為新能源汽車裝上更強(qiáng)“心臟”

發(fā)布日期:2022-11-08

核心提示:今年1-9月,我國動(dòng)力電池累計(jì)銷量達(dá)367.0GWh,累計(jì)同比增長243.8%。作為新能源汽車的心臟,漲勢(shì)喜人的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是汽車
 

今年1-9月,我國動(dòng)力電池累計(jì)銷量達(dá)367.0GWh,累計(jì)同比增長243.8%。作為新能源汽車的“心臟”,漲勢(shì)喜人的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大保障。圖為2022世界動(dòng)力電池大會(huì)上展出的新能源汽車及動(dòng)力電池。

中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,今年1-9月,我國動(dòng)力電池累計(jì)銷量達(dá)367.0GWh,累計(jì)同比增長243.8%。其中三元鋰電池累計(jì)銷量163.8GWh,占總銷量44.6%,累計(jì)同比增長232.4%;磷酸鐵鋰電池累計(jì)銷量203.0GWh,占總銷量55.3%,累計(jì)同比增長257.8%。

作為新能源汽車的“心臟”,漲勢(shì)喜人的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大保障。但對(duì)于那些同時(shí)面臨產(chǎn)品升級(jí)與成本壓力的車企來說,如何避免陷入供應(yīng)鏈和產(chǎn)能的掙扎中,仍然是不容忽視的一大問題。

上海鋼聯(lián)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,11月1日,部分鋰電材料報(bào)價(jià)上漲。其中電池級(jí)碳酸鋰漲4500元/噸,均價(jià)報(bào)56.6萬元/噸;工業(yè)級(jí)碳酸鋰漲4500元/噸,均價(jià)報(bào)55.15萬元/噸,創(chuàng)歷史新高。

記者注意到,今年以來,隨著電池上游原材料漲價(jià),出于穩(wěn)定供應(yīng)鏈的考慮,不少車企開始與更多的電池生產(chǎn)商建立合作關(guān)系。一方面,部分車企接連投資動(dòng)力電池企業(yè),還有越來越多的車企開始自研電池;另一方面,寧德時(shí)代、孚能科技等明星動(dòng)力電池企業(yè)的裝機(jī)量持續(xù)穩(wěn)定上升,中國動(dòng)力電池企業(yè)在全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的重要位置日益凸顯。

有分析人士表示,就像此前整車企業(yè)與零部件企業(yè)的共同創(chuàng)新推動(dòng)了燃油車的技術(shù)突破、產(chǎn)品創(chuàng)新,進(jìn)入新能源汽車時(shí)代后,車企與動(dòng)力電池企業(yè)之間的選擇也是相互的、動(dòng)態(tài)的。“事實(shí)上,一些車企在構(gòu)建新的供應(yīng)鏈時(shí),特意加強(qiáng)了與動(dòng)力電池企業(yè)之間的合作,這更有助于實(shí)現(xiàn)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的全面提升。”

技術(shù)路線多樣化

孚能科技董事長王瑀博士認(rèn)為,隨著電池技術(shù)不斷迭代、能量密度逐步提升,如今整個(gè)行業(yè)能量密度向300Wh/kg以上靠攏,電動(dòng)汽車終于在續(xù)航里程表現(xiàn)上開始追平甚至超越燃油車,續(xù)航里程不再成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

近年來,無論是車企還是消費(fèi)者,對(duì)動(dòng)力電池的要求都在迅速提高。有不少業(yè)內(nèi)人士表示,要想解決新能源汽車?yán)m(xù)航不足、充電時(shí)間過長等痛點(diǎn),還需要相關(guān)企業(yè)尤其是動(dòng)力電池企業(yè)大膽革新,持續(xù)推動(dòng)電池技術(shù)進(jìn)步。

與此同時(shí),隨著動(dòng)力電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,各大廠商的研發(fā)創(chuàng)新已不局限于對(duì)電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電芯方面的改造升級(jí)。今年以來,不少更具性價(jià)比、創(chuàng)造力、前瞻性的技術(shù)不斷出現(xiàn),如鈉離子電池、半固態(tài)電池,以及更具顛覆性的固態(tài)電池等,動(dòng)力電池技術(shù)路線呈現(xiàn)“百花齊放”。

在孚能科技董事長王瑀博士看來,隨著電池技術(shù)不斷迭代、能量密度逐步提升,如今整個(gè)行業(yè)能量密度向300Wh/kg以上靠攏,電動(dòng)汽車終于在續(xù)航里程表現(xiàn)上開始追平甚至超越燃油車,續(xù)航里程不再成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

