新能源汽車市場需求爆發,帶動動力電池行業進入高速增長期,而真正決定動力電池行業能否保持高景氣度、新產品是否能夠滿足市場新需求的,歸根到底主要還是靠技術驅動。
從動力電池產業看,驅動產業發展的關鍵技術體現在,讓電池能量密度提高、充電效率提升、充放電次數增加、使用壽命延長、安全保障提升等,助力電動汽車在續航能力、補能便利性等核心指標方面得到明顯的提升。
在過去的2022年,頭部動力電池企業無一不把技術升級和產品迭代作為提高裝機量、擴大市場份額之利器。
寧德時代麒麟電池揭開面紗,M3P電池“半遮面”
2022年6月,基于第三代CTP技術,寧德時代麒麟電池問世。麒麟電池系統集成度創當時新高,體積利用率突破72%,通過多項技術升級,麒麟電池可將三元電池系統能量密度提升至255Wh/kg,輕松實現整車1000公里續航;可將磷酸鐵鋰電池系統能量密度提升至160Wh/kg。同時,麒麟電池搭載全球首創的電芯大面冷卻技術,使換熱面積擴大四倍。根據此前消息,寧德時代表示,麒麟電池預計將于2023年一季度量產。
同年7月,寧德時代透露其自研的M3P電池(磷酸錳鐵鋰-三元摻混電池),并有消息稱這款電池或將用于特斯拉Model Y車型中,但研制方并未透露更多的信息,引發業界許多遐想。那么,這樣一款仍處“半遮半掩”狀態的電池,到底是令人震撼的革命性新技術,還是普通的技術改進或升級,我們拭目以待,電池中國也將持續關注。
國軒高科半固態電池單體能量密度達360Wh/kg
國軒高科于2022年5月透露其半固態電池研發進展。通過材料和工藝創新,正極材料顆粒表面包覆固態電解質、負極使用硅負極、使用新型高安全功能隔膜和高安全液態電解液開發研制而成的半固態電池,單體能量密度達360Wh/kg,系統能量密度達到260Wh/kg。未來搭載該半固態電池的車型,電池包電量將達160kWh,續航里程長達1000km,車輛百公里加速時間僅為3.9s。
蜂巢能源龍鱗甲電池體積成組效率創新高
2022年12月15日,蜂巢能源在其第三屆電池日上正式發布全新一代的高安全動力電池系統化解決方案——龍鱗甲電池。據介紹,龍鱗甲電池具備長續航優勢,采用LFP電芯的系統體積成組效率提升至76%,續航超過800km,其中采用高錳鐵鎳電芯續航超過900km,采用三元電芯續航則超過1000km。
該電池采用“熱-電分離”設計和雙面冷卻設計,換熱能力較一般水平提升70%,極大程度提升了電池包安全性能。據悉,龍鱗甲電池產品開始將被陸續搭載在2023年部分量產車型上。
億緯鋰能多路技術并舉
2022年12月,億緯鋰能進行了大圓柱電池、“π”電池系統、鋰金屬二次電池、固態及鈉離子電池、氫能技術的新技術、新產品的發布。
億緯鋰能新一代大圓柱電池的研發樣品,能量密度達350Wh/kg,可實現9分鐘超快充。由億緯鋰能自主研發的大圓柱中試線已累計制樣超 50 萬顆,整體優率達92%。基于CTP技術,應用高效復合新型材料和新型膠黏劑,其“π”電池使系統減重10%,能量密度高達 260Wh/kg。基于層狀氧化物正極和硬碳負極,以 C40 鋁殼為載體,設計出的大圓柱鈉離子電池,比能量可達135Wh / Kg,10C下容量保持率高達90%,-40℃仍能正常工作,循環2500次80%容量保持率,目前與終端客戶在做中試前的準備工作。
欣旺達超快充電池SFC480直指充電痛點
多重創新技術加持下,欣旺達于2022年9月發布其首款量產超快充電池SFC480,充電功率達到480kW,一次充電5分鐘可實現200km續航。SFC480能做到-20℃能量保持率超過85%,低溫性能極佳;特殊材料及CTP3.0結構設計,體積利用率超過72%;系統實現了3D液冷技術,達到更高的加熱和散熱效率。
續航方面,SFC480提供700km解決方案,還將推出長續航版本電池滿足續航1000km超快充動力電池解決方案。
孚能科技SPS方案創新臥式設計
孚能科技在2022年推出全新動力電池解決方案——SPS。SPS采用大軟包電芯臥式布置設計,使電池系統部件減少50%,材料成本降低33%,提升體積利用率到75%,實現CTP/CTC。系統能量密度超250Wh/kg,使三元車型續航提升至1000km,磷酸鐵鋰車型續航提升至600km-700km,并能夠實現充電10分鐘續航400km的快速充電功能。
與此同時,孚能科技表示2023年將推出第一代鈉離子、磷酸錳鐵鋰產品,并在2030年將鈉離子電池能量密度從160Wh/kg提升至220Wh/kg。還計劃于2024年推出250Wh/kg低鎳富錳體系產品。
瑞浦蘭鈞“問頂”電池一體化連接技術升級
瑞浦蘭鈞于2022年發布了“問頂”電池。采用全新動力電池設計結構,通過新型一體化焊接技術,使得電芯內部結構實現一體化連接,空間利用率有效提升超過7%。該技術使磷酸鐵鋰電芯體積能量密度達到450 Wh/L,整車續航超過700km;使新一代中鎳三元車型續航超1000km。
捷威動力海綿系統安全性能顯著提升
在系統層面,捷威動力2022年推出“海綿系統”。相較傳統液冷板,“海綿系統”采用全浸沒式熱管理方案,導熱性能提高75%,整個系統內電芯單體間溫差小于3℃,安全性滿足TP 0擴展,體積成組率達到70%,綜合成本下降10%。“海綿系統”外部箱體/框架采用“剛柔相濟”的二重設計,保證結構剛性強度的同時,在整車發生極端碰撞時,更大限度地保護電芯不被侵入,做到主被動防護兼容。
此外,目前捷威動力開發的高比能磷酸鐵鋰電芯,能量密度達到220Wh/kg,體積能量密度450Wh/L, 低溫-20℃放電容量保持率超80%,循環壽命達到3000周。捷威動力第一代半固態三元電池能量密度達到300Wh/kg,已通過3mm針刺測試,并完成開發驗證,具備量產條件;第二代半固態電池,能量密度達到360Wh/kg,循環已超過1000次,高溫存儲和低溫性能優異,安全性能可通過國家標準測試,整體性能處于業內領先地位。
實際上,動力電池企業每一次技術升級都被業內廣泛關注。從上述新技術、新產品產業化進程看,一方面,主流的磷酸鐵鋰和三元電池技術路線,在材料和極限制造新工藝的加持下,電池能量密度越來越逼近材料理論極限;在CTC/CTP技術創新下,電池體積利用率不斷實現突破,系統能量密度不斷提升。
另一方面,相較目前的主流電池技術路線,以磷酸錳鐵鋰為代表的錳基電池、半固態電池等新型電池已經蓄勢待發。進入2023年,動力電池企業手持新技術新產品“入場券”,新車型配套裝機量上的“龍爭虎斗”即將展開,業界拭目以待。