Für die Batteriesicherheit ist eine umfassende "Falsifizierung" erforderlich.

Das Wort "Falsifikation" war in den vergangenen Jahren in der Automobilbranche so gut wie nie aufgegriffen worden. Im hektischen und extrem "konkurrenzintensiven" Automobilmarkt, in dem alle nur auf den Profit aus sind, hat sich niemand um den wissenschaftlichen Geist gekümmert.

Im März dieses Jahres gab es sogar über 80 Produktpräsentationen, und auf der Peking-Motor Show waren es 212. Es ist wie das Sprichwort "wenn der Kohl heiß verkauft wird, wird er nicht gewaschen". Die Automobilbranche ist wie ein Zug, der nicht mehr bremsen kann. Wie die Medien berichten, wenn der Marketinglärm und die Qualitätseinwürfe in einer Branche gleichzeitig steigen, ist das kein Zeichen von Blüte, sondern eher ein kollektives Versuchen, sich die Ohren zu stopfen.

Glücklicherweise gibt es auch klare Köpfe. Am 21. April auf dem TECH DAY von CATL hat der Vorsitzende von CATL, Zeng Yuqun, gesagt: "Der wahre wissenschaftliche Geist besteht nicht nur darin, Ideen zu entwickeln, sondern auch ständig zu prüfen, ob man sich möglicherweise irren könnte."

Dieser Gedanke, sich selbst auf Fehler zu prüfen, ist der von Karl Popper, dem Begründer der Wissenschaftsphilosophie, eingeführte Begriff der "Falsifikation", eine Art Bewusstsein für Grenzen. Warum spricht CATL über das Problem der "verdeckten Reduzierung der Ausstattung"? Warum wird besonders auf die Kontrolle der "Temperaturerhöhung" hingewiesen?

Kurz gesagt, braucht die Batteriebranche und sogar die Automobilbranche dringend eine "Falsifikations"-Reflexion und -Aktion.

Die Falsifikation der "Papierreichweite"

Natürlich kann das Wort "Falsifikation" in chinesischer Sprache leicht zu Missverständnissen führen.

Tatsächlich geht es bei der "Falsifikation" nicht darum, richtig oder falsch zu beweisen. Wenn eine Theorie immer richtig ist und überall gilt, und nicht falsifizierbar ist, dann gehört sie nicht in den Bereich der Wissenschaft. Mit anderen Worten, alles, was nicht falsifizierbar ist, ist nicht wissenschaftlich.

In den letzten Jahren haben wir jedoch zunehmend Konzeptmarketing gesehen. Wie viele dieser Konzepte sind eigentlich falsifizierbar?

Die Falsifikation bedeutet eigentlich, die Grenzen wissenschaftlicher Theorien zu definieren. Für die Batteriebranche ist der Weg des Lithium-Eisenphosphats (LFP) auf dem Laufstreifen der extrem langen Reichweite problematisch und bedarf einer Falsifikation und Korrektur. Es muss geklärt werden, wo seine Anwendungsgrenzen liegen. Ein einzelnes chemisches System kann nicht für alle Anwendungsfälle geeignet sein, es ist nicht allmächtig.

Der momentane Irrtum in der Branche besteht darin, dass die Reichweite von Elektromobilen auf über 1.000 Kilometer ausgerichtet ist, und LFP scheint die "Hauptrolle" zu spielen. Aber die Obergrenze der Energiedichte des LFP-Systems ist objektiv vorhanden, was das Problem der "Übergewichtigkeit" mit sich bringt.

Die Reichweite wird zwar länger, aber die Elektromobile müssen für das zusätzliche Gewicht einen Preis zahlen. Zum Beispiel kann es zu einem Verlust der Lebensdauer, einer Verringerung der Zuverlässigkeit oder einem Anstieg der Kosten kommen, was die Automobilhersteller nicht unbedingt preisgeben. In der Fülle der Marketingkonzepte ist dies ein dunkler Bereich.

Tatsächlich ist der einzige Weg, um mit LFP eine Reichweite von 1.000 Kilometern zu erreichen, die Anhäufung von Batterien. Das führt dazu, dass das Fahrzeuggewicht übersteigt, sogar kann die Batterie über 1 Tonne wiegen und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs über 3 Tonnen betragen. Wenn das Gewicht des Batteriepakets jedoch nahezu oder sogar über 750 Kilogramm kommt, wird die Fahrbarkeit, die Bremsleistung, die Energieeffizienz und sogar der Reifenverschleiß des Fahrzeugs deutlich verschlechtert.