“但這并不意味著清潔能源已經(jīng)完成了對(duì)化石能源的逆襲。在里程性能之外,人們?nèi)匀挥兄渌男枨螅撼潆姇r(shí)間能不能更節(jié)約?成本能不能降低?安全能不能可控?”他同時(shí)坦言,動(dòng)力電池能量密度的革命遠(yuǎn)未走到盡頭,至少還有近10倍的增長空間需要從業(yè)者去努力實(shí)現(xiàn)。

資料顯示,動(dòng)力電池根據(jù)正極材料,可分為三元材料電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池等。如果根據(jù)封裝方式和形狀,則可分為方形電池、軟包電池和圓柱電池。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,以三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池為代表的鋰離子電池仍是當(dāng)前我國新能源車動(dòng)力電池的主要技術(shù)方向。一方面,以寧德時(shí)代麒麟電池、比亞迪刀片電池、特斯拉4680電池為代表的創(chuàng)新產(chǎn)品各領(lǐng)風(fēng)騷;另一方面,軟包電池憑借能量密度高、安全性強(qiáng)、布局靈活、輕量化好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),備受國內(nèi)外車企尤其是高端品牌的青睞,成為動(dòng)力電池技術(shù)路線的重要發(fā)展方向。

據(jù)招商證券測(cè)算,2025年全球軟包電池裝機(jī)量有望達(dá)到650GWh,而孚能科技是目前國內(nèi)連續(xù)4年業(yè)內(nèi)排名第一的龍頭企業(yè),產(chǎn)品主要包括三元軟包動(dòng)力電池電芯、模組及電池包等。

今年9月,孚能科技推出了全新動(dòng)力電池解決方案——SPS(Super Pouch Solution)。與單一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新不同,SPS集大軟包電芯、大軟包電池系統(tǒng)、大軟包電池制造和直接回收四大創(chuàng)新技術(shù)于一體,是一整套涵蓋“從電芯到系統(tǒng)、從制造到回收”的創(chuàng)新解決方案,在續(xù)航里程、充電效率、降本增效、適配車型等方面均實(shí)現(xiàn)了大幅提升。

據(jù)介紹,得益于大軟包電芯臥式布置設(shè)計(jì),孚能科技SPS使電池系統(tǒng)部件減少50%,材料成本降低33%,提升體積利用率到75%。與搭載4680圓柱電池的車型相比,孚能科技SPS的體積利用率高出12%,擁有3倍循環(huán)壽命,導(dǎo)熱效率提升60%。

在發(fā)布會(huì)上,孚能科技展示了2.4C、3C和4C三種倍率快充電芯,對(duì)應(yīng)帶電量150kWh、100kWh和75kWh,對(duì)應(yīng)續(xù)航里程1000km、800km和600km,充電10分鐘分別能實(shí)現(xiàn)400km、400km和560km的續(xù)航里程。此外,同步升級(jí)的制造工藝,使SPS具備可觀的投資產(chǎn)出比。尤其是該方案讓軟包電池的直接回收技術(shù)更加成熟,不僅減少了能耗,還能進(jìn)一步提升材料利用率,幫助企業(yè)和用戶降低成本。

誰能主導(dǎo)下一代電池

經(jīng)過多年積累,不僅我國電池企業(yè)的各項(xiàng)發(fā)明專利領(lǐng)先世界,上下游產(chǎn)業(yè)鏈的資源配置與布局也更加合理。有專家預(yù)測(cè)稱,在未來5至10年內(nèi),動(dòng)力鋰電池仍將主導(dǎo)新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,是新能源車電池的“主力軍”。

從近年來比亞迪刀片電池、特斯拉4680圓柱電池、孚能科技SPS等新品推動(dòng)電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,到電池車身一體化技術(shù)、電池底盤一體化技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,近年來,電池企業(yè)和車企無不在為追求“低成本、高性能和高安全性”的最佳平衡而孜孜不倦地奮斗著。

事實(shí)上,目前全球動(dòng)力電池產(chǎn)能集中于中、日、韓三國,全球出貨量占比連續(xù)多年保持90%以上。自2015年趕超日本成為全球最大的動(dòng)力電池生產(chǎn)國后,我國在全球市場(chǎng)份額占比持續(xù)上升,已占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過多年積累,不僅我國電池企業(yè)的各項(xiàng)發(fā)明專利領(lǐng)先世界,上下游產(chǎn)業(yè)鏈的資源配置與布局也更加合理。

