2023年,來自電芯材料、結(jié)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新加快,從電池廠商到車企,電池產(chǎn)品的更新速度亦在加快。回顧2023年鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展,產(chǎn)能的結(jié)構(gòu)性過剩帶來行業(yè)周期性風(fēng)險(xiǎn),下游對(duì)安全性、能量密度、循環(huán)壽命、快充等綜合性能的永恒追求,倒逼著動(dòng)力電池系統(tǒng)領(lǐng)域的創(chuàng)新求變。
據(jù)高工鋰電不完全梳理,2023年以來,國(guó)內(nèi)電芯廠商、車企已經(jīng)發(fā)布至少十款新的電池技術(shù)。從創(chuàng)新層面,既包括PACK領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,也包括結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的創(chuàng)新,同時(shí)還包括正負(fù)等電化學(xué)材料領(lǐng)域的創(chuàng)新。
從上述創(chuàng)新電池產(chǎn)品的發(fā)布時(shí)間來看,集中在今年4月和11月前后,即上海車展和廣州車展前后。
從產(chǎn)品的創(chuàng)新特點(diǎn)來看,不同電池大廠產(chǎn)品各具“賣點(diǎn)”,起名也頗具“江湖”氣息。如巨灣技研的鳳凰電池,主要聚焦于快充領(lǐng)域,尤其是為4C以上的高比能電池提供極致的補(bǔ)能和熱管理能力;如華為的巨鯨電池則采用高集成極簡(jiǎn)電路設(shè)計(jì),線束減少80%,面向800V高壓平臺(tái);另一部分如極氪的金磚電池,聚焦于體積利用率的極致提升,利用率達(dá)到83.7%。
不過總體來看,電池技術(shù)創(chuàng)新的最終目的始終是滿足下游迭代的市場(chǎng)需求。具高工鋰電不完全統(tǒng)計(jì),在2023年已公布的近20款電池新品中,各大電芯廠商、車企的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品也聚焦在四大關(guān)鍵詞。
第一個(gè)是安全性。安全性是汽車電動(dòng)化繞不開的話題,也是電芯化學(xué)體系和物理結(jié)構(gòu)變革的基礎(chǔ)。從上述各大電芯廠商、車企帶來的創(chuàng)新產(chǎn)品來看,安全性都放在了核心的關(guān)鍵位置。
如廣汽埃安的彈匣電池、長(zhǎng)安汽車的金鐘罩電池在阻熱材料和滅火系統(tǒng)上均有創(chuàng)新;寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池則針對(duì)電芯內(nèi)部的電化學(xué)材料進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)的處理,有效抑制熱失控帶來的膨脹、爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
第二個(gè)是能量密度。解決用戶的續(xù)航里程關(guān)乎進(jìn)一步提升新能源汽車滲透率。從今年新發(fā)布的電池技術(shù)來看,從寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、欣旺達(dá)等電芯企業(yè),到長(zhǎng)安、廣汽等車企,再到華為這一類跨界企業(yè),在三元和鐵鋰上進(jìn)行能量密度突破是共同追求。
今年4月份寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池可適配硅基負(fù)極材料和高鎳三元材料,能量密度可突破500Wh/kg,已達(dá)到航空級(jí)別的能量密度。
第三個(gè)是快充性能。補(bǔ)能問題是電車?yán)m(xù)航里程的另一大補(bǔ)充。在快充性能上,華為的巨鯨電池采用800V電壓平臺(tái),可支持15分鐘充電續(xù)航400公里;欣旺達(dá)快充電池可支持10分鐘充電至80%;寧德時(shí)代神行電池作為全球首個(gè)磷酸鐵鋰4C快充電池,支持充電10分鐘續(xù)航400公里。
