小米新能源汽车电池-小米汽车电池技术

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  1. 小米在新能源汽车领域有何优势?
  2. 电池技术重大突破,一文看懂小米全球首发硅氧负极电池

小米汽车跟哈工智能合作的。

哈工智能是一家汽车工业机器人和高端智能装备研发商,拥有深厚的技术积累。雷军也公开了小米自动驾驶的最新研发进展,在2024年进入行业第一阵营。此外,小米汽车的核心零部件之一动力电池已经敲定了宁德时代和比亚迪旗下的弗迪电池,低配车型将用弗迪的磷酸铁锂刀片电池,高配车型将用宁德时代最新的三元麒麟电池。

这些消息都表明小米汽车正在积极研发自动驾驶技术和电池技术,为用户带来了更好的驾驶体验。公司于1991年10月10日成立,是一家专注于智能制造和机器人产业的科技公司。公司业务涵盖高端智能装备制造、机器人本体、工业机器人一站式服务平台等三大板块,布局机器人领域技术研发。

小米新能源汽车电池-小米汽车电池技术
(图片来源网络,侵删)

江苏哈工智能机器人股份有限公司

1995年11月,公司股票在深圳证券挂牌上市。2009年5月,更名为四川友利投资控股股份有限公司。2014年12月,更名为江苏友利投资控股股份有限公司。2017年,进入汽车白车身焊装领域,更名为江苏哈工智能机器人股份有限公司,设立机器人分公司,提供工业机器人一站式服务,布局工业机器人本体业务及一般工业自动化焊装业务。

2018年,为汽车行业及其配套供应商提供工业清洗定制解决方案和服务,针对了新能源汽车电池、底盘及车身连接提供搅拌摩擦焊整体解决方案,推出搅拌摩擦焊机器人。专注推广电控产品的销售及配套服务,布局二手机器人回收再制造业务,剥离氨纶业务,聚焦高端智能制造和机器人业务,开展工业机器人核心零部件领域。

以上内容参考:百度百科—江苏哈工智能机器人股份有限公司

小米在新能源汽车领域有何优势?

动力电池厂商动作频频!

8月17日,有报道称,亿纬锂能将为宝马在欧洲的电动汽车提供大型圆柱形电池。对此,亿纬锂能投资关系部门相关人士称,此前公司取得宝马定点,目前公司产线正在建产,建成之后与对方协商好就可以正常供货,其他具体情况还不了解。

同一日,有市场消息称,小米汽车的核心零部件之一动力电池,已经敲定了两家主力供应商,分别为宁德时代和比亚迪旗下的弗迪电池,这两家电池公司常年霸榜国内动力电池装机量前两名。

目前,可以观察到的一个趋势是,随着全球车企加速向电动化转型,动力电池领域各厂商之间竞争愈发激烈。在市场保持高增长的态势下,宁德时代“一家独大”的市场格局似乎开始转变,比亚迪正在成为宁德时代的强劲对手,而中创新航、国轩高科、欣旺达等二线动力电池厂商也在积极布局。

亿纬锂能牵手宝马

8月17日,路透社援引两位知情人士称,亿纬锂能将为宝马在欧洲的电动汽车提供大型圆柱形电池。其中一名直接了解该交易的人士表示,亿纬锂能已签署合同,成为宝马将于2025年上市的新系列电动汽车电池在欧洲的主要供应商。

对此,据21世纪经济报道,亿纬锂能投资关系部门相关人士称,此前公司取得宝马定点,目前公司产线正在建产,建成之后与对方协商好就可以正常供货。关于亿纬锂能为宝马在欧洲的电动汽车提供大型圆柱形电池这一消息,该人士称,具体情况还不了解。

早在2020年10月,亿纬锂能就曾公告,参与了德国宝马集团电池系统项目,收到了德国宝马集团发出的供应商定点信,定点项目名称为“BK48V”。

有市场人士分析认为,目前使用棱柱形电池的宝马公司选择圆柱形电池的转变突显了更大尺寸圆柱形电池的增长势头。与目前的棱柱形电池相比,圆柱形电池的能量密度有所提高,较大的电池规格也使电池成本更具有效益。除了亿纬锂能外,全球最大电池制造商宁德时代也将于2025年开始向宝马供应圆柱形电池。