Die Probleme hinter dieser "Papierreichweite" werden jedoch selten erwähnt. Auf dieser Präsentation hat CATL eine These aufgestellt, die in der Branche kaum jemand öffentlich erwähnt: Bei Fahrzeugen über 25.000 Yuan ist die Verwendung von LFP-Batterien eine verdeckte Reduzierung der Ausstattung.

Der CTO von CATL, Gao Huan, hat auf der Präsentation betont, dass "die Energiedichte der Kernstandard für die Definition von High-End-Batterien ist". Er hat klar gemacht, dass ein Batteriepaket für Pkw über 750 Kilogramm eine unvernünftige und ungesunde Konstruktion ist. Kurz gesagt, Übergewicht ist eine Verschwendung von Ressourcen.

Zugleich hat CATL die dritte Generation des Qilin-Batteries (Qilin III) und die kondensierte Batterie vorgestellt, die auch die Frage beantworten, wie Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien (NMC) leichter und sicherer gemacht werden können.

Der Qilin III hat eine CLTC (China Light-Duty Vehicle Test Cycle)-Reichweite von 1.000 Kilometern. Das Batteriepaket wiegt 625 Kilogramm, was 255 Kilogramm weniger ist als bei einer LFP-Batterie mit gleicher Reichweite. Das Volumen beträgt 290 Liter, 112 Liter weniger. Die eingesparte Masse und der Platz bedeuten für den Benutzer, dass im Fahrzeug Platz für drei Standard-20-Zoll-Koffer ist und der Kopfraum um 18 Millimeter vergrößert wird.

Darüber hinaus hat die kondensierte Batterie (Halbfestkörper) von CATL mit einer Reichweite von 1.500 Kilometern fast keine Gefahr der Elektrolytleckage und Verbrennung dank des gallertartigen Elektrolyten. Das Batteriepaket wiegt 650 Kilogramm und hat ein Volumen von 309 Litern. Im Vergleich zu einer LFP-Lösung mit gleicher Reichweite kann das Gesamtgewicht des Fahrzeugs um 400 Kilogramm reduziert werden.

Offensichtlich bedeutet ein leichteres Batteriepaket, dass der Schwerpunkt des Fahrzeugs tiefer liegt, die Fahrbarkeit reagiert schneller und die Lebensdauer von Fahrwerksbauteilen (wie Gummilagern) und Reifen länger ist. Dies sind die Bereiche, in denen viele Unternehmen "krankheitsfurchtbar" und verschleiern.

Die Leichtbauweise ist in der Automobilindustrie kein neues Konzept. Wenn wir über die Gewichtsreduktion der Karosserie reden, vergessen wir jedoch absichtlich oder unabsichtlich, wie viel das Batteriepaket zugenommen hat. Dies ist auch eine "Trugoptik", die in der Ära der intelligenten Elektromobilität bewusst ignoriert wird.

Wenn wir uns die Vorgehensweise einiger Elektromobilhersteller ansehen, ersetzen sie eine längere Reichweite durch schwerere Batterien und kompensieren dann die Leistungseinbußen durch einen größeren Motor. Es ist wie "mehr Wasser, mehr Mehl; mehr Mehl, mehr Wasser", und das Fahrzeug wird immer schwerer, was den Sinn der "Leichtbauweise" in der Branche völlig verfehlt.

Die Falsifikation der "Temperaturerhöhungskontrolle"

Außerdem, abgesehen von dem Problem des Batteriepaketgewichts, in der derzeitigen intensiven Konkurrenz um Schnell- und Superladesysteme, von 4C bis 6C bis 10C, werden die Laderaten immer höher und die Zahlen auf den Präsentationen werden ständig aktualisiert. Aber ein Schlüsselproblem bleibt ungelöst: Sind die Sicherheitsprobleme und die Lebensdauerprobleme hinter den auf den Präsentationen gezeigten Ladegeschwindigkeiten gelöst?

Theoretisch hängt die Ladegeschwindigkeit von der Leistung ab, die Leistung von dem Strom. Je größer der Strom, desto höher sind die Sicherheitsanforderungen an die Batterie. Nach Erreichen einer Ladeeffizienz von 10C können es ernsthafte Sicherheitsrisiken geben, sowie ein starker Kapazitätsabfall nach N Ladezyklen. Daher ist es genau das, was die Branche "falsifizieren" muss, um die Sicherheitsgrenzen von LFP zu erforschen. Ist die Ladegrenze 10C? 15C? 20C?

Kurz gesagt, wir dürfen nicht für die Ladegeschwindigkeit die Sicherheit und das Leben der Benutzer opfern. Das ist die Grundlinie und die rote Linie.