第四個(gè)是減重。基于電池物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新,持續(xù)減輕電池包的體積重量,減少不必要的零部件和輔材,可促進(jìn)電動(dòng)汽車輕量化,并進(jìn)一步提升電池的續(xù)航里程。對(duì)于減重設(shè)計(jì)除了提升體積利用率,值得關(guān)注的就是電芯廠商和車企采用CTP等技術(shù)實(shí)現(xiàn)電芯與車身的一體化。
其中,億緯鋰能π電池基于CTP集成技術(shù),配合新型材料可使電池系統(tǒng)減重10%,實(shí)現(xiàn)“小空間、低重量、高續(xù)航”;長(zhǎng)安汽車金鐘罩電池采用CTV車身電池一體化技術(shù),集成效率大于86%。
1、彈匣電池2.0-廣汽埃安
12月12日,廣汽埃安旗下因湃電池智能生態(tài)工廠正式竣工投產(chǎn),同時(shí)發(fā)布彈匣電池2.0新突破——P58微晶超能電池,具有高安全、高性能、長(zhǎng)壽命,電芯針刺不冒煙不起火
在電芯安全方面,P58微晶超能電芯基于高穩(wěn)定的磷酸鐵鋰正極化學(xué)體系、納米陶瓷/耐高溫聚合物復(fù)合涂覆隔膜、高安全電解液等技術(shù)應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)電芯針刺過程中不冒煙、不起火,溫升小于1℃;在高強(qiáng)度擠壓下不失效,耐壓能力超過 1200kN,變形量耐受能力達(dá)到45%,分別超出國(guó)標(biāo)要求的12倍和3倍。
2、蜂速短刀-蜂巢能源
12月12日,在蜂巢能源第四屆電池日發(fā)布會(huì)上,蜂巢能源董事長(zhǎng)兼CEO楊紅新率先宣布,蜂巢能源將正式邁入“全域短刀,全面進(jìn)化”的新階段。本次發(fā)布會(huì)上,蜂巢能源全球首發(fā)蜂速超快充磷酸鐵鋰短刀電池,覆蓋L400-L600短刀尺寸,充電范圍3C-4C,電壓范圍覆蓋400V-900V,適用于A0-C級(jí)車型。
按照規(guī)劃,蜂巢能源L600蜂速快充鐵鋰短刀,將在400V平臺(tái)下,推出滿足A0/A級(jí)親民車型入門級(jí)里程。采用133Ah容量設(shè)計(jì),3C快充效率,滿足600+公里續(xù)航,預(yù)計(jì)2024年Q3量產(chǎn)。L400蜂速快充鐵鋰短刀,準(zhǔn)800V支持A級(jí)主流續(xù)航,純800V支持B+級(jí)主流續(xù)航。采用105Ah容量設(shè)計(jì),4C快充效率,滿足600+公里續(xù)航,預(yù)計(jì)2024年Q4量產(chǎn)。
3、金磚電池-極氪
12月14日極氪能源日上,極氪汽車發(fā)布了金磚電池,該電池最高充電功率可達(dá)500kW,最大充電倍率4.5C,充電15分鐘續(xù)航可增加超過500km。金磚電池將首搭在即將上市的極氪007上。
金磚電池采用了三項(xiàng)創(chuàng)新功能,并應(yīng)用一體化液冷托盤、航空級(jí)超薄熱阻隔材料,體積利用率可達(dá)83.7%。線束總長(zhǎng)度減少157m,核心零部件數(shù)量減少35%,電池質(zhì)量能量密度可以增加10%。
4、金鐘罩電池-長(zhǎng)安汽車
在11月17日開幕的廣州國(guó)際車展上,長(zhǎng)安汽車總裁王俊揭曉了長(zhǎng)安汽車進(jìn)軍電池行業(yè)的“進(jìn)階路線圖”,帶來了全新電池品牌——金鐘罩。據(jù)悉,中國(guó)汽研對(duì)長(zhǎng)安“金鐘罩”電池采用了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),將電池包浸泡時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)到了60分鐘,該電池在2倍于國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試中沒有發(fā)生起火或爆炸,順利通過測(cè)試。
5、超充電池-力神電池
11月15日,力神電池發(fā)布超充鐵鋰電池。此款電芯采用材料級(jí)配技術(shù)、低迂曲度技術(shù)及充電策略技術(shù),電池容量104Ah,能量密度180Wh/kg,可實(shí)現(xiàn)4.2C峰值充電、10min補(bǔ)電80%SOC,解決用戶充電焦慮,快充循環(huán)達(dá)3000次以上,滿足8年80萬公里的長(zhǎng)壽命使用需求。
6、巨鯨電池-華為