獨(dú)立汽車分析師白德認(rèn)為,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)起步較早,且市場(chǎng)滲透率日益提高,因此不論是車企還是消費(fèi)者,都希望使用技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)品,同時(shí)價(jià)格也要具有競(jìng)爭(zhēng)力。

“鋰離子電池是目前最成熟的一條技術(shù)路線。長期以來,車企和動(dòng)力電池企業(yè)努力探索更安全、更先進(jìn)和更實(shí)惠的技術(shù)路線,推動(dòng)了我國動(dòng)力電池技術(shù)不斷向前發(fā)展。”白德表示,新能源汽車早期存在的動(dòng)力電池能量密度低、續(xù)航里程短等短板已基本得到解決,充電速度慢、怕低溫等情況也在不斷改善中。

以充電效率為例,近年來,隨著新能源汽車長途出行的需求激增,因充電樁分布不均、充電慢而產(chǎn)生的用戶焦慮屢屢成為全社會(huì)熱議的話題。

為有效地解決充電慢這一難題,孚能科技全自主研發(fā)超充超壓平臺(tái)技術(shù),使“800VTC超充超壓技術(shù)”應(yīng)運(yùn)而生。

“這是業(yè)內(nèi)首個(gè)量產(chǎn)的800V技術(shù)平臺(tái),充電倍率達(dá)到2.2C-4C,SOC10%-80%充電僅需15分鐘,處于行業(yè)超一流水平。”孚能科技相關(guān)產(chǎn)品負(fù)責(zé)人告訴記者,在溫控方面,800V快充系統(tǒng)電流及內(nèi)阻小,溫升小,安全性高;在系統(tǒng)層面,800V快充系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)樁和車進(jìn)一步集成化,逆變器、線束、連接器體積減小,增加布電空間,空間和經(jīng)濟(jì)性更有優(yōu)勢(shì)。

再比如,為了解決電動(dòng)車在嚴(yán)寒環(huán)境面臨的系列難題,孚能科技SPS大軟包電芯的全極耳和疊片工藝帶來了更低內(nèi)阻和更好低溫放電表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在零下20攝氏度的低溫環(huán)境中,SPS系統(tǒng)容量可保持在90%以上,同時(shí)充電時(shí)間縮短一半。

“動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)體系化的過程,往往會(huì)涉及很多方面的核心技術(shù)。”有業(yè)內(nèi)技術(shù)專家表示,為新能源汽車裝上更抗凍的“心臟”,讓其能保持與常溫狀態(tài)下幾乎相同的續(xù)駛里程,只是動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新的目標(biāo)之一。

正如中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長師建華所說,新能源汽車還屬于新生事物,目前還處在發(fā)展初期階段,做好動(dòng)力電池是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心要求。因此,動(dòng)力電池技術(shù)路線必將是多元化發(fā)展的趨勢(shì)。“哪條動(dòng)力電池技術(shù)路線符合社會(huì)要求和市場(chǎng)需求,它就是更好的。”

有專家預(yù)測(cè)稱,在未來5至10年內(nèi),動(dòng)力鋰電池仍將主導(dǎo)新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,是新能源車電池的“主力軍”。同時(shí),隨著動(dòng)力電池技術(shù)日趨成熟,規(guī)模效應(yīng)會(huì)使動(dòng)力電池量產(chǎn)成本下降,新能源汽車的優(yōu)勢(shì)還將進(jìn)一步凸顯。

創(chuàng)新無止境,科技助強(qiáng)心

按照“投產(chǎn)一代、儲(chǔ)備一代、研發(fā)一代”的行業(yè)發(fā)展規(guī)律,2023年,孚能科技將推出鈉離子、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等電池的第一代產(chǎn)品。值得注意的是,孚能科技已開始量產(chǎn)第一代半固態(tài)電池。

所謂“得新能源電池者得天下”,電池被認(rèn)為是影響新能源車能否實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定發(fā)展的核心因素。

按照“投產(chǎn)一代、儲(chǔ)備一代、研發(fā)一代”的行業(yè)發(fā)展規(guī)律,2023年,孚能科技將推出鈉離子、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等電池的第一代產(chǎn)品。值得注意的是,孚能科技已開始量產(chǎn)第一代半固態(tài)電池。相關(guān)工程師表示,通過半固態(tài)逐漸減少電解液,可極大降低車輛自燃的風(fēng)險(xiