推動電池技術進步,既是下游客户對電池性能、成本、安全的切實訴求,也是企業保持長期核心競爭力的重要手段。現如今全球動力電池市場爭奪已經開啓,電池技術創新和PK也進入全球化階段。很顯然,在技術創新上沒有“獨門絕技”,在新一輪電池技術、市場競爭中可能就會陷入被動。
回首2019年,電池技術創新的大戰已經足夠激烈,國內如寧德時代率先推出CTP技術,比亞迪“刀片電池”緊隨其後,蜂巢能源四元電池及無鈷電池也公開亮相。這些新技術在提升電池能量密度、安全性、循環壽命,以及降低成本方面都較目前上市電池有所突破。
放眼全球,LG化學、三星SDI也正積極推動技術創新,如LG化學正在推動“NCM 712電芯”“四元電池”落地,三星SDI希望藉助其第5代電池技術重回全球前三。很顯然,無論是國內還是海外,電池技術領域新一輪的“兵器”即將在這兩年陸續登台亮相,而各家能否如願以償,則要看新兵器譜中哪家更為鋒利。
三星SDI:欲借第5代電池躋身市場前三
近日,據外媒報道,三星SDI表示,目前公司正全力推動其第5代電池技術產品的落地,希望藉助其第5代電池技術躋身全球電動汽車電池市場前三。
據三星SDI介紹,其第5代電池能量密度高,充電一次可行駛600多公里,其中鎳含量超過80%。“與競品相比,該電池能量密度預計能提高20%,而每千瓦時的成本卻降低了20%,”三星SDI表示,該電池預計2021年在匈牙利三星電池工廠量產。據悉,寶馬已成為三星SDI第5代電池的第一個客户。
根據此前三星SDI發佈的產品規劃,其第5代電池,能量密度可以達到800Wh/L(相當於300Wh/kg)。
三星SDI近日的表態也顯示出其在動力電池領域的決心。事實上,同為韓國乃至全球動力電池巨頭,近年來三星SDI在全球動力電池市場的動作明顯滯後於LG化學,甚至還不如新勢力SKI積極,這也導致其在中國、歐洲市場進展不利。作為老牌的動力電池四巨頭之一,三星SDI目前明顯掉隊非常厲害。
據電池中國網瞭解,三星原本希望到2023年才向市場推出其第5代電池技術,2021-2022年向市場推出能量密度達到700Wh/L(相當於270—280Wh/kg)的第4代電池技術。很顯然,面對全球頭部企業更有競爭力的產品已經配套,三星SDI也等不及了。
除了第5代電池技術,三星SDI的固態電池技術也有新消息。今年3月,三星SDI宣佈發明了一種提高全固態電池壽命和安全性的方法,使這種電池有望替代目前的液態鋰離子電池。這種電池採用固態電解質,在高温下不易燃,還能抑制鋰枝晶生長避免穿刺短路。此外它使用銀碳(Ag-C)複合層作為陽極,能將能量密度提高到900Wh/L。
三星SDI表示,這種固態電池充滿電後,可以讓電動汽車單次續航里程超過800公里,電池循環壽命超過1000次,並且體積比同容量鋰離子電池小50%。
LG化學:開始導入NCM712電芯
消費者對於電動汽車高續航的追求驅動電池技術向高鎳方向發展。近兩年,NCM811電池已成為頭部電池企業爭相佈局的方向。LG化學為特斯拉(上海)工廠也配套了NCM811電池。不過,配套的為圓柱NCM811電池,製造工藝相對成熟。LG化學主要產品為軟包電池,在軟包電池方面,LG化學似乎並沒有急於推出NCM811產品。
據電池中國網瞭解,目前LG化學在市場配備較多的電芯為NCM622,而在下一代電池產品上,LG化學可能會優先考慮NCM712電芯。近日,有業內人士注意到,LG化學NCM712電芯已經應用到雷諾ZOE的車型上。分析人士認為,除了雷諾車型,LG化學接下來可能還會將NCM712電芯導入到大眾MEB相關車型上,預計接下來幾年,LG化學NCM712電芯佔比將逐漸提高。
在NCM712電芯之外,LG化學還在加快NCMA四元電池產業化。日前,通用汽車透露,公司正在和LG化學合作開發動力電池Ultium,Ultium電池的電芯將會使用LG化學最新研發的NCMA四元電池,這款電池的技術原理是通過向NCM三元鋰正極材料,混入少量的鋁元素,使原本性質活躍的高鎳三元正極材料在保持高能量密度的同時,也能維持較穩定的狀態。
最重要的是,NCMA四元電池可以使電池中鈷元素的含量下降約70%,電池的成本將會顯著下降。據悉,通用汽車也正在為大規模生產這種電池做準備,其與LG化學在俄亥俄州建立了新的電池工廠,初步規劃新的電池工廠的年產能將達到30GWh。
寧德時代:NCM811和CTP電池技術解決方案齊推進
在高鎳技術路線選擇上,寧德時代則是從目前的NCM 523直接跨到NCM811。據電池中國網瞭解,寧德時代2019年就開始配套NCM811電芯,目前寧德時代NCM811電池配套企業已經有BMWX1插混、大眾MEB系列、廣汽AionS、小鵬P7、蔚來ES6等。
從目前各家電池企業在NCM811上的動作來看,寧德時代也是最為積極的一家。據寧德時代介紹,今年NCM811電芯出貨佔比將達到20%左右。
除了在材料端寧德時代敢為天下先,積極推出它的NCM811電池,在電池包設計上,寧德時代也率先推出CTP技術方案。去年9月,寧德時代對外發布了CTP電池技術解決方案,由於省去了電池模組組裝環節,較傳統電池包,CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,電池包能量密度也顯著提升,成本大幅下降。
據悉,目前寧德時代CTP技術在三元電池、磷酸鐵鋰電池均有應用;車型方面,在乘用車、商用車也均有相關配套方案,客户合作也已經展開。
CTP電池技術預計也將是寧德時代重點推進的。
比亞迪:要借“刀片電池”重回頭部
今年3月,比亞迪對外發布了其電池技術的創新:“刀片電池”。據悉,“刀片電池”也是一種基於電池工藝及電池包設計上的創新。
“刀片電池”通過結構創新,在成組時可以跳過“模組”,大幅提高了體積利用率,最終達成在同樣的空間內裝入更多電芯的設計目標。相較傳統電池包,“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上,也就是説續航里程明顯提升。成本方面,由於省去了內部模組、結構件等,成本下降約30%。
值得注意的是,從比亞迪目前透露的消息來看,其“刀片電池”主要針對磷酸鐵鋰電池材料設計的,暫不適用三元電池。不過,通過結構創新。磷酸鐵鋰“刀片電池”續航可以與目前主流的三元電池媲美,可達到600公里。目前,其“刀片電池”已經配套在比亞迪漢、秦、宋Plus等自家車型上。
綜上可以看出,近幾年動力電池頭部廠商正在加緊新技術及新產品的落地,儘管各家技術路線選擇有所不同,但幾乎都是圍繞着提高電池能量密度及綜合性能,降低電池成本等維度進行,且紛紛推出了相應的拳頭產品。事實上,電池新勢力也在推動新技術的加速落地,也是希望通過新產品在動力電池後半場競爭洗牌中佔據一席之地。當然,新技術雖多,最後誰能憑藉新技術改寫現有市場格局還要看各家“兵器”的真正鋒利程度。