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头部电池企业再次释放电池技术新风向

来源:新能源网
时间:2022-03-30 09:01:58
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头部电池企业再次释放电池技术新风向动力电池技术路线的迭代仍在向前,不过各家电池企业对于电池材料、技术,乃至封装形式已经有了不同的研判,最近一场行业活动,就给了包括宁德时代、比亚迪、

动力电池技术路线的迭代仍在向前,不过各家电池企业对于电池材料、技术,乃至封装形式已经有了不同的研判,最近一场行业活动,就给了包括宁德时代、比亚迪、松下电器、亿纬锂能、国轩高科、比克电池、欣旺达、卫蓝新能源、SES等行业企业“华山论剑”的机会。

01 普遍看好!磷酸铁锂仍将是经济型车企主流电池材料

动力电池应用分会数据显示,2021年中国市场动力电池装机量约为159.6GWh,其中磷酸铁锂电池装机81.7GWh,占比51.2%;三元电池装机77.6GWh,占比48.6%。磷酸铁锂装机已经完全逆转三元电池,占据主流。

基于磷酸铁锂材料来源丰富,成本低、安全性高、循环性能好等优势,包括宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、国轩高科、蜂巢能源、比克电池等企业几乎一致认为这一技术未来的主流地位不可撼动。

比亚迪更是认为“坚持磷酸铁锂是正确的发展道路”。比亚迪董事长王传福直言,安全是新能源汽车发展的基石,成本是必须要面对的一项重要指标,当性能迈过一定门槛后,能量密度重要性在降低。

据电池中国了解,目前比亚迪磷酸铁锂刀片电池系统能量密度已经从2020年度的140Wh/kg,提升至150Wh/kg,系统能量密度和成组效率的提升,再次使得同等电池包带电量增加,可以实现更长续航里程。

国轩高科董事长李缜认为,“未来铁锂和三元电池产量的占比将逐步演变到6:4”。据他介绍,目前国轩高科单体能量密度210Wh/kg的磷酸铁锂电池已经量产,今年年底将量产230Wh/kg的磷酸铁锂电池,“(随着能量密度的提高),铁锂会在更大范围内替代三元电池。”

亿纬锂能董事长刘金成表示,磷酸铁锂电池的结构稳定、耐候性好,并且如果采用平面电极的时候,电池的反应更加均衡,寿命非常好,可以做到4000次、甚至8000次的循环,它为普及性的车型和长期的使用,提供了廉价、优质的电池,“方形叠片磷酸铁锂会是经济型车型的主流技术路线。”

持同样看法的还有比克电池副总裁樊文光。樊文光认为,方形磷酸铁锂电池将是经济性车型的主流材料和技术路线。

此外,蜂巢能源也布局了标准化的“短刀”铁锂电池,依靠经济性、兼容性、高能量密度和高安全主打经济型车型市场。

02 “大圆柱电池”或成中高端车型重要形态之一

特斯拉在“电池日”提出4680大圆柱电池,短短两年,大圆柱的安全、制造效率、成本、性能等优势已经被逐步验证。

松下电器总裁楠见雄规近日表示,4680电池将成为未来圆柱电池的主流,“4680电池是电池结构、材料上的‘双创新’之作:采用大圆柱结构件,容量较2170电池高5倍。”

以往,亿纬锂能在动力电池领域坚持多元化技术路线战略,方形、软包、圆柱都有布局,材料也涵盖三元和磷酸铁锂。不过,近日,刘金成的“圆柱电池成为了行业研究热点,隐约成为动力电池终极技术方向”的表述,似乎间接确认了亿纬锂能在动力领域的主要技术路线方向。

刘金成表示,大圆柱电池拥有绝对的安全和成本优势,主要体现在以下四个维度:一是极致标准,设计制造乃至于回收都可以做到标准化;二是极致可靠,在全生命周期里面结构稳定,电池之间零应力,从电池开始使用到结束一如既往没有变化;三是极致制造,可以实现极致的制造,工艺路径缩短了30%,GWh生产效率更高;四是极致体系,实现了镍含量90%的化学体系,使用了硅碳材料。“通过电芯级、模组级、系统级三个测试验证,大圆柱电池会成为未来高中端车型的主要电源方向。”

樊文光表示,当下动力电池市场形成了方壳/刀片、软包、圆柱三种形态三分天下的局面,各方面的性能优势决定了大圆柱动力电池是未来5-10内中高端电动车的最优解。

在大圆柱产品布局上,据悉目前亿纬锂能已经布局了4680和4695两款主要型号,已经启动了20GWh乘用车大圆柱电池项目建设,未来产能有望继续增长;比克电池46系列大圆柱电池规划了80-120mm不等,能量密度达到275-300Wh/kg的产品,计划今年下半年小批量量产,2023年规模量产,未来几年产能将扩充至80GWh。

松下、亿纬、比克等企业在大圆柱领域的积极布局,其背后一个重要推动力是各自的国内外客户认可。松下目前确定将要供货特斯拉,亿纬锂能也表示将为国际头部车企配套,比克也与国内外主流车企有了积极验证和对接。

从目前各家企业在圆柱电池上的研发来看,无极耳(全极耳)设计、高镍材料、硅负极材料、工艺革新等是实现大圆柱突出性能的重要因素。据樊文光介绍,对于大圆柱工艺,除了集流体的处理各家有各自不同的方式,其它工艺过程基本差不多了,“目前工艺的难点是焊接技术,在大圆柱的制造过程中,焊接技术的一致性,直接决定了电芯的好坏与一致性。”

值得注意的是,宁德时代将CTP技术已经迭代至第三代,内部称“麒麟电池”。“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系统可以提升13%。”宁德时代首席科学家吴凯如是说,大有挑战4680的意味。不过仅从成组效率方面尚不能服众,安全、成本、制造效率方面的PK也需要相关数据验证。

03 固液混合态电池技术研发加速

据悉,卫蓝新能源正在与蔚来汽车合作,计划基于ET7车型,推出单次充电续航1000公里的固液混合电解质电池,这款固态电池预计将在今年底或明年上半年开始量产。

SES创始人、CEO胡启朝近日透露,公司已经在上海正式启动首个A样品锂金属电池的生产和测试,并与通用、现代、本田一起进行A样品的联合开发,这也是世界上第一个锂金属里面的车用A样品的开发产品。据悉,该款电池采用了固液混合态技术,按计划,产品将于2025年正式量产。

此外,李缜也透露,国轩高科360Wh/kg的三元半固态电池正在快步走向产业化。