11月9日,伴隨著智界S7的發(fā)布,華為帶來了全新的“巨鯨”800V高壓電池平臺(tái)?!熬搛L”電池包采用了超高集成度和極簡(jiǎn)電路,線束減少了80%,配合華為自研的電控管理系統(tǒng),可以做到單電芯熱失控不蔓延,而且該電池還具備自動(dòng)預(yù)警、毫秒斷電、主動(dòng)冷卻、無障礙排氣等功能。
7、竹藤電池-創(chuàng)明新能源
9月20日,創(chuàng)明新能源“化學(xué)造物·師法自然”新品發(fā)布會(huì)于四川綿陽(yáng)盛大召開,發(fā)布會(huì)上創(chuàng)明新能源“竹藤電池計(jì)劃”全面啟動(dòng),全球首發(fā)一體集成竹藤電池CTP1.0。
創(chuàng)明發(fā)布的46120竹藤儲(chǔ)能電池,采用極簡(jiǎn)模塊化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)件高度集成,因無需絕緣用纖維板以及固定鈑金,大幅降低材料成本,其模組材料成本相對(duì)傳統(tǒng)方形降低15%;46120竹藤儲(chǔ)能電池使了用CCS集成母排設(shè)計(jì)(Cell Contact System),信號(hào)采集傳輸穩(wěn)定,加工自動(dòng)化程度高。加之PET+FPC集成,竹藤電池整體具有尺寸薄、質(zhì)量輕的特征。
8、神行電池-寧德時(shí)代
2023年8月16日,寧德時(shí)代正式披露神行電池。該電池可支持充電10分鐘,續(xù)航800公里,實(shí)現(xiàn)-10℃低溫條件下30分鐘充電至80%。
據(jù)悉,寧德時(shí)代神行電池也是全球首款采用磷酸鐵鋰材料并可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的4C超充電池。該電池采用超電子網(wǎng)正極技術(shù)、石墨快離子環(huán)技術(shù)、超高導(dǎo)電解液配方、超薄SEI膜、高孔隙率隔離膜,在CTP3.0結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提出一體化成組技術(shù),最大化發(fā)揮整包空間利用率。
9、辰星電池-蘭鈞新能源
8月,蘭鈞新能源基于“辰星”技術(shù)下推出了BTL大圓柱電池,產(chǎn)品型號(hào)主打46系,包括4680、4695、46105、46120等不同尺寸。從應(yīng)用場(chǎng)景來看,蘭鈞新能源大圓柱電池主要配套乘用車,具備高容量、快充兩大優(yōu)勢(shì),能量密度可達(dá)280Wh/kg,快充時(shí)間可控制在15分鐘以內(nèi)。
性能提升方面,蘭鈞新能源通過多維降阻技術(shù)、呼吸式電解液補(bǔ)液技術(shù)、穩(wěn)定且具備成本優(yōu)勢(shì)的高鎳正極材料導(dǎo)入,以提升大圓柱電池的循環(huán)壽命及能量密度。
安全方面,蘭鈞新能源通過電芯、系統(tǒng)兩大層級(jí)綜合保障了大圓柱電池的安全性能。電芯主材采用了AAS包覆方式,改善了電池的產(chǎn)氣問題;系統(tǒng)層面,蘭鈞新能源從側(cè)碰安全、底部球擊安全、熱電分離、抑制熱蔓延等方面構(gòu)筑了安全高墻。
10、鳳凰電池-巨灣技研
2023年6月6日,巨灣技研發(fā)布了巨灣鳳凰電池,該電池集成材料、電化學(xué)、結(jié)構(gòu)和控制等領(lǐng)域最新的科技創(chuàng)新成果,使電動(dòng)汽車具備在全天候(高低溫)條件下均如常運(yùn)行并在300~1000伏不同電壓平臺(tái)上均可實(shí)現(xiàn)最高8C極速充電的能力,0-80%充電時(shí)間僅為7.5分鐘。
11、π電池-億緯鋰能
億緯鋰能的“π”電池系統(tǒng)具有9分鐘快充能力和立體傳熱技術(shù),有效解決快充發(fā)熱問題。在CTP集成技術(shù)基礎(chǔ)上應(yīng)用新型材料,使系統(tǒng)減重10%,實(shí)現(xiàn)小空間、低重量、高續(xù)航。
電池搭載“π”型冷卻技術(shù),在電芯頂部及左右兩側(cè)構(gòu)建了傳熱通道,實(shí)現(xiàn)三維立體傳熱,較傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)提升2.7倍,解決快充發(fā)熱問題。據(jù)了解,該電池可極速泄壓,5秒內(nèi)可排出75%熱晗,泄壓閥面積占比達(dá)42.5%,較方形電芯提升3倍。
12、全極耳電池-比克電池
