理想MEGA-宁德时代麒麟5C快充-如何解决热安全和寿命问题及其他电池产快充技术

为了解决纯电动汽车的续航焦虑顽疾，理想汽车为MEGA配备了超级快充技术，号称充电12分钟，续航500公里，最高充电功率可达520千瓦，补能效率进一步媲美燃油车，该技术也有望应用到其它理想纯电车型上。

动力电池作为超充技术的核心组成部分，理想MEGA则采用了战略合作伙伴宁德时代的麒麟5C电池，且是独家供应。作为宁德时代又一力作，麒麟5C电池到底如何？在理想MEGA发布会后，宁德时代国内乘用车事业部CTO高焕和理想汽车动力电池高级总监柳志民博士接受了包括《电动势》在内媒体的采访，向我们透露了研发麒麟5C电池背后的故事。

柳志民博士（左）、高焕（右）

1、从零开始

2018年，理想汽车开始决定研发超充电池，那时行业还没有完整的超充技术路线。柳志民博士透露，为此理想汽车先后找了很多国内外电池厂商一起去做方案，这个过程大概经历了两年时间。关于这些国内外电池厂商名单，除了当时理想汽车的动力电池合作伙伴宁德时代，还有包括三星SDI、蜂巢能源、欣旺达、中创新航等几家电池厂商。彼时，纵然花了两年时间，而且找了大量电池厂商，理想期望的超充电池方案依然难以落地。

高焕表示，2017年以前，宁德时代也在研究4C级以上超充技术，不过成熟度不够，做到快充就要牺牲电池能量密度，比如续航400公里的车，为了实现快充，续航只有200公里，顾此失彼。至于其它电池厂商，有知情人士透露，主要是“超快充电池的充电倍率和降低内阻不能调和，短时间内达不到理想的要求。”虽然当时电池行业没有成熟的超充电池方案可用，但理想汽车仍不放弃。在复盘超充电池项目后，理想汽车选择折返回来大力游说宁德时代，希望能够携手开发超充电池。经过反复商讨项目的可行性之后，宁德时代和理想汽车这才敲定了超充电池项目。过程相当曲折，而难度也是相当大。从项目正式确立，到产品量产落地，麒麟5C电池项目大概花了三年时间，比一般电池的开发周期长一倍，投入超过了1000人的人力，是普通电池项目的5-8倍。麒麟5C电池项目为什么会消耗那么多人力物力？柳志民博士解释称，这里面有非常多的技术难点需要突破，包括电池材料化学体系、电芯的结构方案、以及电池安全，等等。所以，当谈及麒麟5C电池的研发背景时，柳志民博士感慨说道：“今天的发布会，在现场我和高焕总两个人都有点热泪盈眶，还是很不容易的。”虽然该项目投入巨大，但双方也收获良多。对理想汽车来说最重要的是，麒麟5C电池终于被研发出来，且已经顺利装车上市。另外，“团队整体有了很大的成长”。对宁德时代也一样，高焕直言，经过这么多年的研究，包括和理想团队的深入探讨，互相启发，宁德时代的超充技术在最近两年取得了本质上的突破。近日，全新极氪001上市，其全部改用宁德时代超充电池，包括100度电麒麟4C电池、95度电神行电池。

2、“二者兼顾”

在决定与理想汽车合作开发麒麟5C电池以前，宁德时代的超充电池只能做到：有了超充，没了续航，“顾此失彼”。所以，如何做到“二者兼顾”，便是宁德时代突破麒麟5C电池的关键所在。按照高焕的说法，宁德时代主要在两个层面进行发力：第一，电芯层面，通过化学体系，主要对正极、负极、隔膜与电解液等进行优化。举个例子，宁德时代在电芯极片的物理梯度上做了一些优化，以前极片是一层，现在分成两层，上层可以把它的孔隙率做高一点，有利于扩散，下一层做高压实，保证它的能量密度，这样既保证了快充，又保证能量密度和续航里程。经过努力后，麒麟5C电池的电芯内阻能做到0.3mΩ以下。而这个数据是经100+轮验证，数以万计的测试电芯，最终通过正极材料及其界面的优化、低粘高导电解液、电芯机械件结构高载流设计等一系列举措最终才达成的。

