動(dòng)力電池由強(qiáng)科技屬性，轉(zhuǎn)變至強(qiáng)制造屬性。

這意味著兩點(diǎn)，一是動(dòng)力電池從技術(shù)領(lǐng)先進(jìn)入到成本領(lǐng)先階段，技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入瓶頸階段，更新迭代速度減緩，大多是對(duì)產(chǎn)品性能的修修補(bǔ)補(bǔ)；二是由于技術(shù)門檻降低，技術(shù)壁壘轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃毂趬荆圃斓男?、良品率、產(chǎn)線利用率成為關(guān)鍵，車企制造電芯成為可能。

其實(shí)，從2020年寧德時(shí)代提出了“極限制造”理念開始，動(dòng)力電池就開始進(jìn)入到制造業(yè)拼規(guī)模、效率、成本的階段。

進(jìn)入2023年，這一情況更為明顯，車企電芯項(xiàng)目紛紛落地，廣汽的因湃智能工廠落地、極氪的金磚電池量產(chǎn)，以及奇瑞電芯量產(chǎn)。

這一階段特點(diǎn)是，產(chǎn)品趨于成熟，形狀、技術(shù)開始趨同；技術(shù)門檻降低，也就意味著外行進(jìn)入門檻降低。

01

磷酸鐵鋰開啟4C快充時(shí)代

性能上，磷酸鐵鋰就是在補(bǔ)齊充電速度和低溫性能的短板。例如，今年磷酸鐵鋰電芯都在發(fā)布4C快充產(chǎn)品。

2023年8月16日，寧德時(shí)代發(fā)布“神行”超充電池新品發(fā)布會(huì)，是全球首款磷酸鐵鋰4C超充電池，充電10分鐘續(xù)航400公里。

12月12日，蜂巢能源發(fā)布的L600 的短刀快充電芯，將覆蓋3-4C 場(chǎng)景，預(yù)計(jì) 2024 年 Q3 量產(chǎn)；基于L400 的短刀超快充電芯將覆蓋 4C 及更高倍率場(chǎng)景。

12月14日，極氪發(fā)布的金磚電池，最高可實(shí)現(xiàn)4.5C充電倍率；極充15min實(shí)現(xiàn)續(xù)航增加超500km+。

這意味著，明年磷酸鐵鋰4C產(chǎn)品量產(chǎn)落地。

一直以來，由于磷酸鐵鋰導(dǎo)電性較差，被認(rèn)為很難做成快充電池，充電速度也只能2C左右，不過隨著電池企業(yè)對(duì)材料的不斷改性和優(yōu)化，將磷酸鐵鋰的能力推到了4C的倍率。

要提升充電倍率，一般來講，企業(yè)對(duì)電芯的改進(jìn)包括以下幾個(gè)方面：正極，將磷酸鐵鋰材料進(jìn)行納米化，搭配復(fù)合導(dǎo)電劑，提高鋰離子脫出效率；負(fù)極，材料表面形成多孔結(jié)構(gòu)，增大反應(yīng)物之間的接觸面，為鋰離子嵌入提供豐富的活性位點(diǎn)；電解液，主要就是降低電解液粘度，提升電導(dǎo)率。

總之，快充的解決思路是趨同的。

02

方形電池短刀化

產(chǎn)品外觀也在趨同。方形電芯作為動(dòng)力電池的主流產(chǎn)品，形狀上開始趨向于“短刀化”。

中國方形電池，早期主流方向上遵循歐洲的VDA尺寸，后期隨著電池電量提升要求，厚度不斷增長(zhǎng)。例如寧德時(shí)代，后期就有3倍厚度的VDA電芯，寧德時(shí)代為廣汽AION.S配套的NCM811電池，尺寸已經(jīng)做到79*148*103；VDA對(duì)應(yīng)的尺寸是26.5*148*91，達(dá)到了業(yè)內(nèi)常說的3倍厚度。

這與寧德時(shí)代早期客戶是德國寶馬，更喜歡遵循歐洲標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)系。

中國方形電池的鼻祖比亞迪，則是喜歡將電芯做長(zhǎng)。翻閱比亞迪的電池，可以發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品大多是長(zhǎng)條狀的。

