撰文/錢亞光
設(shè)計/ 張 萌
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↓Ion Park 的電池研發(fā)中心的LMR電池試生產(chǎn)線
“福特起初提供的是鎳錳鈷（NMC）三元鋰電池，隨后在 2023 年又增加了磷酸鐵鋰（LFP）電池。富錳鋰（LMR）電池就是‘接下來該怎么做’的答案?！备Ｌ毓倦姎饣七M(jìn)工程總監(jiān)（director of electrified propulsion engineering）查爾斯·潘（Charles Poon）說道?！斑@不僅僅是一個實驗室實驗。我們正在積極努力擴(kuò)大 LMR 電池化學(xué)體系的應(yīng)用規(guī)模，并計劃在2030前將其整合到我們未來的車型陣容中。”
福特公司執(zhí)行董事長比爾·福特（Bill Ford），一直強(qiáng)調(diào)價格實惠是電動汽車大規(guī)模普及的關(guān)鍵所在。福特表示，該公司正在積極研發(fā)一種“具有顛覆性意義”的電池化學(xué)物質(zhì)，用于其未來的電動汽車，這一突破性進(jìn)展有望在本十年末實現(xiàn)低成本且續(xù)航里程更長的福特電動汽車量產(chǎn)。
潘在 LinkedIn 上的一篇帖子中表示，LMR（lithium manganese rich）電池相較于鎳基電池具有若干優(yōu)勢。其中包括安全性更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)以及能量密度更高，從而使得其續(xù)航里程比高鎳電池更長。他還補(bǔ)充道，福特預(yù)計會實現(xiàn)“前所未有的”成本降低，并且這一突破對于實現(xiàn)與燃油車“真正的成本平價”至關(guān)重要。
動力電池的下一步
福特的總體目標(biāo)是克服電動汽車普及過程中的兩大障礙：高昂的購置價格以及續(xù)航里程焦慮。
“今天是福特電氣化進(jìn)程中的一個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是電動汽車未來發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。我非常高興地要告訴大家，福特團(tuán)隊正在交付一種具有變革意義的電池化學(xué)物質(zhì)：LMR?！迸朔Q。
這一創(chuàng)新的電池材料自于福特位于密歇根州羅莫盧斯（Romulus）的Ion Park 的電池研發(fā)中心的深入研究與開發(fā)工作。
Ion Park 是福特旗下“卓越電池中心（ Battery Center of Excellence）”，這里匯聚了來自全球頂尖電池企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的 135 名專家，專注于材料科學(xué)、電池單元設(shè)計以及制造工藝等方面的研究。
該中心擁有世界領(lǐng)先的工具設(shè)備以及開放、無邊界的工作環(huán)境，Ion Park 的設(shè)計初衷在于激發(fā)大膽的思維和創(chuàng)新性的問題解決方式。其文化圍繞著不懈的創(chuàng)新展開——挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀念，并在材料科學(xué)、電芯架構(gòu)和制造工藝方面突破極限。
潘表示：“從材料科學(xué)到電池設(shè)計再到制造工藝，我們在電池技術(shù)的每一個方面都以堅定不移的決心進(jìn)行攻堅克難以降低成本?！?/p>
福特汽車的電池發(fā)展路線圖已從三元鋰電池演變?yōu)樵?2023 年引入磷酸鐵鋰電池。如今，LMR電池成為了下一個重大突破——它為“接下來會怎樣？”這一問題提供了極具說服力的答案。
LRM 電池優(yōu)勢何在
福特表示，其研發(fā)的 LMR 電池在多個關(guān)鍵方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢：
