无论是普通消费者,还是行业从业人员,对于传统燃油车这个产品的变化,感受最深的更多是来自于汽车的内外饰和造型,基本上感受不到传统内燃机技术缓慢迭代带来的变化。
过去几年,对于普通消费者,感受最深的应该还是因动力电池的电量变化带来的续航里程变化,从最早期的乘用车20度电左右,到目前到80度电,甚至100度电以上近两年,伴随着市场对电池安全要求的重视,陆陆续续有刀片电池,弹匣电池以及大禹电池等这些相对形象的花名出现在普通消费者面前
电池价格和能量密度的变化曲线
而对于行业从业人员,站在当前时点,我们深刻的感受到:在续航里程,产品安全,循环寿命,产品成本,甚至碳排放约束等多重因素的驱动下,动力电池这个产品在其各个细分领域正在悄然发生此起彼伏的变化。因为大禹电池不仅仅是一个电池,一个电芯,而是一个系统化的集成技术,兼容性强,可以提升整个电池行业的水平。此外,这项技术可以应用于行业内的很多车型,不仅仅是纯电动车或SUV,还可以应用于很多领域和车型,可以提升和推动整个行业电池的安全技术水平;第二,是社会责任。通过公布大禹电池的专利,将有更多的电池和企业参考借鉴,这将提高整个电动车的安全水平,给用户带来更多的安全信心。
延续的高镍化学体系
对于电芯能量密度的提升,相比CTP和刀片等结构上的创新,关键还要在于电化学材料体系的升级而NMC高镍化是当下材料体系进步最快的方式除了已经在不少中高端车型上应用的8系之外,还有即将量产的9系,高镍单晶等材料
即将量产的4680电芯
特斯拉引领的4680路线,不仅是产品形态的变化,4680全极耳电芯则是具备降低成本和高安全双重优势低成本:单位体积内可以容纳更多的能量
高安全:全极耳技术减少了电子传输的路径,大大地降低了电池内阻,从而降低了在充放电过程中产生的热量另外圆柱电池由于其弧形表面,即使在充分接触的情况下仍存在较大间隙,一定程度上限制了电池之间的热量的传递
另外众所周知:电池使用后期电芯膨胀的问题,在大圆柱电芯上膨胀问题会变得很弱化。值得一提的是,长城汽车宣布将向全社会免费开放60多项专利。曹永强表示,选择专利对外开放的原因,首先是行业责任。。
可以预见:未来的锂电市场,4680将会给方壳电芯带来较大的冲击。
传统极耳与全极耳对比图
湿法隔膜有望成为主流
相比干法隔膜,湿法隔膜有如下优点:1)湿法隔膜孔径均匀且小,可以耐大电流充放,2)湿法隔膜厚度更薄,有利于提高电池能量密度,3)湿法隔膜的导电率高于干法隔膜(PE的亲液性强于PP)伴随着其成本与干法逐渐缩小,湿法隔膜有望成为主流
涂敷隔膜应用占比提高
伴随着能量密度的提升,对产品安全的诉求越来越高,涂敷隔膜的应用占比会越来越高涂敷后的隔膜,其热变形温度高,耐穿刺强度好,当前主要涂敷材料包括:PVDF,勃母石,芳纶等
LiFSI添加比例逐渐提高
作为电解液中的电解质,目前的6F存在较多的缺点,比如热稳定性较差,化学性质不稳定,对水分较为敏感,低温下的离子电导率较低为契合未来高倍率,宽温度和高安全的电芯发展特点,因LiFSI具备高导电率,高热稳定性和高化学稳定性等特点,其后续在动力电池电解液中的比列有望从目前不足1%增加到10%左右,甚至更高
LiFSI产业发展时间线
SiC负极加速渗透
目前负极材料以石墨为主,其虽有高电导率和稳定性优势,但在能量密度方面的发展已接近其理论最大值372mAh/g SiC负极材料容量能轻松超过400mAh/g对于能量密度提高的持续追求,在未来较长的一段时间内,SiC负极是不二之选目前特斯拉model3已经全部使用SiC负极作为其动力电池的负极材料
SiC负极发展里程及国内主要生产企业
负极石墨化连续法将成为主流
电池负的制备是整个电池制造过程中最耗能的环节1吨负极大概需要电量1.5万度电由于碳排放的约束,为了节约能耗,相比传统石墨化坩埚炉加工工艺,连续法工艺的单位电耗可以降到40-50%,连续法有望成为未来主流工艺
以上是针对目前正在发生的动力电池细分领域主要技术迭代的汇总当然这个还不足以覆盖整个动力电池电池产业链,且后续肯定还会有新的技术产生还是那句看起来很俗,而又亘古不变的话:唯一不变的,就是永远在变化
正是这些变化赋予了锂电行业的生机和活力当然,这些此起彼伏的变化,必将会给产业链上下游的材料端,设备端,工艺端以及动力电池系统集成端带来冲击和影响我们做好准备了吗
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