一直到2020年，比亞迪正式推出了刀片電池——近1米長(zhǎng)的長(zhǎng)條狀磷酸鐵鋰電池。

自此，長(zhǎng)條狀的方形電芯開始流行起來。

蜂巢能源針對(duì)生產(chǎn)工藝難度的問題，將長(zhǎng)條狀的電芯尺寸做短，推出400-600mm的短刀片。

此后，越來越多的企業(yè)采用短刀片的形式。

例如近期發(fā)布的因湃的P58電芯和極氪的金磚電池采用的都是短刀片形狀。

比亞迪在插混車型上實(shí)際使用的也是短刀片。

例如，比亞迪秦DMI車型，采用的就是長(zhǎng)240mm的電芯，唐DMI采用的則是152mm的電芯。

資料來源：小魚老師

寧德時(shí)代也有向長(zhǎng)薄化進(jìn)展的趨勢(shì)，例如一款電芯的尺寸是300mm*117mm*27mm，更形似一個(gè)更短的刀片。

資料來源：小魚老師

后期進(jìn)入的車企，大多采用成熟工藝，選擇長(zhǎng)條狀的方形磷酸鐵鋰產(chǎn)品。

03

車企電芯進(jìn)入量產(chǎn)階段

動(dòng)力電池回歸制造屬性后，車企進(jìn)入的門檻顯著降低。

早期，動(dòng)力電池多來源于消費(fèi)類電池。從消費(fèi)類電池演變?yōu)檐囈?guī)級(jí)動(dòng)力電池，需要進(jìn)行一系列的技術(shù)優(yōu)化和升級(jí)。

一般只有專門從事電池的第三方企業(yè)，能夠做到長(zhǎng)期大量投入研發(fā)資源對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行迭代，這不僅是術(shù)業(yè)專攻的問題，更是開發(fā)資源配置效率的問題。

而進(jìn)入拼制造階段，這就進(jìn)入了車企相對(duì)專長(zhǎng)的領(lǐng)域。

進(jìn)入2023年，埃安、極氪、奇瑞自研電芯紛紛落地，從產(chǎn)品也可以看出，走的都是相對(duì)成熟的產(chǎn)品路線。

例如，廣汽因湃推出的P58微晶超能電芯具備3C快充能力，可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航250km。

極氪金磚電池給出的信息量就更多一些，例如最高實(shí)現(xiàn)4.5C充電倍率；極充15min實(shí)現(xiàn)續(xù)航增加超500km+；3秒脈沖放電倍率最高可達(dá)16C，滿足高性能純電車型動(dòng)力需求等等。

目前，奇瑞的電芯已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段。由于尚未召開發(fā)布會(huì)，從能夠了解的信息看，奇瑞目前也是生產(chǎn)成熟產(chǎn)品，大概是方形和圓柱。介于大圓柱目前的工藝難度，筆者認(rèn)為，大概率還是磷酸鐵鋰方形電芯，或許采用卷繞工藝。

決策自己造電芯的車企，大多是對(duì)自身銷量有信心，畢竟作為制造業(yè)，是要通過大規(guī)模攤銷成本、提升良率的。

04

碳酸鋰跳水，鈉離子啞火

觀察今年的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)業(yè)內(nèi)提起鈉離子電池的頻率明顯下降。

這需要從鋰離子電池的上游重要原材料碳酸鋰身上找原因。

近兩年，碳酸鋰價(jià)格猶如坐上了過山車，價(jià)格最高點(diǎn)在2022年達(dá)到60萬元/噸，目前價(jià)格接近10萬元/噸。

2021年下半年開始節(jié)節(jié)攀升的碳酸鋰價(jià)格，導(dǎo)致下游車企、電池企業(yè)怨聲載道。鈉離子電池成為電池企業(yè)和車企制衡碳酸鋰價(jià)格的重要手段。

2021年7月29日，寧德時(shí)代發(fā)布了第一代鈉離子電池，并宣布已啟動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。

