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                                        圈重點!從2022年百人會看鋰電發展趨勢

                                        來源:汽車電子設計 | 作者:admin | 分類:分析 | 時間:2022-04-01 | 瀏覽:11861
                                        文章頂部

                                        鋰電網訊:這次百人會,參會的鋰電池企業還是比較全的。

                                        目前來看電池的技術路線主要分為這么幾種態勢:


                                        ●方殼路線

                                        寧德時代是不變應萬變,平臺電芯模塊(方殼)配上CTP3.0,磷酸鐵鋰電池能量密度做到160Wh/kg,高鎳做到250Wh/kg(NP不熱擴散);而差異化的欣旺達主要在這個成本上很難有空間去做快充。

                                        ●大圓柱

                                        松下(這個是4680鋰電池帶頭大哥)、億緯鋰能和比克,都是靠自己在圓柱路線上延展去做,充分發揮標準化設計、標準化制造、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,也考慮往這個方向去發力。

                                        ●圍繞性能突破

                                        能量密度方向,這次衛藍和SES兩個半固態的提法是這個方向,這也是軟包的一種出路,其實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。

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                                        ▲圖1.2022年百人會電池專題情況

                                        Part 1

                                        方殼的技術路線

                                        ●不變應萬變的寧王(麒麟電池容量比4680系統提升13%)

                                        這個CTP3.0和4680比的內容,重點還是突出了效率,目前把這個包的對比對象變成了特斯拉4680,這就有意思了。這個第三代CTP的綜合特點,還是能量密度和體積效率都很高,實現了無熱擴散的最高安全要求,針對低溫痛點優化了熱管理系統,兼顧了加熱過程的極速、無損、安全和高效。

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                                        ▲圖2.寧王的CTP3.0設計

                                        備注:其實12月21日,Robin已經在高工鋰電年會上透露了寧德時代的CTP3.0技術了。


                                        ◎它是方殼平臺電芯模塊,兼容LFP和NCM,其實和后續錳系的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%,實際電芯可能做到個285-290Wh/kg的樣子,意味著成組率實際是87.7%左右。


                                        寧德時代第三代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,有點類似定制大模組的意思(顛覆VDA355模組),在原有的模組結構上重組大小,然后去掉模組的側板,用綁帶來替代,這樣可以減輕重量,提高成組率。

                                        ◎第2代CTP

                                        優化掉模組的兩個端板(起到加壓的作用),利用電池箱體上的縱橫梁來代替端板,最大程度使用現有結構設計并且不去破壞電池殼體的強度。

                                        ◎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,配合電芯本體來實現結構上的需求,這個電池包從結構設計來看,是一定需要整車進行配合的。當然電芯領域配合標準電芯平臺,再配合標準CTP的設計模式來迭代的。我覺得這個CTP3.0技術對特斯拉來說,會加速標準版采用磷酸鐵鋰技術,當然在長續航版本里面4680還是要做的,可能在中國嘗試這個不熱失控的方殼版本來更新長續航版。從目前來看,這個版本的快充能力沒有透露出來,可能和4680電池有差異。

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                                        ▲圖3.CTP3.0平臺化模塊


                                        ●欣旺達(左手混動HEV右手純電快充)

                                        HEV方面,終端用戶痛點包括節油率不顯著,電池壽命短、維修貴,車價高。欣旺達量產兩代,第一代國產替代,第二代性能超越,實現70C常溫放電以及60C脈沖充電, 20年質保,同時電芯標準化、系統模塊化設計。


                                        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超級快充電池產品,續駛里程700公里,充電十分鐘續航400公里以上,質保10年20萬公里,并實現“不起火無熱蔓延”。

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                                        ▲圖4.欣旺達的快充電芯

                                        Part 2

                                        大圓柱電池

                                        ●松下(三年內量產無鈷電池,4680電池)

                                        松下的節奏特別穩,2010年量產18650型,2016年量產2170型電池,2022年來看4680電池將逐步成為圓形電池的主力。針對動力電池,松下將最大限度強化容量、成本和供給力,三年內實現無鈷電池的量產,其實相比韓系電池,松下是犧牲了規模守住了質量,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事情,一個是大圓柱電池成為行業的王者已經初露曙光,46系列的電池確實有突出特點,概括起來就是標準化、制造便利、可靠性強和兼容各種體系。已經看到大圓柱電池已經成為行業的研究熱點,正在成為動力電池的終極技術方向。


                                        備注:這里的說法是終極,我的理解是一種非常大量的意思。

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                                        ▲圖5.億緯鋰能對于大圓柱電池的看法

                                        第二個是鐵鋰電池的使用壽命等優勢明顯,對普及性的車型和長期的使用提供了廉價優質的電池。億緯鋰能這一次將產能直接擴張到200GWh,也是下了重注了。

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                                        ▲圖6.億緯鋰能的技q'術路線




                                        比克電池

                                        大圓柱電池是未來5—10年內中高端電動車的最優解,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,所以必須對材料的使用激進才能和其他電芯有優勢。

                                        圓柱電芯膨脹效應最小,主要受益于圓柱體徑向結構特性。

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

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                                        ▲圖7.大圓柱的定位

                                        國軒高科:230Wh/kg鐵鋰電池年底逐步量產

                                        210Wh/kg的磷酸鐵鋰電池已經實現產業化,230Wh/kg的鐵鋰電池也將在今年底也將逐步走向量產,鐵鋰電池將會在更大范圍替代三元電池。從現實來看,這個往負極想辦法的電芯能不能實用化還不清楚,這次國軒講的故事是替宜春這邊打前站,預計在2025年在宜春要形成50萬噸的鋰資源開發,徹底終結中國鋰資源的短缺情況。 


                                        Part 3

                                        先進電池衛藍半固態和SES半固態鋰金屬 

                                        SES拋出了混合液態鋰金屬電池,主要是從固態電解質的束縛方面,用鋰金屬做負極,提升能量密度。這個核心邏輯是可制造性,想要復用一些液態鋰電池成熟的生產制造工藝。

                                        SES鋰金屬電池技術包括三塊:

                                        ◎Hermes

                                        新材料研發平臺

                                        ◎Apollo

                                        是大的車用鋰金屬電池的工程制造能力

                                        ◎Avatar

                                        是人工智能安全監測軟件

                                        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、現代、本田,一起進行A樣品的聯合開發。

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                                        ▲圖8.這顆107Ah的A樣靠不靠譜?

                                        ●衛藍新能源

                                        衛藍新能源半固態電池應用于蔚來ET7,年底明年初量產,續航里程1000公里電量150度、單體能量密度360Wh/kg。原位固態化的技術,通過化學和電化學反應,使液態電解質部分或全部的轉化為固態電解質。也是考慮兼容已有的各種正負極材料,兼容大部分的鋰離子電池的電池材料,能夠解決在循環過程中固態電解質和正負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。

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                                        ▲圖9.蔚來用的這顆電芯

                                        小結:整體來看,電池搞到現在,創新的在不斷創新,固守的也得拿出自己的策略。整體的進步速度是非??斓?。


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