当电流密度为200倍时,铵根插层五氧化二

文|小卢鱼

编辑|杨旭然

在资本市场上，新能源板块有稳定反弹的迹象。

可以看出，这与超级充电给行业带来的信心提升密切相关。4月10日，特斯拉在其官方账户上表示，其在全球建造的超级充电桩数量已达4.5万个。在美国本土市场，特斯拉完全领先于当前的新能源汽车快速充电市场。

3月底，华为在深圳新建的超级充电桩也被曝光。据说这些超充桩的铭牌上写着最大输出电流为600A，最大输出功率为600kW，而特斯拉V3超充最大功率仅为250kW。

也就是说，理论上，华为的超充桩充电速度是特斯拉V3的两倍多，10分钟左右就能充满700多公里的汉EV千山翠。第一款搭载华为1000V高压平台的车型，恐怕是即将上市的旗舰SUVM9。

消息一出，“沸腾厂”粉丝们又沸腾了。

随着第三代半导体技术的加速应用，类似的“科技狠活”新能源产业的瓶颈只会越来越多，会突破，给产业带来更多的发展空间。

01

打破里程焦虑

彻底打破新能源汽车行业的里程焦虑？

电池寿命短，充电时间长，一直是制约新能源汽车提高市场渗透率，进一步取代燃油汽车的主要原因。

为了解决新能源汽车充电困难的问题，一些头部汽车走上了建造充电桩的道路。特斯拉致力于建立自己的超级充电网络。从2022年6月到2023年4月，特斯拉建造的超级充电桩数量在不到一年的时间里从3.5万个增加到4.5万个。

特斯拉的超级充电桩不仅增长惊人，而且覆盖范围广泛，覆盖了世界5000多个网站，使特斯拉在许多国家的快速充电市场占据主导地位。2023年第一季度，特斯拉在美国安装的超级充电桩数量甚至超过了所有其他汽车公司的总和。

超级充电网络本身就是特斯拉市场成功的重要原因之一。

目前，中国新能源汽车的生产和销售已连续8年位居世界第一。2022年，中国新能源乘用车批发649.8万辆，零售567.4万辆，同比增长96.3%、90.0%。这一级别的市场增长意味着对充电桩的数量和效率提出了更高的要求。

今年2月，工业和信息化部等八个部门联合发布了《关于组织公共领域车辆综合电气化试点区试点工作的通知》，提出新增公共充电桩（标准桩）和公共领域新能源汽车推广数量（标准车）比例，努力达到1:1。

威来和理想的国内新能源汽车公司也加快了超级充电桩的建设。今年春节期间，威来充电桩充电服务订单超过90万次，其中76%的电力服务于非威来品牌。

有趣的是，威来很快宣布将调整新购车用户的换电权益，新车主的免费换电次数将从6次调整到4次（安装家用充电桩收费）。威来长期以来一直在考虑超级充电。

一方面，换电站的成本明显高于新建充电桩，蔚来已经进入“烧钱占市场”、在提高盈利能力的阶段，选择超级充电模式更为现实。

另一方面，汽车第三代半导体的技术突破，使更高效的超级充电桩层出不穷，如华为新的600kw充电桩永远不会是这个行业发展的上限。此外，由于华为坚持不制造汽车，新能源汽车品牌也可能与华为合作分享这些技术。

稍加观察就会发现，充电桩和新能源汽车的市场趋势在销售市场和资本市场都高度趋同。

如果汽车半导体技术的不断突破，最终可以带来超高功率的超充电桩，使新能源汽车像燃料汽车一样方便快捷，预计新能源汽车的里程焦虑将完全打破。届时，整个行业的空间和前景将更加广阔。

02

丰富应用场景

超级充电技术可广泛应用于新能源汽车、储能、电子等领域。

所谓的超级充电本质上是直流充电，只是沿着损耗更低、功率更高、体积更小的方向进化。第三代半导体技术的突破和实施使得超级充电越来越多“超级”。

与第一代硅基半导体相比，基于碳化硅的SiC、氮化镓Gan生产的第三代半导体可以减少50%以上的能量损失和75%以上的设备体积。这一特点对于追求轻便的消费电子产品至关重要。

因此，第三代半导体材料被认为是当今电子产业发展的新动力，“快充”这个词最早出现在智能手机等消费电子产品中。2019年9月，OPPO发布了中国首款氮化镓充电器SuperVOCOC 2.0，充电功率为65W。

