今年1-9月，我國動力電池累計銷量達367.0GWh，累計同比增長243.8%。作為新能源汽車的“心臟”，漲勢喜人的動力電池產(chǎn)業(yè)被認為是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大保障。圖為2022世界動力電池大會上展出的新能源汽車及動力電池。
發(fā)展電池技術(shù)、提升電池性能，是決定新能源車能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的核心因素。而動力電池技術(shù)創(chuàng)新則是一個體系化的過程，往往會涉及材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝改進等多個領(lǐng)域。圖為孚能科技位于江蘇鎮(zhèn)江的鋰離子動力電池智能制造工廠生產(chǎn)線。
中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，今年1-9月，我國動力電池累計銷量達367.0GWh，累計同比增長243.8%。其中三元鋰電池累計銷量163.8GWh，占總銷量44.6%，累計同比增長232.4%；磷酸鐵鋰電池累計銷量203.0GWh，占總銷量55.3%，累計同比增長257.8%。
作為新能源汽車的“心臟”，漲勢喜人的動力電池產(chǎn)業(yè)被認為是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大保障。但對于那些同時面臨產(chǎn)品升級與成本壓力的車企來說，如何避免陷入供應(yīng)鏈和產(chǎn)能的掙扎中，仍然是不容忽視的一大問題。
上海鋼聯(lián)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，11月1日，部分鋰電材料報價上漲。其中電池級碳酸鋰漲4500元/噸，均價報56.6萬元/噸；工業(yè)級碳酸鋰漲4500元/噸，均價報55.15萬元/噸，創(chuàng)歷史新高。
記者注意到，今年以來，隨著電池上游原材料漲價，出于穩(wěn)定供應(yīng)鏈的考慮，不少車企開始與更多的電池生產(chǎn)商建立合作關(guān)系。一方面，部分車企接連投資動力電池企業(yè)，還有越來越多的車企開始自研電池；另一方面，寧德時代、孚能科技等明星動力電池企業(yè)的裝機量持續(xù)穩(wěn)定上升，中國動力電池企業(yè)在全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的重要位置日益凸顯。
有分析人士表示，就像此前整車企業(yè)與零部件企業(yè)的共同創(chuàng)新推動了燃油車的技術(shù)突破、產(chǎn)品創(chuàng)新，進入新能源汽車時代后，車企與動力電池企業(yè)之間的選擇也是相互的、動態(tài)的。“事實上，一些車企在構(gòu)建新的供應(yīng)鏈時，特意加強了與動力電池企業(yè)之間的合作，這更有助于實現(xiàn)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的全面提升。”
技術(shù)路線多樣化
近年來，無論是車企還是消費者，對動力電池的要求都在迅速提高。有不少業(yè)內(nèi)人士表示，要想解決新能源汽車續(xù)航不足、充電時間過長等痛點，還需要相關(guān)企業(yè)尤其是動力電池企業(yè)大膽革新，持續(xù)推動電池技術(shù)進步。
與此同時，隨著動力電池行業(yè)競爭加劇，各大廠商的研發(fā)創(chuàng)新已不局限于對電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電芯方面的改造升級。今年以來，不少更具性價比、創(chuàng)造力、前瞻性的技術(shù)不斷出現(xiàn)，如鈉離子電池、半固態(tài)電池，以及更具顛覆性的固態(tài)電池等，動力電池技術(shù)路線呈現(xiàn)“百花齊放”。
在孚能科技董事長王瑀博士看來，隨著電池技術(shù)不斷迭代、能量密度逐步提升，如今整個行業(yè)能量密度向300Wh/kg以上靠攏，電動汽車終于在續(xù)航里程表現(xiàn)上開始追平甚至超越燃油車，續(xù)航里程不再成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
“但這并不意味著清潔能源已經(jīng)完成了對化石能源的逆襲。在里程性能之外，人們?nèi)匀挥兄渌男枨螅撼潆姇r間能不能更節(jié)約？成本能不能降低？安全能不能可控？”他同時坦言，動力電池能量密度的革命遠未走到盡頭，至少還有近10倍的增長空間需要從業(yè)者去努力實現(xiàn)。
資料顯示，動力電池根據(jù)正極材料，可分為三元材料電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池等。如果根據(jù)封裝方式和形狀，則可分為方形電池、軟包電池和圓柱電池。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，以三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池為代表的鋰離子電池仍是當(dāng)前我國新能源車動力電池的主要技術(shù)方向。一方面，以寧德時代麒麟電池、比亞迪刀片電池、特斯拉4680電池為代表的創(chuàng)新產(chǎn)品各領(lǐng)風(fēng)騷；另一方面，軟包電池憑借能量密度高、安全性強、布局靈活、輕量化好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，備受國內(nèi)外車企尤其是高端品牌的青睞，成為動力電池技術(shù)路線的重要發(fā)展方向。