8月17日,亿纬锂能大涨6.19%,报收110.8元/股,股价较4月末的年内低点已上涨96%,最新总市值为2104亿元。

东北证券最新研报表示,亿纬锂能成立于2001年,2014年公司开始布局动力储能电池业务,目前该业务营收占比已经达到59%。动力储能电池是公司未来发展的重点方向,公司是少数软包、圆柱、方形封装形式和三元、磷酸铁锂材料路线全覆盖的电池厂商,在动力和储能领域已经收获了戴姆勒、宝马、小鹏等优质客户的订单。方形磷酸铁锂和4680大圆柱电池是公司未来发展的核心。2022年上游原材料大幅上涨,公司积极与上游公司合作,降低成本并保障供应链的安全。

小米汽车确定电池方案,涵盖两家头部电池供应商

同一日,有市场消息称,小米汽车确定电池方案,将用宁德时代麒麟和比亚迪刀片。小米造车一直备受外界关注,此前小米董事长兼CEO雷军宣布小米首款车型将于2024年上半年量产。

据36氪,从多位知情人士处获悉,小米汽车的核心零部件之一动力电池,已经敲定了两家主力供应商,分别为宁德时代和比亚迪旗下的弗迪电池,这两家电池公司常年霸榜国内动力电池装机量前两名。

36氪报道称,小米汽车首款车规划了高低两个配置,低配车型用400V电压平台,高配车型用800V电压平台。相应的,低配车型会搭载弗迪的磷酸铁锂刀片电池,而高配车型会搭载宁德时代最新推出的三元麒麟电池。

据悉,刀片电池是比亚迪的主打产品,在不久前比亚迪的刀片电池已经交付特斯拉位于德国柏林的超级工厂,刀片电池供应已经获得欧盟批准,而首批搭载刀片电池的ModelY(最快将于8月底下线。

而麒麟电池是宁德时代今年6月底发布的最新产品,一经发布便引发行业热议。据官方消息,麒麟电池的系统集成度创全球新高,体积利用率突破72%,能量密度可达255Wh/kg.得益于全球首创电芯大面冷却技术,麒麟电池支持5分钟快速热启动及10分钟快充。在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量相比4680系统提升13%。36氪报道称,小米汽车用的麒麟电池有所不同,可能在充电倍率、热管理等方面有所定制,在宁德时代内部叫做“金麒麟”。

针对上述信息,小米集团尚未回应。

动力电池厂商竞争愈发激烈

目前,可以观察到的一个趋势是,随着全球车企加速向电动化转型,动力电池领域各厂商之间竞争愈发激烈。根据SNEResearch的测算数据,到2025年,动力电池产销缺口将达到37%,装车缺口将达到25%,且持续维持供需紧张的状态。

在市场保持高增长的态势下,宁德时代“一家独大”的市场格局似乎开始转变,比亚迪正在成为宁德时代的强劲对手,而中创新航、国轩高科、欣旺达等二线动力电池厂商也在积极布局。

据中国汽车动力电池产业创新联盟公布的动力电池月度数据显示,7月,我国动力电池产量共计47.2GWh,同比增长172.2%;装车量24.2GWh,同比增长114.2%。

具体企业方面,宁德时代以47.19%的市占率继续领跑,不过该数据是今年以来第二次下降,第一次下降是在4月份,而这次从6月的49.6%下降到了47.2%,有分析人士认为是由于蔚来、特斯拉中国等新能源车企销量的下降。而比亚迪的弗迪电池市占率从6月的18.6%上升至25.2%,排名第二,中创新航、国轩高科、欣旺达则分别以6.07%、4.70%、3.11%的占比位居第3至5位。

值得注意的是,磷酸铁锂电池在装机总量上已超越三元锂电池,且明显正在进一步扩大对三元锂电池的优势。从磷酸铁锂电池市场占有率来看,比亚迪弗迪电池装车量跃升至第一,占比41.9%;宁德时代位居第二名,占比37.37%。而在此前的6月,则是宁德时代领先。

平安证券在研报中指出,随着优质电池争夺的日趋激烈,以及磷酸铁锂路线被国内外主机厂广泛接受,比亚迪电池的外供有望于2022年迎来实质性突破,潜在新增客户包括丰田、戴姆勒、部分造车新势力以及北美客户等。

此外,二线动力电池企业正在一边寻求融资,一边加快扩产。2020年5月,大众集团宣布入股国轩高科,总持股26.47%,成为国轩高科的第一大股东。同年,戴姆勒大中华区投资有限公司出现在了孚能科技IPO战略投资者名单中,缴款金额为9.05亿元,将持有孚能科技约3%的股份。今年以来,中创新航向港交所递交招股书,蜂巢能源寻求科创板上市,亿纬锂能拟向特定对象发行A股股票募集资金90亿元,国轩高科在瑞士证券正式上市。

