百人會(huì) 動(dòng)力電池

2022年百人會(huì)，電池企業(yè)發(fā)展路線梳理

第一電動(dòng)大牛作者朱玉龍 2022-03-30 15:53

這次百人會(huì)，參會(huì)的電池企業(yè)還是比較全的。

目前來看電池的技術(shù)路線主要分為這么幾種態(tài)勢(shì)：

●方殼路線

寧德時(shí)代是不變應(yīng)萬變，平臺(tái)電芯模塊（方殼）配上CTP3.0，鐵鋰做到160Wh/kg，高鎳做到250Wh/kg（NP不熱擴(kuò)散）；而差異化的欣旺達(dá)主要在這個(gè)成本上很難有空間去做快充。

●大圓柱

松下（這個(gè)是4680帶頭大哥）、億緯鋰能和比克，都是靠自己在圓柱路線上延展去做，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化制造、體系兼容和安全的特性來做。國軒講的主要是碳酸鋰，但是大圓柱的鐵鋰也是國軒一直在弄的方向。

●方殼疊片

比亞迪圍繞鐵鋰來做的已經(jīng)覆蓋500公里以上，能量密度并沒有那么重要。而億緯鋰能在方殼和軟包都試過以后，也考慮往這個(gè)方向去發(fā)力。

●圍繞性能突破

能量密度方向，這次衛(wèi)藍(lán)和SES兩個(gè)半固態(tài)的提法是這個(gè)方向，這也是軟包的一種出路，其實(shí)做方殼疊片的刀片也可以啊。

●軟包兩家

圍繞國外汽車客戶求生存，主要是孚能科技和遠(yuǎn)景新能源，都在跟著奔馳的全球布局來走，這塊我不展開了，主要是圍繞客戶沒啥可說的。

▲圖1.2022年百人會(huì)電池專題情況

Part 1

方殼的技術(shù)路線

●不變應(yīng)萬變的寧王（麒麟電池容量比4680系統(tǒng)提升13%）

這個(gè)CTP3.0和4680比的內(nèi)容，重點(diǎn)還是突出了效率，目前把這個(gè)包的對(duì)比對(duì)象變成了特斯拉4680，這就有意思了。這個(gè)第三代CTP的綜合特點(diǎn)，還是能量密度和體積效率都很高，實(shí)現(xiàn)了無熱擴(kuò)散的最高安全要求，針對(duì)低溫痛點(diǎn)優(yōu)化了熱管理系統(tǒng)，兼顧了加熱過程的極速、無損、安全和高效。

▲圖2.寧王的CTP3.0設(shè)計(jì)

備注：其實(shí)12月21日，Robin已經(jīng)在高工鋰電年會(huì)上透露了寧德時(shí)代的CTP3.0技術(shù)了。

◎它是方殼平臺(tái)電芯模塊，兼容LFP和NCM，其實(shí)和后續(xù)錳系的M3P也是兼容的。

◎它的成組率高，如果300Wh/kg的電芯做到250Wh/kg，成組率為83.3%，實(shí)際電芯可能做到個(gè)285-290Wh/kg的樣子，意味著成組率實(shí)際是87.7%左右。

寧德時(shí)代第三代CTP 我們可以回顧下：

▍第0.5代CTP的原型

◎第1代CTP（乘用車）

借鑒大巴上的解決方案，有點(diǎn)類似定制大模組的意思（顛覆VDA355模組），在原有的模組結(jié)構(gòu)上重組大小，然后去掉模組的側(cè)板，用綁帶來替代，這樣可以減輕重量，提高成組率。

◎第2代CTP

優(yōu)化掉模組的兩個(gè)端板（起到加壓的作用），利用電池箱體上的縱橫梁來代替端板，最大程度使用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并且不去破壞電池殼體的強(qiáng)度。

◎這次看到的第3代CTP

是使用平板化的托盤，去除箱體上的縱梁或橫梁，采用低膨脹的電芯，配合電芯本體來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的需求，這個(gè)電池包從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來看，是一定需要整車進(jìn)行配合的。當(dāng)然電芯領(lǐng)域配合標(biāo)準(zhǔn)電芯平臺(tái)，再配合標(biāo)準(zhǔn)CTP的設(shè)計(jì)模式來迭代的。我覺得這個(gè)CTP3.0技術(shù)對(duì)特斯拉來說，會(huì)加速標(biāo)準(zhǔn)版采用磷酸鐵鋰技術(shù)，當(dāng)然在長(zhǎng)續(xù)航版本里面4680還是要做的，可能在中國嘗試這個(gè)不熱失控的方殼版本來更新長(zhǎng)續(xù)航版。從目前來看，這個(gè)版本的快充能力沒有透露出來，可能和4680有差異。

▲圖3.CTP3.0平臺(tái)化模塊

●欣旺達(dá)（左手混動(dòng)HEV右手純電快充）

HEV方面，終端用戶痛點(diǎn)包括節(jié)油率不顯著，電池壽命短、維修貴，車價(jià)高。欣旺達(dá)量產(chǎn)兩代，第一代國產(chǎn)替代，第二代性能超越，實(shí)現(xiàn)70C常溫放電以及60C脈沖充電， 20年質(zhì)保，同時(shí)電芯標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)。

