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来源:网络 作者:昂佳科技 点击:次 2022-04-21 18:02:05
原材料价格上涨、俄乌冲突、“双碳”举动大幕摆开、新冠肺炎疫情重复、供给链受阻……2022年,轿车工作好像正在面临一次更艰巨的检测。即便如此,新动力轿车的推行仍在全球规划内铺开,为窘迫中的轿车商场带来一线期望。
最新数据显现,受我国和欧洲弱小需求的推动,2021年全球电动轿车销量翻了一番,抵达460万辆,初度跨越混合动力轿车。而在供给链的上游,动力电池工作正承压前行,不仅产能快速进步,更有新技术推陈出新。
一贯以来,通过技术立异下降本钱、抢占商场份额是企业的安身之本。记者了解到,在新动力轿车工业迈向商场化的新阶段,动力电池企业之间的竞赛,在某种程度上体现为不同的技术旅程之争。它们中既有商场远景较为明亮可期的量产产品,又有即将投入量产、运用效果待验的立异技术,还有远景愈加夸姣、未来非常诱人的前沿效果。把握现在很要害,布局未来也重要,动力电池工作的多技术旅程“暗战”正不断晋级。
01
宁德时代:CTP3.0“麒麟电池”迭代而出
作为动力电池工作的龙头老大,宁德时代一贯用技术立异推动轿车电动化展开。在官网上,其要点展示了CTP、CTC、高镍及高电压技术。
相较于现在商场上的传统电池包,宁德时代在业界首创了CTP(CelltoPack)高效成组技术。这项技术通过简化模组结构,使得电池包体积使用率进步20%~30%,零部件数量减少40%,出产功率进步50%,投入运用后可大幅下降动力电池的制造本钱。据悉,传统电池包能量密度平均为140~150Wh/kg,CTP电池包的则抵达200Wh/kg以上。宁德时代在2019法兰克福车展上初度露脸了CTP电池包,随后与北汽新动力协作初度结束量产车型运用。
通过几年来的快速展开,宁德时代的CTP技术持续更新换代。本年3月,宁德时代首席科学家吴凯标明,该公司通过技术迭代,研宣告第三代CTP技术,可运用于旗下磷酸铁锂电池和三元锂电池,又称“麒麟电池”。据悉,CTP3.0技术已量产安排稳当,估量本年4月正式上市。材料显现,CTP3.0由途径电芯模块、可拓展电气模块、柔性可拓展热处理模块和柔性可拓展箱体模块组成,其间电芯模块依然选用方形电池的方式,可以更好地使用整个电池组的空间。
吴凯称,麒麟电池的体系重量、能量密度及体积能量密度将持续引领工作最高水平。“2023年将是电动轿车续驶旅程打破1000km、进入大规划量产的要害时间节点,最新CTP技术在未来的重要性会大幅进步。”据他介绍,选用CTP3.0技术的磷酸铁锂电池能量密度可达160Wh/kg,三元锂电池则可达250Wh/kg。值得一提的是,在相同条件下,选用CTP3.0技术的产品,电量可比4680电池体系高13%。
此外,宁德时代还提出了CTC(CelltoChassis)技术,将电芯与车身、底盘、电驱动、热处理及各类高低压控制模块等集成,能使车辆续驶旅程打破1000km;并通过智能化动力域控制器,优化动力分配和下降能耗,将百公里电耗降至12kWh以下。据悉,宁德时代将于2025年前后正式推出高度集成化的CTC电池。
02
比亚迪:“刀片电池”披荆斩棘
与宁德时代一同在竞赛中成长的,是一贯坚持走磷酸铁锂技术旅程的比亚迪。比亚迪不仅结束了动力电池的自给自足,还正仰仗一己之力,以“刀片电池”披荆斩棘,拓展外配之路。
