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        動(dòng)力電池、有機化學(xué)原料,高分子材料、環(huán)保設備研發(fā)等

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        2020年動(dòng)力電池七大技術(shù)預測
        發(fā)布時(shí)間:2020-11-30



        時(shí)光不知不覺(jué)開(kāi)啟了2020年的閘門(mén)。在過(guò)去的2019年,新能源補貼退坡和市場(chǎng)競爭慘烈,動(dòng)力電池行業(yè)步入寒冬。不過(guò)在政策、市場(chǎng)、資本等多重因素帶動(dòng)下,動(dòng)力電池的未來(lái)前景依然遠大。



        對動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)而言,寒冬時(shí)節正是沉淀,厚積薄發(fā)的時(shí)刻。高工鋰電根據2019年動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展情況,就2020年動(dòng)力電池行業(yè)的技術(shù),進(jìn)行七大預測。

        預測一:標準模組590技術(shù)投入會(huì )進(jìn)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(chǎng)熱捧,但相關(guān)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈尤其是設備制造技術(shù),還尚未完全突破。

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

        一方面韓國本土的DA、NS、APRo設備廠(chǎng)商,在國內售賣(mài)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(xué)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(zhuān)利應該還有一年才到期,這依舊對國內電池廠(chǎng)在這方面的技術(shù)形成制約。

        不過(guò)像先導智能推進(jìn)整線(xiàn)制造工藝、贏(yíng)合科技選擇跟德國曼茲合作開(kāi)發(fā)疊片相關(guān)設備等,這些國內頭部鋰電設備企業(yè)的努力,都會(huì )給590標準模組提供新的技術(shù)投入。

        預測二:寧德時(shí)代的CTP技術(shù)和比亞迪的刀片電池技術(shù)會(huì )進(jìn)一步發(fā)展

        2019年寧德時(shí)代的CTP技術(shù)和比亞迪的刀片電池是國內耀眼的動(dòng)力電池創(chuàng )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(jìn)行提升和優(yōu)化,減少冗余。

        從整車(chē)廠(chǎng)的角度看,動(dòng)力電池企業(yè)開(kāi)始更深入的以終端需求為主進(jìn)行創(chuàng )新,非常有利于動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游的資源充分利用,加快行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。

        同時(shí)也暗示著(zhù)未來(lái)動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展有可能從cell to pack 到cell to vehicle,按照整車(chē)需求進(jìn)行集成,進(jìn)一步優(yōu)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(shù)更高充電倍率努力

        動(dòng)力電池的快充技術(shù),將持續以高功率充電為主。尤其是對當前的新能源汽車(chē)市場(chǎng)而言,快充商業(yè)模式大部分情況下,依然優(yōu)于換電模式。

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

        預測四:固態(tài)電池的商業(yè)化速度不會(huì )在2020年大規模普及

        從氧化物固態(tài)電池來(lái)看,生產(chǎn)過(guò)程成本仍然占比超過(guò)50%,相比于鋰離子電池(過(guò)程成本僅為20-30%)仍然明顯偏高。

        同時(shí)固態(tài)電池還存在管理和粘合方面的技術(shù)問(wèn)題,暫時(shí)還很難解決。還有在制造方面,還沒(méi)有比較大的突破。因此要想實(shí)現大規模量產(chǎn),估計還需要3-5年時(shí)間。

        預測五:動(dòng)力電池的補鋰技術(shù)會(huì )更進(jìn)一步發(fā)展

        應用于電動(dòng)汽車(chē)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(wú)法滿(mǎn)足。

        目前技術(shù)發(fā)展趨勢是負選用硅碳材料,其比容量4200mAh/g。不過(guò)負碳有充放電效率較低、膨脹大、長(cháng)循環(huán)會(huì )粉化等問(wèn)題。對應的補鋰技術(shù)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(guò)程中的活性鋰損失,提升電池首周可逆容量。

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

        預測六:動(dòng)力電池能量密度將進(jìn)一步提升,磷酸鐵鋰材料可能回歸

        新能源汽車(chē)起火的事故發(fā)生,讓市場(chǎng)和政策對動(dòng)力電池安保性的關(guān)注度提升。不過(guò)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量依舊受續航里程制約,提升動(dòng)力電池能量密度仍迫在眉睫。

        這雖然意味著(zhù)安安保性排在前面,但動(dòng)力電池能量密度會(huì )進(jìn)一步提升,尤其是隨著(zhù)高鎳三元正材料逐步滲透,將不斷提高。

        關(guān)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(cháng)達8年120萬(wàn)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(chē)型。同時(shí)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(shí)現160Wh/kg系統能量密度。

        這均意味著(zhù)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池性能方面,依舊有改進(jìn)空間。

        再加上低成本,高安保的優(yōu)勢,隨著(zhù)國內頭部動(dòng)力電池企業(yè)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(chǎng)。

        預測七:動(dòng)力電池安保性大幅提升

        動(dòng)力電池的安保性,主要是動(dòng)力電池熱失控。其意味著(zhù)電化學(xué)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(gè)由內往外的過(guò)程,一般的滅火劑根本起不了作用。

        這時(shí)通過(guò)BMS實(shí)時(shí)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(guò)一定算法,實(shí)現提前評估預測風(fēng)險,盡早采取措施,避免電池過(guò)度使用和濫用,以防熱失控發(fā)生。

        再加上2019年高工鋰電年會(huì ),參會(huì )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(fā)生安保事故的控制和處理等環(huán)節,圍繞動(dòng)力電池安保性進(jìn)行的演講。

        由此可看出2020年,動(dòng)力電池的安保性會(huì )成為重中之重,將大幅提升。
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