第二，电池包架构层面，通过CTP3.0麒麟电池架构，采用双大面水冷板，这样既提升了电池包集成效率，又保证了散热面积。之所以选用麒麟架构，高焕表示，在与理想汽车合作过程中，友商给理想汽车提供了侧面水冷、平躺水冷等解决方案，但是散热效果和能量密度均不及麒麟方案。说到此处，看得出高焕甚为得意。是的，麒麟电池再一次展现了“动力电池旗舰”的深厚技术实力。高焕透露，麒麟5C电池的产热甚至比普通2C电池还少。

解决了超充和续航里程这个矛盾点，剩下最重要的就是安全性和成本。

针对安全性，理想汽车和宁德时代向来都有着极高的要求。目前，理想汽车累计交付达到68万辆，其中绝大部分（大概六十多万辆）都是宁德时代供应的电池，至今未发生一例电池自燃的事故。为了确保麒麟5C电池继续做到“零自燃”，主要做了以下几个方面的努力：

第一，在电池的设计过程中，无论是电芯本身的安全设计，还是电池包的防护、绝缘，包括热的传导等，都做了安全冗余设计。第二，电池由宁德时代灯塔工厂生产，灯塔工厂代表了全球最高的数字化水平，所有数据都会被保存十年，数据可以追溯，同时通过AI算法查看生产是否异常。据高焕介绍，通过宁德时代极限制造生产出的麒麟5C电池，其产品缺陷率达到PPB级别，也就是十亿分之一，比行业的PPM级别，也就是百万分之一的水平，再领先了三个数量级。第三，电池交付给用户后，理想汽车对电池有非常完整的安全监控系统，无论是车端，还是充电站，亦或云端，三道防线以确保麒麟5C电池的日常使用安全。

由于理想汽车主要面向家庭用户，极致的安全便成为理想汽车的目标追求。针对动力电池测试部分，理想汽车定义了行业最高的动力电池热失控安全标准。

具体来说，就是在测试中把整个麒麟5C电池包加热到50℃，而且是在水冷系统不工作的情况下，触发其中一颗电芯，整包不允许见明火，这就是理想汽车的热失控标准。

柳志民博士自信地表示，目前这个标准远高于行业其他友商的标准。最后是成本，这一点自然是机密。不过柳志民博士依然给我们透露了一些关键信息。为了达成“六边形战士”这样一个超强性能与竞争力，在长达三年的时间里，麒麟5C电池采用了很多独有的设计，包括电芯材料、电池包结构、热管理、以及安全防护等。

柳志民博士透露，和目前市面上的2C、3C电池相比，麒麟5C电池一定会有一些成本的增加。不过柳志民博士也表示，相比增加到这样的性能，这个成本增加是值得的。

3、“六边形战士”

“我们做的电池，需要既能够保证700公里的续航里程需求，也需要做到高密度，同时要做到安全，还要保证长寿命，是一块综合属性‘六边形战士’的电池。”对于麒麟5C电池，柳志民博士给了极高的评价。

在800V高压平台、麒麟5C电池和遍布全国的5C超充网络的支持下，理想MEGA可以达成“12分钟500公里”的充电速度，峰值充电功率可以达到520千瓦，排名全球第一。如果使用城市超充桩，理想MEGA的平均充电功率依然可以达到300千瓦，仅需充电15分钟，就可以补充500公里续航。值得一提的是，理想MEGA的超充几乎是全域的。据理想汽车测试，在国家电网120kW的充电桩上，前95%的电量能用最大功率去充；在240kW的桩上，90%的电量也可以全部拉满。

柳志民博士表示，理想MEGA的超充体系是全域的超充性能体验，整体电池化学体系材料做了超充性能优化，在整个SOC段上的功率能力都有提升。更重要的是，超充技术的加持，并没有让理想MEGA损失能量密度和续航里程。麒麟5C电池采用宁德时代三元锂电池，电芯正极为中镍高压，电芯能量密度为255Wh/kg，成组后电池包能量密度为170Wh/kg，体积利用率大概在70%左右。作为一款纯电大型MPV，理想MEGA搭载了102.7度电，整备质量达到了2785公斤，在400千瓦双电机四驱带动下，零百加速仅有5.5秒，CLTC工况续航达到710公里，百公里电耗15.9度电。关于麒麟5C电池的寿命，如果只使用5C超充，其寿命仍然比普通2C电池高50%以上。这也意味着，如果使用普通快充桩，甚至慢充桩，寿命可能更高。至于麒麟5C电池的安全性，上文已有详细阐述，这里就不再赘述，高焕自信地表示，“大家能够安心无忧地驾驶理想MEGA”。