在CIBF2023期間,比克電池推出比克全極耳2170電芯系列產(chǎn)品。此次展出的2170系列產(chǎn)品,采用全極耳結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),在兼顧能量密度和容量的基礎(chǔ)上,有效降低了電芯阻抗并提升了功率性能。
比克全極耳2170電芯具有223Wh/Kg的能量密度,可支持50A大電流持續(xù)放電及140A脈沖放電。該電芯在快充方面支持13.5A快充,在循環(huán)壽命方面更是支持50A大倍率放電500圈。同時(shí),全極耳2170電芯在低溫使用能力方面可支持-40℃條件下放電,保障了在極端環(huán)境下的正常使用。
13、乾坤電池-正力新能
5月9日,正力新能在江蘇常熟總部舉行發(fā)布會(huì),推出多項(xiàng)新技術(shù)、新產(chǎn)品,其中就包括乾坤電池。乾坤電池應(yīng)用了正力新能自主研發(fā)的極柱冷卻、榫卯卡接、熱電分離、高度集成等多項(xiàng)技術(shù),具備高安全、高能量密度、超快充、可拆卸、全生命周期維護(hù)成本低等特點(diǎn)。
另外,乾坤電池底部采取極柱冷卻技術(shù),雙面水冷,以解決快充時(shí)的升溫問題,支持超快充。
14、凝聚態(tài)電池-寧德時(shí)代
4月19日,寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池,該電池采用高動(dòng)力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì),通過構(gòu)建微米級(jí)自適應(yīng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)鏈間相互作用力,增強(qiáng)微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)提升電池動(dòng)力學(xué)性能和鋰離子運(yùn)輸效率。能量密度上,寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池突破500Wh/kg,已經(jīng)達(dá)到準(zhǔn)航空級(jí)別電池的能量密度標(biāo)準(zhǔn)。
15、問頂電池-瑞浦蘭鈞
在今年4月的上海車展上,瑞浦蘭鈞首發(fā)問頂電池系列產(chǎn)品。問頂電池創(chuàng)新之處在于縮短極耳長(zhǎng)度,改變其與轉(zhuǎn)接片的連接方式,采用一體化焊接技術(shù),使得電芯體部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一體化的連接,把原有的頂空間由15毫米縮減到了8毫米,使空間利用率有效提升7%以上。電芯通用技術(shù)可使磷酸鐵鋰電池續(xù)航里程700公里,使中鎳三元電池續(xù)航里程超1000公里,高鎳三元?jiǎng)恿﹄姵貏t有望超1200公里。
16、頂流電池-中創(chuàng)新航
中創(chuàng)新航在2023中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上,對(duì)外正式發(fā)布“頂流”46大圓柱電池。“頂流”圓柱電池是基于中創(chuàng)新航One-Stop(OS)極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)的又一次創(chuàng)新,通過自研結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與化學(xué)體系創(chuàng)新研發(fā)而成。采用了行業(yè)首發(fā)頂流結(jié)構(gòu)與原創(chuàng)“極質(zhì)”電解液技術(shù),結(jié)構(gòu)內(nèi)阻相較于全極耳結(jié)構(gòu)下降50%。采用高鎳三元+石墨體系,電芯能量密度300Wh/kg,可滿足6C快充應(yīng)用場(chǎng)景。
17、閃充電池-欣旺達(dá)
欣旺達(dá)在4月上海車展上發(fā)布了閃充電池。據(jù)悉,“閃充電池”共有方形、大圓柱兩種解決方案。其中,方型電池解決方案可以做到閃充,10分鐘可從20%充電至80%的SOC。方型閃充電池2.0可搭配系統(tǒng)倒置/熱電分離等設(shè)計(jì)方案,充電5分鐘續(xù)駛250+公里。圓柱電池解決方案急速快充,10-15分鐘可充電至80%SOC,輕松實(shí)現(xiàn)1000+公里續(xù)航。電池系統(tǒng)具備高兼容性和高適配性,適配不同包絡(luò)兼容CTB方案。