據(jù)招商證券測算，2025年全球軟包電池裝機量有望達到650GWh，而孚能科技是目前國內(nèi)連續(xù)4年業(yè)內(nèi)排名第一的龍頭企業(yè)，產(chǎn)品主要包括三元軟包動力電池電芯、模組及電池包等。
今年9月，孚能科技推出了全新動力電池解決方案——SPS（Super Pouch Solution）。與單一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新不同，SPS集大軟包電芯、大軟包電池系統(tǒng)、大軟包電池制造和直接回收四大創(chuàng)新技術(shù)于一體，是一整套涵蓋“從電芯到系統(tǒng)、從制造到回收”的創(chuàng)新解決方案，在續(xù)航里程、充電效率、降本增效、適配車型等方面均實現(xiàn)了大幅提升。
據(jù)介紹，得益于大軟包電芯臥式布置設(shè)計，孚能科技SPS使電池系統(tǒng)部件減少50%，材料成本降低33%，提升體積利用率到75%。與搭載4680圓柱電池的車型相比，孚能科技SPS的體積利用率高出12%，擁有3倍循環(huán)壽命，導(dǎo)熱效率提升60%。
在發(fā)布會上，孚能科技展示了2.4C、3C和4C三種倍率快充電芯，對應(yīng)帶電量150kWh、100kWh和75kWh，對應(yīng)續(xù)航里程1000km、800km和600km，充電10分鐘分別能實現(xiàn)400km、400km和560km的續(xù)航里程。此外，同步升級的制造工藝，使SPS具備可觀的投資產(chǎn)出比。尤其是該方案讓軟包電池的直接回收技術(shù)更加成熟，不僅減少了能耗，還能進一步提升材料利用率，幫助企業(yè)和用戶降低成本。
誰能主導(dǎo)下一代電池
從近年來比亞迪刀片電池、特斯拉4680圓柱電池、孚能科技SPS等新品推動電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，到電池車身一體化技術(shù)、電池底盤一體化技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，近年來，電池企業(yè)和車企無不在為追求“低成本、高性能和高安全性”的最佳平衡而孜孜不倦地奮斗著。
事實上，目前全球動力電池產(chǎn)能集中于中、日、韓三國，全球出貨量占比連續(xù)多年保持90%以上。自2015年趕超日本成為全球最大的動力電池生產(chǎn)國后，我國在全球市場份額占比持續(xù)上升，已占據(jù)絕對優(yōu)勢。經(jīng)過多年積累，不僅我國電池企業(yè)的各項發(fā)明專利領(lǐng)先世界，上下游產(chǎn)業(yè)鏈的資源配置與布局也更加合理。
獨立汽車分析師白德認為，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)起步較早，且市場滲透率日益提高，因此不論是車企還是消費者，都希望使用技術(shù)先進的產(chǎn)品，同時價格也要具有競爭力。
“鋰離子電池是目前最成熟的一條技術(shù)路線。長期以來，車企和動力電池企業(yè)努力探索更安全、更先進和更實惠的技術(shù)路線，推動了我國動力電池技術(shù)不斷向前發(fā)展。”白德表示，新能源汽車早期存在的動力電池能量密度低、續(xù)航里程短等短板已基本得到解決，充電速度慢、怕低溫等情況也在不斷改善中。
以充電效率為例，近年來，隨著新能源汽車長途出行的需求激增，因充電樁分布不均、充電慢而產(chǎn)生的用戶焦慮屢屢成為全社會熱議的話題。
為有效地解決充電慢這一難題，孚能科技全自主研發(fā)超充超壓平臺技術(shù)，使“800VTC超充超壓技術(shù)”應(yīng)運而生。
“這是業(yè)內(nèi)首個量產(chǎn)的800V技術(shù)平臺，充電倍率達到2.2C-4C，SOC10%-80%充電僅需15分鐘，處于行業(yè)超一流水平。”孚能科技相關(guān)產(chǎn)品負責(zé)人告訴記者，在溫控方面，800V快充系統(tǒng)電流及內(nèi)阻小，溫升小，安全性高；在系統(tǒng)層面，800V快充系統(tǒng)可實現(xiàn)樁和車進一步集成化，逆變器、線束、連接器體積減小，增加布電空間，空間和經(jīng)濟性更有優(yōu)勢。
再比如，為了解決電動車在嚴寒環(huán)境面臨的系列難題，孚能科技SPS大軟包電芯的全極耳和疊片工藝帶來了更低內(nèi)阻和更好低溫放電表現(xiàn)。實驗數(shù)據(jù)顯示，在零下20攝氏度的低溫環(huán)境中，SPS系統(tǒng)容量可保持在90%以上，同時充電時間縮短一半。
“動力電池技術(shù)創(chuàng)新是一個體系化的過程，往往會涉及很多方面的核心技術(shù)。”有業(yè)內(nèi)技術(shù)專家表示，為新能源汽車裝上更抗凍的“心臟”，讓其能保持與常溫狀態(tài)下幾乎相同的續(xù)駛里程，只是動力電池技術(shù)創(chuàng)新的目標之一。