Die dritte Generation der Shenxing-Superladebatterie von CATL hat die Superladedaten von "Durchschnitt 10C, Spitze 15C" vorgelegt. Bei Raumtemperatur dauert es 3 Minuten und 44 Sekunden, um von 10 % auf 80 % zu laden, und 6 Minuten und 27 Sekunden, um vollständig aufzuladen. Unter extrem kalten Bedingungen von -30 °C braucht es weniger als 9 Minuten, um von 20 % auf 98 % aufzuladen.

Was das "6-Minuten-Voll-Laden" wirklich möglich macht, ist der Satz von Gao Huan: Nach 1.000 vollständigen Zyklen beträgt die Kapazitätserhaltung (SOH) der Batterie immer noch über 90 %. Das bedeutet, wenn man die Batterie täglich auflädt, hat das Batteriepaket nach drei Jahren immer noch über 90 % seiner Kapazität.

Dies übertrifft vollständig die Anforderungen der chinesischen Nationalnorm "Anforderungen und Prüfverfahren für die Zyklenlebensdauer von Traktionsbatterien für Elektromobile" (GB/T 31484 - 2015), wonach die Kapazitätserhaltung einer Traktionsbatterie nach 1.000 Zyklen nicht weniger als 80 % der ursprünglichen Kapazität betragen soll.

Im gesamten Markt ist derzeit nur CATL in der Lage, sowohl die Superladespeed als auch die lange Zyklenlebensdauer in die Serienproduktionsdatenblätter aufzunehmen. Dies zeigt auch die Generationenübergreifende Führungsrolle von CATL in Bezug auf die Ingenieurleistung.

CATL kann und wagt es, dies zu tun, weil es das Kernproblem der Superladung und den Hauptfeind der Batterielebensdauer gelöst hat, nämlich nicht das "Tröpfchenladen", sondern die "Temperaturerhöhung" aufgrund des erhöhten Stroms.

Theoretisch ist der effektivste Weg, die "Temperaturerhöhung" zu kontrollieren, die Reduzierung des Batteriewiderstands. Erst wenn der Widerstand reduziert wird, kann die Wärmeerzeugung von der Quelle her unterdrückt werden, so dass die Batterie nicht zwischen Geschwindigkeit und Lebensdauer wählen muss.

In dieser Hinsicht hat CATL den durchschnittlichen Innenwiderstand von LFP-Zellen auf 0,25 Milliohm gebracht, was etwa die Hälfte der anderen Superladebatterien in der Branche ist.

Natürlich kann dies nicht auf einem Weg gelöst werden, sondern wird durch eine "Technik-Kombination" erreicht. Die Atom-Kristall-Expansion-Graphit-Technik, die SEI-Gen-Richtungs-Editierungstechnik und das Zellen-Schulter-Kühlungskonzept werden auf die Anodenmaterialien, die Grenzflächentechnik und die Systemkühlung angewendet, um eine vollständige Neukonstruktion der gesamten Kette zu erreichen.

Tatsächlich ist die technische Umsetzung dahinter sehr schwierig.

Darüber hinaus hat CATL die Beschichtungsgenauigkeit auf ein Hundertstel des Haarstrangdurchmessers gebracht, von 70 Mikrometern auf 0,5 Mikrometer, was eine Reduzierung der Toleranz um das 140-fache bedeutet. Dies kann überhaupt nicht durch das Anhäufen von Materialien gelöst werden. Dies ist eindeutig die Generationenübergreifende Führungsrolle von CATL in der Grundstoffwissenschaft und der Präzisionsfertigung.

Wie der Vorsitzende von CATL, Zeng Yuqun, sagte: "Unsere 'Extremfertigung' hat die Fehlerrate von einigen Teilen pro Million in der Branche auf einen Teil pro Milliarde, also auf die PPB-Ebene, gedrückt. Wir lösen nicht nur das Problem der heutigen Sicherheit, sondern auch die Sicherheit, Stabilität und Zuverlässigkeit in 5, 10, 15, 20, 25 Jahren und über die gesamte Lebensdauer hinweg."

Bei der Kontrolle der "Temperaturerhöhung" gibt es noch ein Problem. In der empfohlenen nationalen Norm GB/T 44500 - 2024 ist festgelegt, dass die maximale Prüftemperatur für das Laden und Entladen von LFP-Traktionsbatterien ≤ 65 °C sein soll. Dies ist der anerkannte Sicherheitsbereich. Aber einige Unternehmen haben die Temperaturkontrollobergrenze auf 80 °C erhöht. Obwohl der Unterschied nur 15 °C beträgt, ist der Effekt sehr groß.

Der Kernpunkt ist, dass von der SEI-Schicht her, der Temperaturbereich von 80 - 120 °C der kritische Bereich für die Zersetzung und