中國動力電池路線,目前主要是受到C和B兩家動力電池企業所主導,而B家最主要的方向是從三元往磷酸鐵鋰走。而C家的技術路線,也沒有公布特別清晰,不過最近在新能源汽車會議上,有朋友拍攝了C家最新的動力電池的技術路線,我想重新整理這些材料作為切入點。
第一部分 電池的化學體系
因為是動力電池的龍頭,也是當前國內外車企的電動汽車車型主要提供商,所以從技術路線的角度是可以從里面反推出很多有趣的東西。
第一類 高性價比電池:磷酸鐵鋰這個化學體系,最大的優點還是對于金屬約束少。所以C家把這類定義為 “經濟型”。從時間軸來分,可以分為兩個階段
2021-2023年,電芯質量能量密度介于180-200Wh/kg之間(體積能量密度350Wh/L-450Wh/L)。
2023-2028年,隨著通過材料體系和工藝的優化,正在開發質量能量密度在210-230Wh/kg(體積能量密度450Wh/L-500Wh/L)的磷酸鐵鋰電芯。
因此2023年是一個非常重要的節點,可以理解為鐵鋰電池能達到450Wh/L這個和之前三元電池520Wh/L相差無幾的數據,能替代65kWh以下的需求。從這個邏輯意義上來看,C家的想法,在經濟性上不考慮快充的方案下,把A0-B級入門款的車型全部涵蓋掉。我的理解是,這里的鐵鋰和我們之前170Wh/kg的方案有著明顯的差異化。
第二類 中檔電池 中鎳高電壓
這其實是一條演進路線,從之前的NCM523演進到中鎳高電壓體系 “鎳55”的車型,最主要是針對現有的中高端車型演進的道路。
2020-2022年,該體系的電芯,質量能量密度在220-240Wh/kg之間(體積能量密度介于520Wh/L-550Wh/L),快充時間為30-40分鐘(1.5C-2C)。
從2021下半年到2025年,通過技術升級把電芯的質量能量密度升級到240-260Wh/kg(體積能量密度550Wh/L-600Wh/L),快充時間為20-30分鐘(2C-3C)。
2024年左右開始導入無鈷電池,能量密度大于250Wh/kg,體積能量密度大于550Wh/L,這個更像是一種期貨,需要長時間的技術投入
我的理解,這里現有電芯,就是目前市面上普遍能看到的電芯都是中鎳單晶5系,鎳55是一種高電壓單晶材料,解決了鎳5系三元材料能量密度低的痛點,同時也兼顧了安全性和成本低的優點。配合這類電芯,大家可以比較容易做到能通過熱失控擴散的電池。說實話,這類的成本控制比較困難,在當前的材料價格下,很容易直接給鐵鋰直接替換掉。
第三類:高性能電芯 高鎳路線
由于目前的旗艦車型都是100kWh起,所以技術路線走高鎳路線的是成本相對比較高的,所以建立在高鎳體系和硅碳負極上面。
2021年至2023年,電芯的質量能量密度介于240-300Wh/kg(體積能量密度560Wh/L-650Wh/L),快充時間為18-30分鐘(3.3C-2C)。
2021年下半年到2024年,寧德時代開始導入硅碳負極,電芯的質量能量密度升級到300-400Wh/kg(體積能量密度630Wh/L-750Wh/L),快充時間為9-15分鐘(6.6C-4C)。
2025年,導入固態電池,電芯的質量能量密度大于400Wh/kg(體積能量密度大于800Wh/L),在這個技術分支上,一直沒看到C家有實質性的產品展示,目前還處在前期開發階段,需要解決很多基礎的問題
2030年,這個出來非常預期的技術,包括無稀有金屬正極材料、鋰空氣等材料體系研究,電芯能量密度突破500Wh/kg到600Wh/kg,主要是給出一個方向性探索。每年砸錢來布局專利體系和前沿的
第四類:這是我增加的一個塊,在動力電池上沒看到,就是前面在股東大會上,C家所講的鈉電池,這玩意從短期內來看是抑制前端資源猛漲的一個博弈手段,具體內容等C家發布了再說。
第二部分 各種特性的分類
在這里還有三個技術方向,分別是快充、長壽命和解決低溫問題
1)長壽命
我其實不太懂這個無衰減是不是真的成立,但是根據負責電池數據的小伙伴交流,之前C家5系電芯在上海這樣的環境適宜地區,用下來衰減確實挺好的。方殼的優點是電解液可以多放點,和LG的軟包相比,容量衰減要好很多。但是這個100萬、200公里成立與否,真的是需要長時間的觀察,還需要搭配每天足夠的里程,較大載荷運行。
從私家車=>運營車1&運營車2,再到儲能再到備用電池,再到回收,這種非常長時間的路徑,對于電池安全考量是否存在一票否決制,真的需要探索者在較長的時間維度去嘗試。
2)快充
這個2C目前在BBA最新款上基本能看到,5C到什么時候出來沒看到。目前來看,快充特性是2022年最主要的差異化。
3)低溫特性
在去年冬天大家對低溫特性口誅筆伐以后,2021年設計的系統很優先地解決這個問題,目前能看到最主要是自加熱技術的普及應用。
小結:從做技術來看,C家目前包含各種各樣的產品,涵蓋了經濟型、普適型、高端化等多個場景布局,就電動汽車的安全、續航里程、充電和壽命幾個要素進行組合,這種密集型的產品陣列留給后來者突破的機會很低。目前二梯隊的廠家無非就是能跟就跟,就鐵鋰低端在A00級別以價格戰破局,歐美初創企業和日本的老玩家就靠固態電池來差異化
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原文標題:從龍頭企業來看中國動力電池的技術路線
文章出處:【微信號:QCDZSJ,微信公眾號:汽車電子設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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