与消费电子产品相比，新能源汽车的充电问题更加紧迫。网上流传着很多“如果你在高速公路上遇到其他威来车主，你必须超车，否则当你没有电的时候，你就不能占用充电桩”类似的笑话反映了新能源汽车充电困难的问题。

为了满足新能源汽车行业的发展需求，汽车级的超级充电技术应运而生。龙头汽车企业在滚动里程的同时滚动充电桩，否则会落后。

特斯拉进一步扩大了业务。本月初，其储能超级工厂项目在上海临港正式宣布，计划生产特斯拉超大型商用储能电池。早期，商用储能电池可达1万台，产品供应范围覆盖全球市场。

虽然新能源企业越来越渴望超级充电，但实验室和商业应用也传来了超级充电的好消息。

4月，中国科技大学国家同步辐射实验室宋立教授团队在《美国科学院院刊》上发表“铵根插层五氧化二钒锌离子电池正极材料，充电性能快”相关研究成果。

据悉，当电流密度为200倍时，铵根插层五氧化二钒正极材料的比容量仍保持在每克101.0m安，充电时间仅为18秒。该研究结果为高性能锌离子电池在快速充电储能设备中的应用奠定了基础。

水系锌离子电池安全、无毒、理论容量高，一直是最具潜力的可持续储能技术之一。

在商业应用方面，新一代电池材料公司Sila宣布，其高性能纳米复合硅(NCS)阳极材料Titan Silicon已经上市。该阳极将应用于待上市的全电动梅赛德斯-奔驰EQG，预计续航里程将提高20%，充电时间将缩短至10分钟。

Sila还表示，Titana具有高性能阳极材料 Silicon，汽车制造商可以将电池重量降低15%，增加空间20%，从而提高车辆效率，增加创新设计和功能。

梅赛德斯-奔驰和Sila，问界和华为，预计未来新能源汽车公司将与专业快速充电技术研发人员合作越来越多，与燃料汽车相比，新能源的不成熟度将越来越少。

03

解决商业化问题

还要打一场降本增效的硬仗。

自第三代半导体被写入以来“十四五”规划一开始，行业就被推向了风口。

根据北京第三代半导体产业技术创新战略联盟近日发布的《2022年第三代半导体产业发展白皮书》，2022年中国第三代半导体功率电子和微波射频总产值141.7亿元，同比增长11.7%。

第三代半导体产能释放速度更快。2022年，SiC产能翻番，Gan产能增长30%以上，新投资扩产计划同比增长36.7%。

由于第三代半导体产业链长，国内替代空间大，已成为许多上市公司和投融资机构的关键布局方向。例如，三安光电投资于2020年碳化硅等化合物第三代半导体的研发和工业化项目，目前6英寸碳化硅晶圆产能已攀升至20万件。

碳化硅项目的投资和建设于去年启动。考虑到该项目的投资和建设期一般为18-24个月，奇瑞汽车研发总公司预计将在2025年迎来大量的产能释放浪潮。在规模效应下，预计国内第三代半导体的价格将降低到适合工业发展的范围。

就像过去的LED行业一样，通过增产降本，最终“飞进普通百姓家”，但其商业化进程仍面临成本问题。

对于消费者来说，家用充电桩一度只有四五毛钱，而那些超级充电桩一度只有五毛钱，经济成本太高。以特斯拉为例。去年9月超级充电涨价后，特斯拉车主一次充电的成本高达30美元，接近燃油车的加油成本。

除了远程旅行或意外消耗光电等场景外，超级充电桩的作用并不比普通充电桩大多少，消费者自然会关心成本效益。

对于供应商来说，目前只有25万多款车型可能配备800V高压快速充电平台，配套大功率充电桩数量不多。此外，超级充电桩的建设成本较高。为了抢占市场，我们正在打价格战，这导致了大功率充电桩的商业化进程。

好消息是，今年市场上将有更多的新能源汽车搭载800V高压平台。BYD、小鹏等国内品牌扩大了此类车型的大规模生产，预计将推动车辆和桩端改造需求的增加，从而推动SIC功率设备、BMS芯片等环节的市场需求。

例如，均盛电子4月12日宣布，将为全球知名新能源汽车公司800V高压平台提供动力电子产品，预计全生命周期订单总额约130亿元，超过去年800V高压快速充电相关订单总额。

超级充电对新能源汽车具有重要意义。如果超级充电和第三代半导体的商业化进程能够顺利进行，我们这一代人可能有机会见证新能源汽车取代燃料汽车的整个过程。

就像一百年前，开马车的人路过最早的汽车一样。

这篇文章是超潮WAVE原创。