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        2020年動力電池七大技術預測
        發布時間:2020-11-30



        時光不知不覺開啟了2020年的閘門。在過去的2019年,新能源補貼退坡和市場競爭慘烈,動力電池行業步入寒冬。不過在政策、市場、資本等多重因素帶動下,動力電池的未來前景依然遠大。



        對動力電池技術研發而言,寒冬時節正是沉淀,厚積薄發的時刻。高工鋰電根據2019年動力電池技術發展情況,就2020年動力電池行業的技術,進行七大預測。

        預測一:標準模組590技術投入會進一步加強,但355模組主流地位不變

        雖然德國大眾基于MEB平臺,推出標準590模組,以更高成組效率受到市場熱捧,但相關鋰電產業鏈尤其是設備制造技術,還尚未完全突破。

        其中標準590模組對應的單體電芯尺寸長約550mm,用對應的鋰電設備制造,尤其是疊片技術突破還有一定難度。

        一方面韓國本土的DA、NS、APRo設備廠商,在國內售賣的疊片設備是Z字疊,而不是熱復合疊片機。它們供給LG化學的疊片設備主要分卷疊和堆疊。卷疊針對小型電池,堆疊針對大電池。

        另外LG的卷繞式疊片電池專利應該還有一年才到期,這依舊對國內電池廠在這方面的技術形成制約。

        不過像先導智能推進整線制造工藝、贏合科技選擇跟德國曼茲合作開發疊片相關設備等,這些國內頭部鋰電設備企業的努力,都會給590標準模組提供新的技術投入。

        預測二:寧德時代的CTP技術和比亞迪的刀片電池技術會進一步發展

        2019年寧德時代的CTP技術和比亞迪的刀片電池是國內耀眼的動力電池創新。這兩種方式均是基于電池系統整體安保性和能量密度,進行提升和優化,減少冗余。

        從整車廠的角度看,動力電池企業開始更深入的以終端需求為主進行創新,非常有利于動力電池產業鏈上下游的資源充分利用,加快行業發展進程。

        同時也暗示著未來動力電池技術發展有可能從cell to pack 到cell to vehicle,按照整車需求進行集成,進一步優化中間工序。

        預測三:在保證高能量密度的情況下高功率快充技術更高充電倍率努力

        動力電池的快充技術,將持續以高功率充電為主。尤其是對當前的新能源汽車市場而言,快充商業模式大部分情況下,依然優于換電模式。

        一方面換電模式需要在動力電池標準化和新能源汽車集中的情況下,規模普及速度才會加快。另一方面快充就像燃油車加油,在投入產出比上,比換電的收益相對更有保障。

        預測四:固態電池的商業化速度不會在2020年大規模普及

        從氧化物固態電池來看,生產過程成本仍然占比超過50%,相比于鋰離子電池(過程成本僅為20-30%)仍然明顯偏高。

        同時固態電池還存在管理和粘合方面的技術問題,暫時還很難解決。還有在制造方面,還沒有比較大的突破。因此要想實現大規模量產,估計還需要3-5年時間。

        預測五:動力電池的補鋰技術會更進一步發展

        應用于電動汽車和大型儲能裝置的鋰電池,在能量密度方面的要求,日益提升。然而通用的鋰電負石墨材料,其理論比容量372mAh/g,已無法滿足。

        目前技術發展趨勢是負選用硅碳材料,其比容量4200mAh/g。不過負碳有充放電效率較低、膨脹大、長循環會粉化等問題。對應的補鋰技術能有效規避硅碳負不足,提升能量密度,作用機理主要分兩方面。

        一方面增加活性鋰離子含量,補償首周充放電過程中的活性鋰損失,提升電池首周可逆容量。

        另一方面實現負材料體積的預膨脹,減少材料顆粒在嵌鋰過程中的破裂和化,提升負的機械穩定性和循環性。

        預測六:動力電池能量密度將進一步提升,磷酸鐵鋰材料可能回歸

        新能源汽車起火的事故發生,讓市場和政策對動力電池安保性的關注度提升。不過新能源汽車銷量依舊受續航里程制約,提升動力電池能量密度仍迫在眉睫。

        這雖然意味著安安保性排在前面,但動力電池能量密度會進一步提升,尤其是隨著高鎳三元正材料逐步滲透,將不斷提高。

        關于磷酸鐵鋰,比亞迪將于2020年5-6月份推出的全新一代磷酸鐵鋰電池,體積比能量密度將提升50%,壽命長達8年120萬公里,成本節約30%。

        還有合肥國軒新消息,宣布單體電芯能量密度已提升至190Wh/kg,并配套續航里程400km以上的車型。同時表示明后年磷酸鐵鋰的單體電芯能量密度有望達到200Wh/kg,實現160Wh/kg系統能量密度。

        這均意味著磷酸鐵鋰動力電池性能方面,依舊有改進空間。

        再加上低成本,高安保的優勢,隨著國內頭部動力電池企業加大投入,磷酸鐵鋰電池相應的能量密度和系統能量密度提升后,有望回歸,搶占一部分市場。

        預測七:動力電池安保性大幅提升

        動力電池的安保性,主要是動力電池熱失控。其意味著電化學化合健構成的能量勢壘遭到破壞。就像大壩決堤,膨脹起火燃燒是個由內往外的過程,一般的滅火劑根本起不了作用。

        這時通過BMS實時監控電壓電流溫度以及其他直接或間接手段獲得電池參數信息,包括SOC,電壓電流溫度內阻變化趨勢。

        然后通過一定算法,實現提前評估預測風險,盡早采取措施,避免電池過度使用和濫用,以防熱失控發生。

        再加上2019年高工鋰電年會,參會嘉賓分別從設備、制造工藝、電芯層面、PACK層面、系統層面的提前預防,以及發生安保事故的控制和處理等環節,圍繞動力電池安保性進行的演講。

        由此可看出2020年,動力電池的安保性會成為重中之重,將大幅提升。
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