鈷的比例一直在降低,從111到532到622到811,完全無鈷可能性不大,特斯拉的無鈷電池更可能是磷酸鐵鋰技術,特斯拉會采用2條路走的策略,磷酸鐵鋰是其低成本方案(CTP+特殊計技術,能量密度可以做到175wh/kh,特斯拉松下三元160左右)。

專家簡介:

2015年動力電池產品開發及管理經驗,先后就職于江森、上汽等,對動力電池產品技術、市場、供應鏈等有深刻理解。

紀要內容:

1. 動力電池行業回顧

動力電池行業從2015年財政補貼政策刺激后高速增長,從2015年15.6GWh增長到2019年62GWh,2個增長峰值出現在2016年和2018年(2016年補貼,2018年電池技術提升),2019年因補貼退坡增速相對放緩。預計2020年開始進入鋰電池發展的新階段(后補貼時代、產品供給端變化、外資車企如特斯拉、奔馳、寶馬、大眾等進入、外資電池企業進入)。

但動力電池行業過去幾年全行業盲目投入,瘋狂擴產,無效產能較多,2019年總體產能利用率不超過24%??傮w產能過剩,但優質產能不足,結構性過剩,產業洗牌加速。

動力電池行業回顧

2. 動力電池技術趨勢:鋰電池、固態電池or燃料電池

動力電池降本是大趨勢,而能量密度提升是成本下降的有效途徑,發展高能電池是車用動力電池的核心技術方向。從鉛酸電池、鎳鎘電池、不斷進步的鋰離子電池(能力密度從180wh/kg發展到350wh/kg),后鋰離子電池如鋰硫電池和金屬空氣電池目前技術均不成熟,多數處于實驗室階段,中科院專家預計可能分別在2030年和2050年實現大規模商業化。但是固態電池是國內和日韓電池企業都在大力布局,預計2025年前后會有相應的產品出來。

動力電池技術趨勢:鋰電池、固態電池or燃料電池

3. 鋰電池技術路線

重點看能量密度演變,2016年最高的是三元MCM,180Wh/kg,2016年以前都是磷酸鐵鋰的天下(鐵鋰的安全性好,可以滿足當時的國家標準,當時三元無法通過國家標準),2016年后電池安全標準取消,三元快速發展(鎳鈷錳532三元單體能量密度從180Wh/kg發展到最新的260 Wh/kg,811+石墨體系從240 Wh/kg逐步提升到2021年280 Wh/kg,后續NCM811+負極石墨摻硅,可將能量密度提升到到350 Wh/kg,也就到達了該路線的頂點)。固態電池可以到400 Wh/kg,5~10年內產業化,鋰空氣電池產業化市場較長。

磷酸鐵鋰技術路線目前到了180 Wh/kg,接下來2020年以后提升到190~200 Wh/kg,后續靠負極添加碳納米管或硅碳,提升到210~220 Wh/kg,之后會出現瓶頸。

無鈷電池:三元or磷酸鐵鋰

4. 無鈷電池:三元or磷酸鐵鋰

2014~2019年三元逐步上升、磷酸鐵鋰下降。2016年以前磷酸鐵鋰占比超過70%,2016年后因補貼政策及國標調整因素導致三元提升,到2019年占70%份額。后補貼時代,磷酸鐵鋰份額會提升,特別在對續駛里程要求不高的領域。從安全性、壽命和成本角度(10~20%成本優勢), 鐵鋰電池均有優勢,三元電池能量密度和低溫性能好。三元電池研發生產難度大于磷酸鐵鋰電池,國內能生產優質磷酸鐵鋰電池企業的較多,能生產優質高鎳三元電池的企業較少。

 無鈷電池:三元or磷酸鐵鋰

后補貼時代,150公里續駛里程以下的低速車以鐵鋰為主(目前是鉛酸電池,鉛酸會被淘汰),A0/A00車型(如奇瑞小螞蟻、榮威E50)以鐵鋰為主,A/A+車型目前是三元為主,后續逐步會被鐵鋰替代(鐵鋰的能量密度提升+CTP技術應用,可支持400~500公里續駛里程且具備價格優勢),B/B+車型以三元為主,但也有特例(如比亞迪漢車型,刀片電池+CTP技術,可以做到600KM續駛里程),C/D級車,會以三元為主。

后補貼時代目標車型

5. 電池結構:圓柱or方形or軟包

從全球市場和技術特征來看,下一代動力電池商業化之前,方形、軟包和圓柱電池將并存于電動汽車市場;全固態電池技術成熟后,軟包電池的優勢會進一步顯現,不過這將是一段漫長的過程。

電池技術路線

6. 刀片電池與CTP技術

比亞迪的刀片電池即長電芯方案(主要指方形鋁殼),是一種通過增大電芯的長度(最大長度與電池包寬度相當),將電芯扁長化設計,來進一步改進電池包集成效率的技術。

刀片電池正負極在兩端,兩端(或一端)都有防爆閥,有點軟包兩端出極耳+方形鋁殼綜合。相較于已有方形鋁殼電芯方案,這個電芯最明顯的優勢在于散熱效果好,難點在于整個電芯的結構穩定性,內阻,注液等,尤其是結構強度方面。在CTP方案中,電芯需要依靠自身來實現支撐。

[責任編輯:張倩]

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