机量184.4GWh,其中三元电池为58.6GWh，占31.8%，同比增5.65；磷酸铁锂电池为125.6GWh，占总装车量的68.1%，同比增59.6%。

从宁德时代的装机量来看，今年1-7月装机量为79.5GWh，三元电池为36.19GWh，磷酸铁锂电池为43.31GWh，分别占45.5%、54.5%。

仅仅一年半，磷酸铁锂就反转了局面，占据了绝对优势。

2021年，宁德时代的动力电池装机量结构中，三元电池装机量为46.7GWh，占比55.9%，磷酸铁锂电池装机量为36.9GWh，占比44.1%。

和谁 “在一起”

宁德时代磷酸铁锂4C神行超充电池发布会上，台下有三次明显笑声。

第一次笑声，是宁德时代国内乘用车事业部CTO高焕提到产品品质时用了“遥遥领先”形容，台下发出一阵笑声。熟悉这个词的圈内人都知道，这是今年余承东在夸赞自家参与的问界电动车质量好过车企标准时的措辞。

第二次，是长城汽车总经理穆峰发视频为神行电池站台，表达和宁德时代“一路同行”。在举报比亚迪常温油箱问题后又被比亚迪裹挟着“在一起”，长城汽车真正表态和谁在一起，引发众人感慨。

第三次，是余承东这位“遥遥领先”的本尊发来视频贺电，台下哄笑。

长安、奇瑞、广汽集团、极氪、长城、哪吒等车企掌门人纷纷发视频表态和宁德时代“在一起”。

前述宁德时代工程师对汽车商业评论称，这些车企基本上都有在合作洽谈神行超充电池，有的已经开发B样机，有的已经在验证阶段。

据汽车商业评论了解，神行电池2023年年底量产，2024年一季度上市。发布会后，阿维塔宣布，将成为首批搭载宁德时代神行超充电池的新能源汽车品牌。

按照美国学者埃弗雷特罗杰斯的创新扩散理论，渗透率在16%以下时是先锋用户主导，渗透率超过16%时，就开始从先锋用户迈向大众用户。2022年，中国的新能源汽车渗透率首次超过16%达到25%。

随着电池能量密度不断突破，续航问题已基本解决，如今快速补能成为消费者更加关心的问题。

对于消费者来说，第一找充电桩比较费劲，第二充电时间比较长，整个过程耗时是无法预估的。一般充电需要一两个小时，天冷的时候充得就更慢。有的快充需要40-60分钟，但有时等充电桩的时间一等就需要耗上一两个小时。

如果要配超充，价格特别贵；不配的话，又不想等。消费者一犹豫，就去买了燃油车。

当超充还是高端电动车的选配时，宁德时代推出的磷酸铁锂4C超充电池，意在成为电动汽车的标配产品。

高焕在发布会上强调，这是为每一个普通消费者设计的超充电池：“神行的名字来源第一就是让所有人感知到快，第二品牌要有亲和力，走的是科技普惠路线。”

宁德时代磷酸铁锂版的4C超充电池，其实也是呼应诸多车企具有价格竞争力的超充需要而出。

当超充成为中端电动车的标配时，燃油车被绝杀的临界点可能真正来临了。

布局超充站

有了超充汽车，还得有超充站。

截至今年6月底，国内累计建成各类充电桩超过660万台，同比增加69.8%。若按照规划中的车桩比2：1来测算，2025年底全国共需要充电桩3000万台，较之目前的660万台，还存在着2000多万台的缺口。

8月4日，阳光电源充电解决方案经理王鑫伟在电动汽车充电设施产业峰会上称，未来充电基础设施的发展将以快充为主、慢充为辅，而且400KW以上的大功率充电设施将逐步得到应用。

目前，特斯拉、蔚小理、广汽埃安均布局了4C超充桩。充电网络布局多为星星、特来电等第三方平台为主，第三方平台布局的超充桩多以2C超充为主。

在超级充电桩建设方面，特斯拉是先行者。截止到2022年12月26日，特斯拉位于中国大陆的第1万个超级充电桩在上海东方明珠脚下正式落成启用。至此，特斯拉已在中国大陆建设开放超过1500座超级充电站。

宁德时代也在布局超级充电桩，旗下的上海快卜新能源科技有限公司（下称快卜），正在与车企联合建立超充站。

根据企查查消息，快卜成立于2020年3月，福建百城新能源科技有限公司作为大股东持股35.5234%，宁德时代是二股东，持股35.0911%。

快卜在宁德时代总部大楼正门不远处，建有光储充检充电站。

快卜的工程师对包括汽车商业评论在内的媒体展示222kw、600kw的电源柜以及6个超充终端产品组合。该超级充电站产品组合由快卜和车厂以及电池厂联合定义。

快卜自研的CSS系统（综合充电系统，屏幕上看到的系统），能够进行智能功率分配、OTA以及智能运维。

其中，电源柜以及超充终端都采用全液冷技术进行温控，以确保产品的质量更高、功耗更低、寿命更长。

储能柜由两个PCS（变流器）、宁德时代充放电达到15000次寿命的电池组成。储能柜具备4级消防安全、IP55+的防护等级以及民用级的EMC（电磁兼容性）。

近旁的600kw电源柜采用全液冷充电模块，每个模块40kw，共有15组模块。电源柜里有PCU（动力控制单元）控制器，对整个充电终端进行智能的功率控制。

旁边是600kw的车充充电终端，具备600Ah的充电能力，即插即充。

搭载宁德时代4C麒麟电池的汽车，12分钟内可以充满80%。

“一般我们soc的话会留到20%-30%左右才去充电，也不用充到100%，到95%就差不多了。所以十分钟左右就可以充满。”该工程师介绍道。

该工程师称，快卜的充电枪更轻、过流能力更强。车主能够通过手机app看到剩余的充电时间，掌握充电进度。充完电之后，车主会收到一个电池检测报告，实时看到车辆电池的健康状态，如果电池健康状态有问题，可以及时去维修厂维护保养。

建立超充桩相比普通充电桩相比，难在整体产品设计。液冷系统的设计、液冷枪械的设计以及整个CSS和微电网的能量管理系统控制是难点。

也因此，超充的价格会更贵。

特斯拉典型的V3超级充电桩，每度电成本达到2.5元，是家用电电价的4-5倍，充满电池包的费用在150元左右，成本非常昂贵。快充一般来说一度电的价格是在1.6元-2.2元之间。

建立一个超级充电站需要购买土地、购进设备和进行基础设施建设等。充电站的设备费用因功率而异，大约为10-20万元不等。建立一个中小型的超级充电站的投资成本大约在100万-200万元左右。

该工程师介绍，4C超级快充系统的投建成本基本上是快充系统的两倍以上。为了平衡成本压力，快卜会选择一个场站里建两个超充桩、6-8个快充桩的方式，把成本降下来，这样一套混合充电系统的成本大概比快充系统高出15%-20%左右。

快卜今年计划投资100个超级充电站，也会和中石油、车企以及第三方运营商合作，由快卜提供解决方案。

对于没有使用宁德时代电池的车企，如果满足4C超充条件想要在快卜运营的充电站超充，则需要打通超充私有协议。

汽车商业评论从知情人士处独家获悉，快卜第一个600kw的超充项目将和小米联合研发，外壳用小米的标识，系统解决方案由快卜提供，将于今年四季度在北京场站投运。