安全性與穩(wěn)定性大幅提升。LRM 電池的安全性能與磷酸鐵鋰電池相當(dāng)，同時性能不打折扣，為用戶帶來安心保障。
LRM 化學(xué)體系能提供行業(yè)領(lǐng)先的能量密度，遠(yuǎn)高于高鎳電池，使電動汽車能夠?qū)崿F(xiàn)更長的續(xù)航里程，并減輕消費(fèi)者對續(xù)航里程的擔(dān)憂。
它還能實現(xiàn)前所未有的成本降低。福特的目標(biāo)是將成本降至遠(yuǎn)低于當(dāng)前中鎳電池的水平。這種成本效率對于實現(xiàn)與汽油動力汽車的平價以及讓電動汽車更易為大眾所接受至關(guān)重要。
預(yù)計這種電池材料在成本、續(xù)航里程和安全性之間取得這種平衡對于電動汽車的大規(guī)模普及至關(guān)重要。
晨星公司（Morningstar）的華爾街汽車業(yè)分析師大衛(wèi)·惠斯頓（David Whiston）透露，福特公司宣布的電池電芯技術(shù)進(jìn)步可能會消除或減少對鈷的需求?；菟诡D承認(rèn)自己并非電池化學(xué)方面的專家，但他表示，LMR 電池使用的是比鈷更常見的元素作為陰極材料，因此采購 LMR 電池成本更低、難度也更小。
LMR似乎完全是一項福特的自主努力，沒有得到任何當(dāng)前電池合作伙伴的協(xié)助。福特目前使用來自寧德時代、LG 和 SK On 等公司的電池，并且在 2025 年和 2026 年將有幾家合資工廠上線，專門用于電動汽車電池生產(chǎn)。
目前在福特野馬 Mach-E 的標(biāo)續(xù)版上使用的是寧德時代的磷酸鐵鋰電池，在其余車型（包括 E-Transit 和 F-150 Lightning）上則使用的是LG 的鎳鈷錳三元鋰電池。
福特有幾款電動新車型正在研發(fā)中，包括其“skunkworks”經(jīng)濟(jì)型電動汽車項目下的緊湊型 SUV 和皮卡，以及代號為 T3 的下一代電動皮卡以及 Super Duty 皮卡的增程版。
LMR電池理論上不會局限于特定類型的車輛或動力系統(tǒng)，而是可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)性考量，靈活應(yīng)用于油混汽車、插混汽車、增程式電動汽車以及純電動汽車中。
福特電動汽車產(chǎn)品線在 2025 年第一季度的全電動汽車銷量同比實現(xiàn)了 11.5%的增長，這一數(shù)據(jù)表明其電動汽車的發(fā)展勢頭正在增強(qiáng)。像LMR 所承諾的那樣的電池成本降低，對于實現(xiàn)與汽油動力汽車成本持平以及維持這種增長至關(guān)重要。
福特最終目標(biāo)十分明確：縮小電動汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車之間的成本差距，打造以客戶需求為導(dǎo)向、滿足實際需求的解決方案。福特團(tuán)隊計劃在2030年之前，將LMR這種前沿化學(xué)材料整合到其下一代車型中。
潘在推文中多次提及實現(xiàn)價格與汽油車相近的經(jīng)濟(jì)型電動汽車的目標(biāo)，這可能意味著采用 LMR 電池最快將于 2027 年問世。屆時福特汽車公司首款基于低成本電動汽車平臺開發(fā)的專屬工作室車型就將問世。有報道稱，這款車型將是一款全電動福特 Ranger 皮卡，它將在路易斯維爾裝配廠生產(chǎn)，該廠今年晚些時候?qū)⑼．a(chǎn)進(jìn)行大規(guī)模改造。
福特還持有固態(tài)電池公司Solid Power的股份，不過它預(yù)計固態(tài)電池要到下一個十年才會問世。
非新技術(shù)但未商業(yè)化
根據(jù)發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《Science Direct》上的一項研究，富含鋰的錳基正極材料在 30 年前就已被發(fā)現(xiàn)。從理論上講，由于省去了鎳和鈷，它具有出色的能量密度和成本優(yōu)勢，因為鎳和鈷的生產(chǎn)既不環(huán)保又昂貴，而且這種電池在初始階段還具有較高的工作電壓。
