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年度盘点 | 2022中国动力电池技术创新“卡位战”

2023-01-11 来源:高工锂电 浏览数:1


摘要

整体来看,中国电池企业已经在方形、圆柱和软包电池领域给出了其针对性的创新解决方案,展示出越来越强的底层创新能力,成为了全球动力电池创新2.0的引领者。


2022年,中国动力电池领域的创新技术层出不穷,百花齐放。

 

包括宁德时代、比亚迪、中创新航、蜂巢能源、国轩高科、欣旺达、瑞浦兰钧、亿纬锂能、孚能科技、捷威动力等电池企业,都在年内发布了极具特色的动力电池创新解决方案。

 

其中,宁德时代、比亚迪、中创新航、蜂巢能源、欣旺达、瑞浦兰钧等电池企业发布了基于方形电芯的“麒麟电池”、“CTB刀片电池”、“OS高锰铁锂电池”、“龙鳞甲电池”、“SFC480超级快充电池”、“问顶电池”;亿纬锂能发布了基于大圆柱电芯的“π”电池系统;孚能科技、捷威动力发布了基于软包电芯的“SPS方案”和“海绵系统”。

 

上述电池企业掀起新一轮动力电池技术创新竞赛背后,一方面是新能源汽车市场加速向千万辆产销级别迈进,新能源汽车应用场景多元化对动力电池技术产生多元化需求,并对高品质动力电池产生强劲需求。

 

另一方面是,动力电池市场竞争加剧叠加产能大规模扩充,为满足客户的多元化需求,电池企业需要丰富公司的产品矩阵,探索新材料、新工艺的应用,保持在动力电池技术创新方面的竞争优势。

 

整体来看,电池企业的技术创新普遍从改进材料体系和优化系统结构两条路径同时进行,在电芯和系统层级进行技术创新,并在差异化的解决方案中呈现诸多共性。

 

一是,体积利用率进一步提升。

 

当前,动力电池技术创新主要体现在三个层面:一是材料体系持续优化改进;二是电芯产品迭代升级;三是系统结构设计创新层出不穷。

 

其中,系统结构创新是当前电池企业实现动力电池技术创新的主要路径。

 

在此过程中,电池企业通过电池系统结构设计创新,减少系统零部件以减轻电池包重量,实现电池包体积利用率提升,从而提升系统能量密度。

 

其中,宁德时代麒麟电池体积利用率突破72%;中创新航One-Stop Bettery体积利用率达75%;蜂巢能源龙鳞甲电池体积利用率达76%;孚能科技SPS大软包电池体积利用率达75%。

 

通过多重技术优化,上述电池企业的创新技术可实现采用LFP电池实现整车续航超700km,采用三元电池实现整车续航超1000km。

 

二是,快充性能突出。

 

除了提升能量密度之外,上述电池企业的创新电池技术的一大亮点是快充性能突出。

 

通过改进电芯材料体系,上述电池的创新电池技术普遍支持4C快充甚至更高的快充倍率,实现充电10分钟增加续航300-400km,解决消费者的充电焦虑。

 

与此同时,电池企业也在通过改进冷却技术改善电池包的低温性能,提升换热效率,使电池包在-20℃低温下能量保持率仍高于85%。

 

三是,安全性能进一步提升。

 

围绕动力电池技术创新,电池企业把电池安全放在了首位。

 

在提升安全性方面,电池企业从电池系统热失控的本源出发来,通过优化电芯防爆阀设计和电芯布置方式,在某个电芯发生热失控时快速实现定向泄压,使喷发物不蔓延至周边电芯。

 

同时电池企业普遍采取“热-电分离”设计,让热失控泄压区与电源传送区各自独立,大幅降低热失控时内部高压拉弧、打火的失效概率,显著提升系统安全性。

 

四是,极致兼容性。

 

与传统的电池包相比,上述电池企业创新电池系统拥有极强的兼容性,可兼容各种化学体系,从而扩大了新电池系统的应用场景和空间,提升了电池企业的产品竞争力。

 

与此同时,创新电池系统的通用性也大幅提升,适用于多个平台及多种车型,可以为整车企业缩短新车型的研发周期,降低采购成本。

 

整体来看,中国电池企业已经在方形、圆柱和软包电池领域给出了针对性的创新解决方案,展示出越来越强的底层创新能力,成为了全球动力电池创新2.0的引领者。


宁德时代:麒麟电池


6月23日,宁德时代发布CTP 3.0麒麟电池。该电池材料体系兼容三元材料和LFP,体积利用率突破72%,系统能量密度分别达到250Wh/kg 和160Wh/kg,兼具安全无热扩散技术;支持5分钟快速热启动及10分钟10%-80%快充,具备4C快充能力,支持整车续航超1000km。

 

中创新航:OS高锰铁锂电池

8月,中创新航发布OS高锰铁锂电池。该电池基于中创新航的One-Stop电池技术来设计和制造,使结构重量降低了40%,零部件数量减少了25%,生产效率提升了100%;同时采用TPP2.0的热电分离技术进一步提升安全性;系统能量密度可达180Wh/kg,支持整车续航达700km。


蜂巢能源:龙鳞甲电池


12月15日,蜂巢能源发布龙鳞甲电池。该电池采用“热-电分离”设计和双面冷却设计,换热能力较一般水平提升70%,极大提升电池包安全性;采用LFP电芯的系统体积成组效率提升至76%,续航超过800km,采用高锰铁镍电芯超过900公里,采用三元电芯则超过1000公里;匹配三元电池时支持4C快充;可扩展CTC。

 

孚能科技:SPS方案


9月9日,孚能科技推出全新动力电池解决方案——SPS。该方案采访采用大软包电芯卧式布置设计,使电池系统部件减少50%,材料成本降低33%,提升体积利用率到75%,系统能量密度超250Wh/kg,支持整车续航超过1000km;同时拥有3000次以上的循环寿命和高达5C的充放电倍率;可以将电芯集成到PACK甚至是集成到汽车底盘,实现CTP/CTC。


亿纬锂能:“π”电池系统


12月15日,亿纬锂能发布“π”电池系统。该电池系统基于46系大圆柱电芯,可实现9分钟超快充;在CTP集成技术基础上应用高效复合新型材料和新型胶黏剂,使系统减重10%,能量密度高达260Wh/kg,支持整车续航超1000km;全生命周期NTP。

 

瑞浦兰钧:问顶电池


8月25日,瑞浦兰钧发布“问顶”电池。“问顶”电池采用了全新的动力电池设计结构,采用了一种一体化焊接技术,使得电芯内部结构实现了一体化的连接,使空间利用率有效提升7%以上。通过该技术使LFP电芯体积能量密度达到450 Wh/L,支持整车续航突破700km;让新一代中镍三元电池支持整车续航超1000km。


欣旺达:超级快充电池SFC480


9月3日,欣旺达发布超级快充电池SFC480。该电池采用高电压低钴Ni60正极体系,并采用复合包覆和R元素掺杂技术方案,可以支持的充电功率480kW,充电10分钟续航400km,支持整车续航超700km;采用特殊的材料及CTP3.0结构设计,体积利用率大于72%,全系产品无热扩散;实现-20℃低温下能量保持率高于85%;可以扩展到CTB/CTC平台。

 

捷威动力:海绵系统


8月12日,捷威动力还推出全新系统解决方案——海绵系统。海绵系统采用全浸没式热管理方案,导热性能提高75%,整个系统内电芯单体间温差小于3℃,安全性满足TP 0扩展,体积成组率达到70%,综合成本下降10%。


 

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