中银证券在研报中指出,二线电池企业内部的市场份额和排名一直处于动态变化中。总的来说,二线电池企业格局依然处于诸侯混战阶段,未来会持续面临洗牌,一些有产品力的企业可能会胜出。

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电池技术重大突破,一文看懂小米全球首发硅氧负极电池

作为一名忠实的米粉,我是真心拥护小米造车的,现在家里小米电器都是过米家进行无线互联,用小米同学集中语音控制。对自己的生活真的带来了很大的便利。如果有一天再把小米汽车加进来,幻想着某一天早上出门之前,对着家里的小爱同学说:“小爱同学,打开汽车内空调和空气净化器,我要出门了。”

想象一定都是很美好的,但是小米突然入军汽车行业,是否是一时的头脑发热?出于对雷总本人的信任,相信他不会打无把握之仗。虽然我不可能站到雷总的角度看问题,不可能那么有大局观,但是从我自身掌握的信息来看,小米在新能源汽车上还是真的有后发优势。具体我们可以从以下几点可见:

一、产品虽未生产,但是已经开始抢占市场先机

大家都知道,小米有一批伴随其品牌一同成长的年轻人粉丝,数千万小米用户也将会是小米汽车第一批客户来源。加之小米长时间给广大用户培养的质美价廉的口碑。小米汽车还没有生产,就已经抢占了大量的用户流量。在这个网络营销的时代,这第一步小米就赢了。在加上营销***雷军的加持,小米汽车的对外的造势能力真的不是其它国内新能源汽车能比的。

二、小米集团雄厚的资金储备

这点也是雷总最自豪的了。小米集团账面资金超千亿,造车首期投资100亿元人民币,未来10年投资额100亿美元,正常足以跨越行业中认为的200亿的造车门槛。有了钱就有可以聘用行业最好的造车人才和购买最新的专利技术。正所谓金钱在手,小米我用。

三、本身拥用很强的技术研发实力

小米现在所拥有的全球万人研发团队,全球前三的手机业务以及全球最好的智能生态系统都是支持小米重新创业的重要基础。而新能源汽车最主要是二个组成部分就是操作系统和电池。在这方面小米已经在系统上完成了一半。剩下的就主要是汽车方面的技术储备,但是新能源车本身就差别于传统的发动机油车。对于同等起步的公司技术门槛并不高。很多车企也都是整合上下游的供应链最终组装里自己的产品。且在这方面小米本身在手机领域就是行家。可以把一部分现成的经验直接转移到造车领域。

四、现在就有大量的线验场所

小米全国已铺设1400多家小米之家,后续小米汽车的宣传、展示、体验,可充分利用现有展开。这对比于其它的家的新能源企业,如蔚蓝、小鹏等都要好上太多。可以剩下了大量的资金投入,并且加快了整车从生产到销售的节奏。更有利于自己抢占市场先机。

虽然我们对小米汽车抱有极大的信心,但是每一个企业的造车之路都不会是一帆风顺的,就算是强如董明珠的企业家都有翻车的经历,现在全球第一的新能源车企特斯拉从2003年开始造车,直到十七年后的2020年也才开始盈利。其中累计亏损金额超50亿美元。但是现在的小米看来已经别无选择,因为手机行业的发展已经到了瓶颈,新能源汽车又是未来几十年汽车发展的最大风口。只是赌一把,小米才能浴火重生。雷军说过:“再长出一个小翅膀,我们就能飞得更高。祝福小米,祝福那些致力于更好地改变人们生活的企业一切都好。

试问5年前有谁想到2021年的手机将会是什么样子?

5G超高速通讯网络让人们随时可以接入互联网,将多年前仅限于通话的个人终端拓展出更多可能;强悍的处理器算力提供畅快的使用体验,甚至可以在手机上享受3A级 游戏 ;影像部分更是达到前所未有的高度,抬手即拍的就拥有与相机一战之力的画质;屏幕更是从以前的3.5英寸最佳变成手机有多大屏幕就有多大。

唯独,默默无闻为这么多高 科技 部件提供运行电力的电池,却难以突破自身界限,能量密度难以提升。人们另辟蹊径,从提高电池的充电功率,从缩短电池的充电时间着手,也只能缓解容量不够大的窘迫,不能解决根本性容量密度低下的问题。

石墨材质负极制作的锂电池已使用多年,经过逐年发展容量提升已达到瓶颈状态,想要获得更长的续航只能依赖简单粗暴的“增加电池尺寸”来提升容量,在如今追求轻、薄、手感的旗舰机中电池已成为木桶里最大短板。

谁能站出来?