不過，這種技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)30年的發(fā)展，由于一些技術(shù)上的難題，它尚未實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。因為隨著時間的推移，LMR電池的電壓會大幅下降，還存在嚴(yán)重的容量損失問題，這可能導(dǎo)致續(xù)航里程減少和熱穩(wěn)定性下降。也就是說，當(dāng)電池溫度升高時，這些電池可能就不安全了。據(jù)去年發(fā)表在《Science Direct》上的一篇文章所述，LMR 電池會出現(xiàn)不可逆的電解質(zhì)分解和表面腐蝕現(xiàn)象，從而降低電池的電化學(xué)性能。
Telemetry Insights 市場研究副總裁山姆·阿布埃勒薩米德（Sam Abuelsamid） 稱，通用第一代雪佛蘭 Volt 使用的是帶有錳尖晶石陰極的電池。他說尖晶石指的是一種特定類型的 3D 分子結(jié)構(gòu)。
他表示，除了福特還有其他公司在研究類似的電池配方。電池初創(chuàng)企業(yè) Our Next Energy 正在開發(fā)錳電池和 Gemini 混合電池組。Gemini 架構(gòu)旨在通過使用兩個電池來使電動汽車的續(xù)航里程翻倍：一個是用于日常駕駛的磷酸鐵鋰電池，另一個是用于長途行駛的無陽極電池。
阿布埃勒薩米德在一封電子郵件中表示：“錳的一大優(yōu)勢在于它儲量豐富、價格低廉且非常穩(wěn)定（不像鎳那樣容易引發(fā)熱失控）。不過，至少某些錳電池的使用壽命并不長?！?/p>
福特公司發(fā)言人艾瑪·伯格（Emma Bergg）表示，盡管許多公司都對 LMR 技術(shù)進(jìn)行了研究，但該技術(shù)仍存在電壓衰減和氣體生成等問題。福特公司在 LMR 技術(shù)開發(fā)方面的獨(dú)特之處在于，該公司直接解決了這些問題，同時“并未犧牲能量密度”。然而，福特尚未透露是如何克服這些挑戰(zhàn)的，這使得專家們認(rèn)為這一宣布是具有重要意義的進(jìn)步，而非真正的重大突破。
由于福特公司目前已經(jīng)在密歇根州的一條試生產(chǎn)線上生產(chǎn)這種電池的第二代產(chǎn)品，所以福特團(tuán)隊或許已經(jīng)找到了解決這些問題的辦法。但目前關(guān)于這個項目的細(xì)節(jié)還很少。汽車制造商和電池公司通常對他們的產(chǎn)品計劃守口如瓶，將其視為嚴(yán)加保護(hù)的秘密。可能還要過一段時間，公眾才能了解到更多關(guān)于福特有關(guān)該電池的情況。
AutoForecast Solutions 公司副總裁山姆·菲奧拉尼（Sam Fiorani）說，與內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展相比，電動汽車的電池技術(shù)還處于初級階段。他補(bǔ)充說：“隨著汽車行業(yè)最終將重點(diǎn)放在這項技術(shù)上，在未來數(shù)年乃至數(shù)十年將會有許多改進(jìn)?！?/p>
菲奧拉尼表示，錳電池的充電循環(huán)壽命較短，像 LMR 電池這樣的努力不容忽視，因為它們顯示出有望使電動汽車成為汽油動力汽車的實用替代品，最終推動電動汽車的廣泛采用。但在沒有進(jìn)一步了解福特新電池細(xì)節(jié)的情況下，他持謹(jǐn)慎態(tài)度。
菲奧拉尼說：“和過去幾年所報道的所有突破一樣，LMR 也有其缺點(diǎn)，目前不太可能是我們所尋求的萬能靈藥。克服電壓衰減和短充電循環(huán)壽命的問題仍是需要跨越的巨大障礙?！?/p>
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