2020年3月,比亚迪正式发布刀片电池。刀片电池选用比亚迪研发的长度大于0.6m的大电芯,电池单体相同向大容量进化,但电芯形状愈加扁平、窄小(长边可定制改动,单体最大安稳长度可以抵达2100mm),通过阵列的办法排布在一同,就像“刀片”相同刺进电池包内。通过一系列的结构立异,刀片电池在结束超级强度的一同,安全性能大幅进步,体积使用率也增加了50%以上,而且本钱减少30%。
2020年6月,首款配装刀片电池的新车比亚迪“汉”上市,续驶旅程达605km。而坊间不断有刀片电池将配套其他车企的传闻流出,触及的对象包括特斯拉、现代、蔚来、小米等。
进入2022年,比亚迪动力电池产能扩张的脚步仍旧快速。1月,比亚迪工业园项目正式落地湖北襄阳,将制造30GWh动力电池及零部件项目。2月,一汽弗迪新动力科技有限公司动力电池项目开工典礼在长春举办。据悉,工厂全部达产后,将结束年产45GWh的动力电池产能,为跨越100万辆轿车供给刀片电池。3月,比亚迪武汉黄陂基地初步制造;动力电池盐城基地二期项目“云签约”举办。4月,比亚迪与贵阳市人民政府签署出资协作协议;与浙江台州仙居县以“云签约”的办法签署战略协作协议,年产22GWh刀片电池项目落户当地。
在我国电动轿车百人会论坛(2022)上,比亚迪董事长兼总裁王传福提出,比亚迪持续坚持插电混动和纯电动“两条腿,齐步走”战略,坚持将磷酸铁锂电池作为正确的展开旅程。他标明:“安满是新动力轿车展开的基石,本钱则是必须面对的一项重要政策。当动力电池的性能迈过必定门槛后,能量密度的重要性在下降,安全、本钱、循环寿数等政策的重要性在进步。比亚迪推出的刀片电池,不仅处理了安全痛点,还可以结束包体能量密度与三元锂电池适当,循环寿数、安全系数更强。”一同,他还指出,磷酸铁锂电池不含稀有金属钴和镍,从而可以避免被国外本钱“卡脖子”,愈加匹配社会资源承受度。
03
蜂巢动力:“短刀电池”闯全国
蜂巢动力在2019上海车展上公展开现了长度600mm的短刀电池。2021年末,蜂巢动力发布“领蜂600”战略,提出将2025年产能政策进步至600GWh,并加快短刀电池新品类的商业化进程。
“商场并不缺动力电池产能,缺的是车规级高品质动力电池产能。蜂巢动力将推行电动全域短刀化。”蜂巢动力董事长兼首席执行官杨红新标明,公司布局L300~L600的全标准短刀电池,包括1.6~4C的全域充电规划,适用于乘用车、储能、商用车、工程机械、非高速电车等全域运用场景,触及从无钴、三元到磷酸铁锂的全域化学体系。
据杨红新介绍,电芯结构的长薄化是动力电池演化的工作一致,也是蜂巢动力在树立一初步就要点发力的方向之一。关于选择全域短刀化的原因,他以为,短刀电池是根据第一性原理动身的科学选择,具有高兼容性,习惯不同场景和途径。关于运用端企业而言,短刀电池可满足高成组率、低本钱、高安全的需求,而关于电池企业自身而言,其在良率控制和大规划工业化量产方面优势明显,一同,全域短刀化可躲避大规划建厂的出资风险。据悉,在装车配套上,2021年工信部发布的345批公告中,长城欧拉一款车型配套了蜂巢动力的L600短刀磷酸铁锂电芯。在出产制造上,2021年10月,蜂巢动力的首条短刀产线在坐落常州金坛的二期工厂正式投产,该产线满产产能将抵达2.5GWh。
蜂巢动力董事、工艺资深总监刘小安奉告记者,常州金坛工厂的匀浆、涂布、辊压、模切、叠片、装置是短刀电池出产过程中的首要环节,该公司围绕这六大工序做了一系列的独家立异。比方,关于选用叠片工艺的电池出产,叠片速度一贯是工作痛点,蜂巢动力现在选用双工位叠片,功率高达0.4s/片;已研发结束的下一代超高速刀片式电芯极组成型设备,叠片功率可以做到0.125s/片。