自此之后，電池企業(yè)和車企，生產(chǎn)、搭載鈉離子電池的消息變不絕于耳。碳酸鋰高企的價(jià)格，使得鈉離子電池車用成為可能。

鈉離子電池的眾多優(yōu)點(diǎn)也被搬了出來，例如優(yōu)異的安全性和低溫性能。但是，鈉離子的離子半徑97PM，個(gè)頭遠(yuǎn)大于鋰離子半徑68PM。這就會(huì)導(dǎo)致鈉離子的脫嵌性沒有鋰離子那么好，個(gè)頭大了，在電解質(zhì)里面運(yùn)動(dòng)受到的阻力就大。體現(xiàn)到鈉離子電池的電壓平臺(tái)，比容量，循環(huán)性能都沒有現(xiàn)階段的鋰離子電池好。

為了解決這個(gè)問題，寧德時(shí)代發(fā)布了AB電池系統(tǒng)。去年11月29日的鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展論壇上，寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森表示，寧德時(shí)代通過首創(chuàng)的AB電池系統(tǒng)集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鈉鋰混搭，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高電池系統(tǒng)的能量密度，使鈉離子電池應(yīng)用有望擴(kuò)展到500公里續(xù)航車型。

從2022年11月份后，碳酸鋰價(jià)格開啟大幅下行，4月份一度跌入20萬元/噸以內(nèi)，后期小幅反彈后，再次下行。

而鈉離子電池的最新消息，也停留在4月份，寧德時(shí)代鈉離子搭載在奇瑞車型。

其實(shí)，除了鈉離子電池本身性能問題，其能量密度太低，導(dǎo)致產(chǎn)線的單位產(chǎn)值經(jīng)濟(jì)性不足，產(chǎn)品的量產(chǎn)動(dòng)力就不足。尤其在碳酸鋰電池大幅下滑的態(tài)勢(shì)下，這一情況進(jìn)一步加劇。

在業(yè)內(nèi)人士看來，鈉離子電池是用來穩(wěn)定碳酸鋰價(jià)格的，就目前的產(chǎn)品性能來看，并沒有大規(guī)模量產(chǎn)的意義。

年末，沉寂許久的半固態(tài)電池再次有消息曝出。12月17日，蔚來汽車創(chuàng)始人、CEO李斌進(jìn)行了一場(chǎng)“電動(dòng)車1000公里真實(shí)續(xù)航挑戰(zhàn)”直播，他駕駛著搭載150kWh電池包的蔚來ET7，從上海出發(fā)進(jìn)行續(xù)航實(shí)測(cè)。

據(jù)悉，這款150kWh電池包就是被蔚來“鴿”了很久的半固態(tài)電池。

蔚來在2021年1月份時(shí)，在一年一度的NIO DAY上，伴隨ET7的發(fā)布時(shí)，同步官宣了150kWh半固態(tài)電池包。

從 2022 年第三季度交付，再到今年暑期上線，再到今年 7 月的“仍需稍等”。時(shí)間來到今天，事情似乎有了比較重要的進(jìn)展。

公開信息顯示，這款半固態(tài)電池材料體系為NCM，能量密度達(dá)到360Wh/kg，循環(huán)≥600周，單體容量為111Ah。

目前看，這款電池明顯短板在于無法快充。

當(dāng)然，關(guān)于這款半固態(tài)電池，大概會(huì)在12月23日NIO DAY上公布更多消息。

對(duì)于全固態(tài)電池，目前業(yè)內(nèi)的預(yù)測(cè)還是在2027年推出，2030年左右達(dá)到量產(chǎn)水平。

另外一條液態(tài)的鋰金屬電池路線上，以麻省固能SES為代表的企業(yè)，仍然在不斷推進(jìn)，電芯在從4Ah到50Ah再到100Ah不斷發(fā)展，現(xiàn)階段產(chǎn)品進(jìn)入B樣階段。目前看，SES的鋰金屬電池，有望率先應(yīng)用到城市空中交通（Urban Air Mobility）領(lǐng)域。

縱觀電池技術(shù)的發(fā)展，通過20年的發(fā)展，從消費(fèi)類產(chǎn)品演進(jìn)到車規(guī)級(jí)，這一階段產(chǎn)品快速迭代，但是材料體系層面并未有革命性的改進(jìn)。如今，電池技術(shù)再次減緩，作為下一代電池的代表，人類仍然在期待車用鋰金屬電池的落地。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁 >