文|車百智庫
第二十屆上海國際汽車工業(yè)展覽正式拉開帷幕。
如果說往年車展著重于展示創(chuàng)意和潮流,那么2023年的上海車展則多了幾分應對變化與挑戰(zhàn)的果敢和勇氣。
在技術端,激光雷達進入成熟期、自動駕駛卷向“城市NOA”、800V高壓平臺風口已來、智能座艙創(chuàng)新求變、凝聚態(tài)電池迎來首發(fā)……汽車黑科技競相亮相,并向量產落地篤定前行。
湃客財經(jīng)欄目特約車百智庫觀察員,推出《駛向未來:2023上海車展觀察》系列專題,帶你逛遍車展,洞察趨勢性變革,聚焦汽車新時代。
這是本系列第四篇。我們在汽車科技與供應鏈展區(qū)參加了多場發(fā)布會后,來解讀新能源汽車的“成本大戶”—— 動力電池。
在2023年上海車展專門設置有汽車科技與供應鏈展區(qū),吸引了眾多國際一線汽車零部件廠商以及智能化解決方案供應商參展亮相。動力電池作為新能源汽車的“成本大戶”,相關企業(yè)幾乎沒有缺席。
據(jù)車百智庫(EV100_Plus)了解,上屆上海車展僅有億緯鋰能等四家動力電池廠商參展,而這一次,寧德時代、億緯鋰能、欣旺達、中創(chuàng)新航、三星SDI、蜂巢能源、瑞浦蘭鈞、弗迪、捷威動力、巨灣技研等企業(yè)悉數(shù)亮相。
這不僅是量的提升,更是質的飛躍。在汽車電動化大行其道的背后,離不開動力電池技術的突飛猛進。
在本屆上海車展,各大電池廠商的“看家絕活”應接不暇,其中寧德時代、億緯鋰能、欣旺達與瑞浦蘭均專門舉辦了產品發(fā)布會。
一、電池廠商“群芳吐艷”
億緯鋰能:乘用車產品解決方案
在本屆車展上,億緯鋰能展出了乘用車、商用車以及工程動力產品解決方案,并重點發(fā)布了乘用車產品解決方案,包括方形疊片產品、“46大圓柱”產品和12V/48V電池系統(tǒng)產品。
據(jù)億緯鋰能向車百智庫介紹,其方形疊片產品中的BEV方形系統(tǒng),采用大面高效液熱技術和高分子涂層保溫技術,低溫性能表現(xiàn)優(yōu)異;基于模塊集成+CTP技術,應用鋼鋁復合箱體,實現(xiàn)高集成、輕量化;主動熱控技術與氣電隔離技術可保障系統(tǒng)全生命周期NTP。
備受行業(yè)關注的“46大圓柱產品”,采用鎳+硅碳材料創(chuàng)新體系,工序精簡、成本降低,實現(xiàn)高制造效率;定向泄壓技術,保障全生命周期安全;基于3-4C快充電芯與大面液冷均溫技術,支持超快充。
此外,億緯鋰能的“π”電池系統(tǒng),支持9分鐘快充,擁有“π”型冷卻技術,在電芯頂部及左右兩側構建傳熱通道,實現(xiàn)立體傳熱,解決快充發(fā)熱問題。
欣旺達:全球首款量產“閃充電池”
超快充是欣旺達的發(fā)力點。欣旺達在車展期間發(fā)布了號稱是全球首款量產的“閃充電池”,稱這是新能源汽車行業(yè)進步的一次重要創(chuàng)新。據(jù)車百智庫了解,該款動力電池具有超快充、欣安全、特耐用等特點,支持電動汽車輕松續(xù)航1000公里,10分鐘可從20%充至80%SOC,讓充電像加油一樣快。
隨著“閃充電池”等系列產品和解決方案落地,欣旺達動力將繼續(xù)在兼具高能量密度和快充性能的電芯及電池模組方面投入研發(fā),規(guī)劃能量密度覆蓋280Wh/kg至350Wh/kg,實現(xiàn)10/15/20/30分鐘快充各種應用場景。
瑞浦蘭鈞:“問頂”電池
瑞浦蘭鈞首次發(fā)布了瑞浦蘭鈞“問頂”電池158Ah、200Ah,并宣布158Ah投入量產。
車百智庫在發(fā)布會現(xiàn)場了解到,“問頂”電池的創(chuàng)新之處在于縮短極耳長度,改變其與轉接片的連接方式,采用一體化焊接技術,使得電芯內部結構實現(xiàn)了一體化的連接,把原有的頂部空間由15毫米縮減到了8毫米,使空間利用率有效提升7%以上。從電池內部結構來看,電池電芯的頂部基本上和蓋板的下底面非常接近,這也是瑞浦蘭鈞將其命名為“問頂”電池的原因之一。
二、下一代,凝聚態(tài)?
車展前夕,寧德時代宣布其鈉離子電池首發(fā)落地奇瑞車型;車展首日,在理想汽車的“雙能戰(zhàn)略”發(fā)布會上,理想汽車宣布其首款純電車型將是全球首款搭載寧德時代4C麒麟電池的車型。
而寧德時代在車展發(fā)布的“凝聚態(tài)電池”更是引發(fā)了廣泛關注。
早在2022年6月,曾毓群在重慶車展上透露,除全固態(tài)電池、半固態(tài)電池之外,“包括大家沒有聽過的凝聚態(tài)電池,寧德時代都在搞”。此言一出,立即引起行業(yè)的注意,但外界鮮有注意的是,曾毓群擁有中科院物理研究所凝聚態(tài)物理學專業(yè)的博士學位。
2022年8月,寧德時代首席科學家又在世界新能源汽車大會上透露,計劃2023年推出的“凝聚態(tài)電池”,擁有安全性高、可靠性高、循環(huán)壽命好等特點。
在今年3月的寧德時代業(yè)績發(fā)布會上,有投資者詢問凝聚態(tài)電池究竟是一種怎樣的技術路線,曾毓群還在繼續(xù)賣關子。
4月19日,凝聚態(tài)電池在上海車展終于揭開神秘面紗。在寧德時代凝聚態(tài)電池發(fā)布會上,吳凱表示這是寧德時代材料及材料體系創(chuàng)新的最新成果。有意思的是,曾毓群給理想汽車的“雙能戰(zhàn)略”站臺,卻沒有出現(xiàn)在自家凝聚態(tài)電池發(fā)布會的現(xiàn)場。
“寧德時代針對高比能化學材料的電化學反應變化,采用了高動力仿生凝聚態(tài)電解質,構建納米級別自適應網(wǎng)狀結構,調節(jié)鏈間相互作用力,在增強微觀結構穩(wěn)定性的同時,提高電池動力學性能,提升鋰離子運輸效率?!眳莿P介紹。
更重要的是,凝聚態(tài)電池還聚合了包括超高比能正極、新型負極、隔離膜以及新的生產工藝等一系列創(chuàng)新技術,使之既具備優(yōu)秀的充放電性能,又具備高安全性能。
最為“炸裂”的是,凝聚態(tài)電池的能量密度號稱高達500Wh/kg,這比當前主流動力電池技術路線的能量密度翻了一倍。不過需要注意的是,如此高能量密度的凝聚態(tài)電池或將首先應用于航空領域,而車規(guī)級的凝聚態(tài)電池出于成本的考慮,能量密度并沒有這么高,并且或將首先由高端車型搭載。
雖然揭開了面紗,但卻沒有完全滿足觀眾的胃口,整場發(fā)布會僅5分鐘左右,諸多技術細節(jié)語焉不詳?!澳蹜B(tài)”究竟是什么?