2021年3月29日-30日小米连开两场春季新品发布会,小米11 Pro、小米11 Ultra、小米折叠屏手机等重磅旗舰手机亮相,小米全球首发了硅氧负极电池,并成功量产搭载在小米11 Pro、小米11 Ultra身上,高能量密度、高寿命、高性能的硅氧负极电池相信会带动电池行业迈向新的篇章。

电池原理

电池从结构件来划分主要由三个部件组成:阳极、阴极、与隔膜,通过卷绕堆叠等方式装配,填充电解液后封入钢壳或者软性包装内,就变成人们常见的电池,钢壳电池一般用于电动 汽车 上,数码产品一般使用软性包装。

在充电过程中,外部电压通过极耳施加到电池内部,正极锂离子释放电子,在电场作用下穿过隔膜在电解液中迁移至负极,嵌入到负极石墨活性物质内部,电子被接收,完成充电储能过程。外部带载需要放电时,锂离子释放电子并从负极脱嵌,穿过隔膜向正极迁移,嵌入到正极,电子被正极活性物质接收,完成电能释放。

传统石墨负极电池瓶颈

锂电池正极材料有很多不同的配方,钴酸锂、镍钴锰、镍钴铝,这里暂不讨论正极。负极材质方面一般用石墨配方制作,石墨易取得且价格便宜,并且性能还行,所以石墨负极作为电池负极主要材质已使用了几十年。

石墨材质负极电池多次循环后,架构开始不稳定,部分锂离子无法嵌入到负极内部只能停留在负极表面,慢慢堆积起来产生析锂现象,可用与迁移的锂离子越来越少,容量快速衰减,严重时会析锂会变成锂枝晶刺破隔膜,导致电池内部短路漏电甚至爆炸。容量方面传统石墨负极材质锂电池能量密度理论上限约为372mAh/g,目前技术已迫近理论值难以再往上突破,寻求新材质配方势在必行。

小米每代旗舰电池发展

小米历代旗舰系列手机的电池容量发展,从上面的柱状图可以看到,小米历代旗舰机型的电池容量基本上随时间逐渐提升,但到达4000mAh之后容量增长开始放缓,电池容量最高为小米10的4780mAh,主要提升容量密度的方法是增大电池体积,可以看出传统石墨负极电池能量密度已到达瓶颈状态。

小米历代旗舰手机的快充发展可以看出在小米9前面的18W快充保持了很久,小米5是2015年发布的机型,小米8是2018年发布的机型,18W快充整整用了3年的时间。小米的快充是在2019年的小米9及以后的机型中得到显著的提升,也可以看出小米开始在快充技术方面开始发力,功率最高是小米10至尊纪念版,搭载了石墨烯基蝶式电池,功率达到120W,性能提升被能量密度拖了后腿。

硅负极新材质电池挑战

把硅材质应用到电池负极上需要面对几个难题,一是硅颗粒在锂离子充电时会膨胀,最大可膨胀至原来4倍,结果是导致结构坍塌,电极材料脱落。二是硅本身为半导体材料,相比常用的石墨负极,导电性差很多,锂离子脱嵌不可逆程度大,也影响电池容量。

2019年,特斯拉在电池日活动上就介绍了特斯拉将开发硅负极材质电池,通过在在硅原材料上涂抹特殊涂层达到稳定硅结构的作用,避免充电膨胀性导致结构损坏。新能源 汽车 的成本占比中,电池组占比十分高,特斯拉使用硅负极电池主要是用于大幅度降低成本提升产能,迅速抢占新能源 汽车 市场。小米将硅负极电池应用到数码配件上,同样要解决硅膨胀的物理特性才可以将其量产使用。

小米首发硅氧负极电池

小米11 Ultra并非首次使用硅负极材质电池的小米手机,早在2019年9月,小米概念机MIX Alpha上就使用了纳米硅碳负极材质电池,在4050mAh容量的电池上实现了40W有线闪充。虽然MIX Alpha只是技术验证机型未量产,但也能看出小米在2019年甚至更早前,就已经开始对电池新负极材质进行 探索 。

相比起第一代硅碳负极,这次小米11 Ultra用了更为成熟稳定的硅氧负极材质电池,属于小米第二代硅负极电池技术,通过掺硅补锂的方式在负极中使用了纳米级硅氧化物,与第一代硅碳材质相比拥有更加稳定的结构。硅氧负极有效避免充放电过程中硅颗粒膨胀导致破裂粉化,解决硅负极电池寿命问题,让这种新材质电池不止停留在概念上,进入实际量产让消费者受惠。