BEV方面終端用戶里程焦慮、充電焦慮、保值焦慮以及安全焦慮。BEV超級(jí)快充電池產(chǎn)品，續(xù)駛里程700公里，充電十分鐘續(xù)航400公里以上，質(zhì)保10年20萬公里，并實(shí)現(xiàn)“不起火無熱蔓延”。

▲圖4.欣旺達(dá)的快充電芯

Part 2

大圓柱電池

●松下（三年內(nèi)量產(chǎn)無鈷電池，4680電池）

松下的節(jié)奏特別穩(wěn)，2010年量產(chǎn)18650型，2016年量產(chǎn)2170型電池，2022年來看4680電池將逐步成為圓形電池的主力。針對(duì)動(dòng)力電池，松下將最大限度強(qiáng)化容量、成本和供給力，三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)無鈷電池的量產(chǎn)，其實(shí)相比韓系電池，松下是犧牲了規(guī)模守住了質(zhì)量，殊為不易！

●億緯鋰能看好大圓柱和疊片鐵鋰電池

億緯鋰能這次看了兩個(gè)事情，一個(gè)是大圓柱電池成為行業(yè)的王者已經(jīng)初露曙光，46系列的電池確實(shí)有突出特點(diǎn)，概括起來就是標(biāo)準(zhǔn)化、制造便利、可靠性強(qiáng)和兼容各種體系。已經(jīng)看到大圓柱電池已經(jīng)成為行業(yè)的研究熱點(diǎn)，正在成為動(dòng)力電池的終極技術(shù)方向。

備注：這里的說法是終極，我的理解是一種非常大量的意思。

▲圖5.億緯鋰能對(duì)于大圓柱電池的看法

第二個(gè)是鐵鋰電池的使用壽命等優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)普及性的車型和長(zhǎng)期的使用提供了廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的電池。億緯鋰能這一次將產(chǎn)能直接擴(kuò)張到200GWh，也是下了重注了。

▲圖6.億緯鋰能的技術(shù)路線

●比克電池

大圓柱電池是未來5—10年內(nèi)中高端電動(dòng)車的最優(yōu)解，至2025年大圓柱電芯市占率將超30%，即約480GWh，超過2021年全球總需求量。

由于圓柱電池小，所以必須對(duì)材料的使用激進(jìn)才能和其他電芯有優(yōu)勢(shì)。

圓柱電芯膨脹效應(yīng)最小，主要受益于圓柱體徑向結(jié)構(gòu)特性。

大圓柱工藝除集流體外，基本和傳統(tǒng)工藝一致（特斯拉不這么想），大圓柱的制造中焊接技術(shù)的一致性決定電芯的質(zhì)量。

▲圖7.大圓柱的定位

●國軒高科：230Wh/kg鐵鋰電池年底逐步量產(chǎn)

210Wh/kg的磷酸鐵鋰電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，230Wh/kg的鐵鋰電池也將在今年底也將逐步走向量產(chǎn)，鐵鋰電池將會(huì)在更大范圍替代三元電池。從現(xiàn)實(shí)來看，這個(gè)往負(fù)極想辦法的電芯能不能實(shí)用化還不清楚，這次國軒講的故事是替宜春這邊打前站，預(yù)計(jì)在2025年在宜春要形成50萬噸的鋰資源開發(fā)，徹底終結(jié)中國鋰資源的短缺情況。

Part 3

先進(jìn)電池衛(wèi)藍(lán)半固態(tài)和SES半固態(tài)鋰金屬

SES拋出了混合液態(tài)鋰金屬電池，主要是從固態(tài)電解質(zhì)的束縛方面，用鋰金屬做負(fù)極，提升能量密度。這個(gè)核心邏輯是可制造性，想要復(fù)用一些液態(tài)鋰電池成熟的生產(chǎn)制造工藝。

SES鋰金屬電池技術(shù)包括三塊：

◎Hermes

新材料研發(fā)平臺(tái)

◎Apollo

是大的車用鋰金屬電池的工程制造能力

◎Avatar

是人工智能安全監(jiān)測(cè)軟件

目前主要看107Ah（能量密度為417Wh/kg、935 Wh/L）后面能不能出的來，在全球重三家車企，通用、現(xiàn)代、本田，一起進(jìn)行A樣品的聯(lián)合開發(fā)。

▲圖8.這顆107Ah的A樣靠不靠譜？

●衛(wèi)藍(lán)新能源

衛(wèi)藍(lán)新能源半固態(tài)電池應(yīng)用于蔚來ET7，年底明年初量產(chǎn)，續(xù)航里程1000公里電量150度、單體能量密度360Wh/kg。原位固態(tài)化的技術(shù)，通過化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)，使液態(tài)電解質(zhì)部分或全部的轉(zhuǎn)化為固態(tài)電解質(zhì)。也是考慮兼容已有的各種正負(fù)極材料，兼容大部分的鋰離子電池的電池材料，能夠解決在循環(huán)過程中固態(tài)電解質(zhì)和正負(fù)極材料保持良好接觸的難題，可以綜合平衡電芯充到高電壓、安全性、鋰枝晶析出以及體積膨脹控制等要求。