正如中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長師建華所說，新能源汽車還屬于新生事物，目前還處在發(fā)展初期階段，做好動力電池是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心要求。因此，動力電池技術(shù)路線必將是多元化發(fā)展的趨勢。“哪條動力電池技術(shù)路線符合社會要求和市場需求，它就是更好的。”
有專家預(yù)測稱，在未來5至10年內(nèi)，動力鋰電池仍將主導(dǎo)新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是新能源車電池的“主力軍”。同時，隨著動力電池技術(shù)日趨成熟，規(guī)模效應(yīng)會使動力電池量產(chǎn)成本下降，新能源汽車的優(yōu)勢還將進一步凸顯。
創(chuàng)新無止境，科技助強心
所謂“得新能源電池者得天下”，電池被認為是影響新能源車能否實現(xiàn)長期穩(wěn)定發(fā)展的核心因素。
按照“投產(chǎn)一代、儲備一代、研發(fā)一代”的行業(yè)發(fā)展規(guī)律，2023年，孚能科技將推出鈉離子、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等電池的第一代產(chǎn)品。值得注意的是，孚能科技已開始量產(chǎn)第一代半固態(tài)電池。相關(guān)工程師表示，通過半固態(tài)逐漸減少電解液，可極大降低車輛自燃的風(fēng)險，使車輛安全性能大幅提升。
《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021～2035）》提出，要基于現(xiàn)有動力電池技術(shù)優(yōu)勢迭代，促進新型電池技術(shù)興起。其中，“加快固態(tài)動力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”成為各方關(guān)注的焦點。
有分析認為，未來固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將基于現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池技術(shù)，實現(xiàn)“液態(tài)－半固態(tài)－固態(tài)”的轉(zhuǎn)變，逐步完成對電解液隔膜和正負極材料的替代。中汽數(shù)據(jù)預(yù)計，全球固態(tài)電池有望2030年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
王瑀透露稱，孚能科技已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化的330Wh/kg半固態(tài)電池產(chǎn)品，具有高能量密度、高安全、耐低溫、高倍率、長壽命等技術(shù)優(yōu)勢。
“為達到未來理想的電池要求，孚能科技在堅持高能量密度技術(shù)發(fā)展主線的同時，集成多領(lǐng)域前沿技術(shù)，積極打造綜合效能最優(yōu)化的電池標桿。”王瑀認為，未來理想的電池應(yīng)擁有超快充、高續(xù)航、高安全、高能量密度、高回收利用率、豐富儲量元素的電池化學(xué)體系6大特色。
韓國市場研究機構(gòu)SNE Research曾預(yù)測稱，2022年全球電動車電池總產(chǎn)能將達到1273GWh，同比增長28.1%。另有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在裝機量排名前十的電池企業(yè)中，中國企業(yè)占據(jù)六席。
白德提醒說，在動力電池與新能源汽車產(chǎn)業(yè)同時狂飆突進的今天，鋰礦資源來源、成本問題，以及整車企業(yè)與動力電池企業(yè)之間“既合作，又不得不防止供應(yīng)鏈風(fēng)險”的微妙關(guān)系，接下來將成為各方密切關(guān)注的焦點。
有市場分析人士表示，由于近年來中國新能源汽車銷量迅猛增長，同時國內(nèi)外新冠肺炎疫情防控形勢復(fù)雜，包括動力電池等核心零部件在內(nèi)的供應(yīng)鏈面臨前所未有的考驗。不少車企為了降低“斷供”風(fēng)險，不愿意把雞蛋放在同一個籃子里，不太愿意讓某一家供應(yīng)商一家獨大。
中國汽車工業(yè)協(xié)會的相關(guān)負責(zé)人預(yù)測稱，在穩(wěn)經(jīng)濟、促消費政策持續(xù)作用下，今年四季度汽車產(chǎn)銷量將繼續(xù)保持較快增長，新能源汽車以及汽車出口延續(xù)良好發(fā)展勢頭，全年汽車市場將實現(xiàn)穩(wěn)增長目標。
白德總結(jié)說，當(dāng)越來越多的企業(yè)主動參與到動力電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命中，新能源汽車行業(yè)整體的蛋糕才能不斷做大，這更利于相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的長足發(fā)展。“各種技術(shù)創(chuàng)新不斷打破動力電池原有的技術(shù)上限，有力推動了新能源汽車的普及。當(dāng)然，未來市場競爭的激烈程度將只增不減，行業(yè)洗牌即將來臨。”
原標題：為新能源汽車裝上更強“心臟”
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