狭窄空间内的容量提升

目前旗舰机型电池容量一般在4000-4500之间,入门级产品反而经常见到5000甚至以上的超大电池,为什么旗舰机型电池反而没入门机容量大?因为入门机型摄像头模块占据空间少,处理器性能释放较为温和无需额外投入大散热规模处理,并且入门用户对外观手感设计等没太大追求,所以入门机相对来说拥有更大的空间放入大电池。

而旗舰机型则不同,有看过拆解的小伙伴就知道,旗舰机型一般在性能方面都做到了全面堆料,影像部分摄像头模组占了巨大的空间,主板被挤压到只剩下一丁点空间,强悍的处理器还要放入均热板、热管、石墨导热贴等散热模块,还要预留空间给无线充电线圈,所以旗舰机型电池反而无法再做大。

传统石墨负极材质锂电池能量密度理论上限为372mAh/g,目前技术已迫近理论值难以再往上突破。而硅负极材质能量密度上限高达4200mAh/g,是传统石墨负极材质的10倍储电能力,可以在相同的空间内放入更大容量。

小米11 Ultra机内结构为传统的三段式设计,机身厚度也仅为8.38mm,电池仓空间并未见有特别增大,就在这小小的空间内,放入了5000mAh大容量电池,可见硅氧负极电池的确可以提升能量密度。虽然硅负极材质电池能量密度十倍于石墨材质电池,但小米11 Ultra作为首款搭载硅氧负极电池的量产数码产品,小米并未将硅氧负极电池实力尽情发挥,而是做出了十分谨慎的处理,相信以后更多产品搭载硅氧负极电池的产品后,小米将会进一步提升能量密度。

67W大功率快充

电池三块拼图,寿命、容量、性能,解决了寿命稳定性并提升容量后,最后一块拼图就是性能:快充。前面已经说过电池是卷绕堆叠的方式制作,连接外部的是极耳。极耳就好比是马路,传统电池用双向单车道设计,所有车辆通行都在这道路上,速度受限于单车道只能低效前进,就算 汽车 提速也会引起不稳定,简单来说就是传统电池极耳少内阻高只能慢充,大电流会发热,难以提升充电功率。

小米11 Ultra电池用了MTW多极耳技术制作,多达20个极耳好比修建了对向10车道,大幅度增加了通行效率,大幅度降低内阻,可支撑大电流充电并降低温升。

小米11 Ultra配套充电器型号为MDY-12-ES,输出功率67W,是小米私有快充系统内常见的魔改A口PD充电器,支持5V3A / 9V3A / 11V6.1A / 20V3.25A,其中11V6.1A正是小米11 Ultra快充所使用的电压档。

小米11 Ultra内部为ATL单电芯结构,有线充电部分用2:1电荷泵充电技术,通过电压减半电流加倍的方式进行高效直充。按照电池电压4.45V计算,实际充电器输出8.9V6.1A,电池端直充功率将达到4.45V12.2A。从官方提供的数据中可以得知,小米11 Ultra只需36分钟就可以充满100%,不管是完全充满还是碎片化充电都非常快速。

充电头网总结

石墨负极电池技术已达到瓶颈难以提升能量密度,只能通过增大体积来增加容量,这限制了所有用电设备的设计、使用、体验,比如手机要么做轻薄失去大容量电池,要么做成板砖那么厚来提升续航。

小米成功攻克新材质电池技术全球首发硅氧负极电池,纳米硅氧负极材质保证其结构稳定达到长寿命效果,能量密度的提升让小米11 Ultra在8.38mm机身厚度内,放入容量高达5000mAh的大电池,MTW 20极耳技术让它支持67W电荷泵高压直充。这意味着小米已掌握手机锂电池核心技术,补足了木桶最大的一块短板,并且会带动整个行业全面进入新材质电池的开发当中。

小米在春季新品发布会上宣告进军新能源 汽车 领域,拥有硅氧负极电池的技术储备将会成为小米杀手锏,因为电池组是新能源 汽车 成本构成的大头,硅负极材质电池大容量、低成本、高性能完美贴合新能源 汽车 行业,相信小米硅负极材质电池将会颠覆新能源 汽车 现有的格局,改变整个生态。

本文探讨了小米在新材质电池领域方面的突破,下一篇文章充电头网将会继续探讨小米在无线充方面的黑 科技 ,如何实现67W无线充的商用量产。

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