据了解,蜂巢动力在全球规划了11个出产基地,常州金坛工厂为其制造的首个车规级动力电池AI超级工厂,共分四期制造,总规划产能68GWh。现在,一期、二期工厂已经正式投产,在二期工厂中制造了首条“短刀”电池量产线,满产产能将抵达2.5GWh。在此基础上,蜂巢动力将打造短刀电池超级工厂,毕竟结束产能20GWh。
04
亿纬锂能:“押注”大圆柱电池
在我国电动轿车百人会论坛(2022)上,亿纬锂能董事长刘金成承受记者采访时标明,从化学体系或结构来讲,不同技术旅程的动力电池各有优势,但长期展开是看未来对商场的习惯性,以及能否从根本上满足工作需求。他以为,大圆柱和叠片方案的磷酸铁锂电池将是工作首要的展开方向。大圆柱的三元锂电池在安全方面有绝对优势,将是配套中、高端车型的干流技术旅程;叠片方案的磷酸铁锂电池具有经济性,将是配套面向群众商场车型的干流技术旅程。
刘金成还用了“四个极致”描述大圆柱电池的优势:一是极致标准,可以做到设计、制造、收回的标准化;二是极致牢靠,其结构安稳,全生命周期零应力,全标准不变形;三是极致制造,工艺缩短了30%,出产功率更高;四是极致体系,亿纬锂能的大圆柱电池结束了镍含量90%,含碳硅的化学体系。
出于降本的考量,国内造车新势力对大圆柱电池体现出兴趣。一同,它们也在张望特斯拉实践运用大圆柱电池装车后的效果。在这样的商场布景下,亿纬锂能准备放手一搏,发布了大圆柱和方形动力电池的产能制造方案。据悉,亿纬锂能新出产项目将于2022年末接连建成,2023年上半年投产,到2023年全体产能抵达200GWh左右。
05
比克电池:46系和26系大圆柱电池“反扑战”
早在2015年,比克电池就率先量产了高镍三元811+含硅负极的18650电芯。据悉,比克电池现在量产的圆柱电芯,遍及运用镍含量88%或以上的三元锂正极,硅复合物含量最高可达15%的负极,而正在研发的大圆柱电池将选用愈加先进的体系。
在我国电动轿车百人会论坛(2022)上,深圳市比克动力电池有限公司副总裁樊文光带来了《大圆柱动力电池未来可期》的主题演讲。在比克电池看来,大圆柱电池之“大”并不只在于标准,更在于脚步之大、远景之大和挑战之大。作为未来5~10年中高端电动轿车的最优解和电动轿车渗透率的打破口,圆柱电芯是现在干流电池形状中安全性最高的一类:第一,它的单体最小,可以松散风险;第二,每个单体由钢壳或铝壳维护,且都有独立的卸压设备;第三,选用蜂窝状摆放,电芯之间天然留有空位,电芯单体和外部之间也有很大的热交换面积,可以保证电池包的绝对安全。据称,现在不少新动力车企已敲定未来5~10年的动力电池方案,面向群众商场的车型选用方形或刀片磷酸铁锂电池,中高端车型选用三元锂+大圆柱电池的布局。
樊文光介绍称,比克电池现在共有46系和26系两个系列的全极耳大圆柱电池产品。具体来看,46系电芯上一年初步接连有样品批量交付,性能体现符合预期。26系则以26105铝壳电芯为主,B样品阶段产品能量密度270Wh/kg,功率密度大于2000W/kg,配套车型的续驶旅程可达700公里以上;12分钟充电,可续驶500km以上,5分钟快充,可续驶280km以上,纯快充循环寿数800次以上。按照规划,该款电芯将在2024年量产,届时能量密度将达285Wh/kg。
“根据咱们了解的客户需求,再结合工作的信息判别,大圆柱电池电芯到2025年至少将占全球动力电池商场30%以上的份额,跨越2021年全球动力电池的总需求量。”樊文光称。据悉,未来几年,比克电池将分两个阶段在国内国际商场扩大80GWh的电池产能,并持续发力。
06
卫蓝新动力:混合固液电池量产在即