國聯(lián)證券認為,凝聚態(tài)電池屬半固態(tài)電池的一種,并且在封裝方式上可能革新為疊片軟包的方式,但吳凱否認凝聚態(tài)為半固態(tài),“是另外一個類別的電池”,沒有透露凝聚態(tài)電解質的具體信息,只是說相關技術來自自研。
山西證券分析認為,不同于普通液態(tài)鋰離子電池的電解液,凝聚態(tài)電池的電解液為膠狀,采用了聚合物技術路線。凝聚態(tài)電池具有更強的導電性和安全性,可以批量使用高能量密度正極材料、新型負極和隔離膜等高能產品,使得電芯能量密度相比現(xiàn)有液態(tài)電池明顯提升。
一位國內動力電池廠商的人士向車百智庫(EV100_Plus)表示,寧德時代作為動力電池行業(yè)的世界龍頭,其一舉一動自然不可忽視,但凝聚態(tài)電池能否引領下一代動力電池的技術路線,目前尚不明朗。
三、創(chuàng)新驅動繁榮
動力電池創(chuàng)新已經(jīng)成為強化新能源汽車競爭水平、打造國家產業(yè)競爭力、穩(wěn)固企業(yè)競爭優(yōu)勢的關鍵。當前,動力電池創(chuàng)新空間還很大,新技術競爭格局遠未形成,各經(jīng)營主體有望通過創(chuàng)新技術發(fā)展重塑市場與產業(yè)格局。
車百智庫研究院研究副總監(jiān)王曉旭認為,現(xiàn)階段電池技術創(chuàng)新大概圍繞兩方面,一個是在當前鋰離子電池基礎上進行的“材料創(chuàng)新”,比如正極材料、負極材料、隔膜、電解液等四大材料創(chuàng)新等;另一個是“體系創(chuàng)新”,比如固態(tài)、鈉電、鋰硫、鋰空氣等,這些產業(yè)化進展有快有慢,各自有優(yōu)缺點,各國都在研發(fā),由于各種技術路線前景尚未完全明朗,當前階段行業(yè)難免存在不同看法。
值得注意的是,上述兩方面的創(chuàng)新并非完全割裂,比如圍繞鋰離子電池體系的正極材料創(chuàng)新,也能應用于固態(tài)電池的體系創(chuàng)新。
除了“材料創(chuàng)新”和“體系創(chuàng)新”,車百智庫與中金資本聯(lián)合推出的研究報告《創(chuàng)新驅動新一代電池繁榮》指出,“結構”和“工藝”也是動力電池創(chuàng)新的兩個重要方向。
結構創(chuàng)新是新一代動力電池技術發(fā)展的支撐,而工藝創(chuàng)新是新一代動力電池技術發(fā)展的保障。動力電池規(guī)模化與精細化驅動電池結構向集成化、平臺化發(fā)展,電池性能提升需求、結構創(chuàng)新發(fā)展需要及降本增效等成為工藝創(chuàng)新的主要驅動力。
材料、體系、工藝和結構,動力電池創(chuàng)新的四大方向已經(jīng)初步明確,但我國該如何保持動力電池技術創(chuàng)新的競爭力,《創(chuàng)新驅動新一代電池繁榮》從國家、行業(yè)與企業(yè)三個層面提出了針對性建議。
國家層面,一是制定新一代動力電池國家級產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,二是進一步完善動力電池創(chuàng)新體系建設,三是為動力電池產業(yè)技術創(chuàng)新創(chuàng)造規(guī)范、良性的市場競爭環(huán)境,四是主導創(chuàng)建動力電池產業(yè)引導基金,五是圍繞鋰電池和新電池體系,對關鍵上游資源進行戰(zhàn)略儲備。
行業(yè)層面,一是充分發(fā)揮電池相關行業(yè)研究機構的作用,二是提前布局新代動力電池相關標準,三是促進動力電池產業(yè)鏈各主體高質量合作,四是加強新代動力電池產業(yè)人才隊伍建設,五是加快綠色金融一攬子工具在動力電池產業(yè)鏈的創(chuàng)新應用。
企業(yè)層面,一是加大動力電池創(chuàng)新技術的研發(fā)投入,二是明確保證產品質量是企業(yè)的立足之本,三是推動智能工廠在動力電池行業(yè)中的應用,四是基于新一代動力電池產業(yè)化發(fā)展構建企業(yè)間的協(xié)同合作關系。
【全文參考】
[1]《寧德時代將于上海車展發(fā)布新一代凝聚態(tài)電池,如何猜想?》,澎湃新聞
[2]《寧德時代:重磅發(fā)布凝聚態(tài)電池,踐行零碳發(fā)展戰(zhàn)略》,國聯(lián)證券
[3]《寧德時代發(fā)布凝聚態(tài)電池,單體能量密度高達500Wh/kg》,電動汽車觀察家
[4]《寧德時代發(fā)布超高能量密度電池計劃用于載人飛機》,財新網(wǎng)
[5]《創(chuàng)新驅動新一代電池繁榮》,車百智庫、中金資本