在我国电动轿车百人会论坛(2022)上,卫蓝新动力首席科学家、创始人李泓透露,公司正与蔚来轿车协作,方案根据ET7车型,推出单次充电续驶1000km的混合固液电解质电池,电池包容量150kWh,单体能量密度为360Wh/kg。这款混合固液电池估量本年年末或下一年上半年发动量产。
据介绍,卫蓝新动力已开宣告一系列产品,包括150Wh/kg针对大规划储能的混合固液储能电池、270Wh/kg针对无人机的高比能混合固液电池和300Wh/kg混合固液动力电池。在此基础上,该公司还进一步开发了360Wh/kg混合固液动力电池,该款产品可以通过针刺、过充、揉捏等安全性检验,满足电动轿车的要求。
卫蓝新动力以为,往后动力电池将朝着更高的比能量方向展开,一同电芯将从液体向更安全的混合固液和全固态方向展开。未来,动力电池和储能电池的展开旅程包括:根据高镍和富锂锰基的正极以及纳米硅碳负极和锂碳复合负极的电芯,可以满足续驶旅程抵达1000km电动乘用车和电动飞机的要求;根据改性锰酸锂、磷酸铁锂、镍锰尖晶石的正极材料,与高容量的负极材料匹配,针对续驶旅程600km纯电动轿车的处理方案;针对更低本钱的储能运用的钠离子电池和固态磷酸铁锂电池的处理方案。
需求指出的是,相关企业要想结束固态电池量产还需进一步锻造工业链,优化和开发新的正极材料、负极材料、电解质材料、预锂化材料、超级粘结剂、导电添加剂,以及新一代的金属沉积的集流体,一同开发新的前段、中段和后段的工艺,结束工厂智能化。
现在,卫蓝新动力的第一大股东为合肥蓝色旅程创业出资合伙企业,持股比例19.2%。其间,蓝色旅程的出资人包括蔚来轿车创始人李斌。此外,卫蓝新动力的其他出资方还包括小米、吉吉利华为等公司。
07
SES:混合锂金属电池决战明天
动力电池间隔结束“跨越”,可能还差一个电化学体系颠覆性立异的间隔。树立于2012年的SES电池公司,便是要结束这样的愿景。
据SES创始人、首席执行官胡启朝介绍,其锂金属电池技术包括三部分,一是Hermes,新材料研发途径;二是Apollo,车用锂金属电池的工程制造才能;三是Avatar,人工智能安全监测软件。2021年,SES对外展示了第一款车规级锂金属电池,根据开始的检验数据,其容量抵达107Ah,能量密度为417Wh/kg、935Wh/L,重量不到1kg。据称,这是全球首款100Ah以上的锂金属电池,也是世界上最大的锂金属电池。
在2015年,SES做过一次重要的技术旅程调整,从全固态锂金属电池旅程转向了现在的混合锂金属电池旅程。此后,SES的商业化进程一贯在加快。现在,SES与通用、现代、本田三家车企一同进行A样品的联合开发,这也是全球第一款锂金属车用A样品的开发。按照现在的方案,下一年进入B样品,后年C样品,2025年正式投入量产。
SES宣称研发的混合锂金属电池有三大优势:一是锂金属负极的材料立异,让电池能量密度可抵达400~500Wh/kg;二是电解液,期望从根本上改动锂枝晶的成长办法,进步电池的安全性;三是算法,使用人工智能监测电芯在整个出产、运转环节的健康状态,通过很多的细节数据树立模型,对风险进行准确预测。
作为SES全球化战略布局的一个重要环节,SES于2018年在上海嘉定树立了出产研发中心,现在这家中心正在晋级为全球第一个1GWh锂金属电池超级工厂。本年3月,SES在上海正式发动了首个A样品锂金属电池的出产和检验。现在,SES在不断扩展波士顿总部的研发团队,一同在韩国制造第二个出产基地,以呼应更多车企的需求。在国内,SES的出资方包括上汽、吉利、富士康、天齐锂业等。
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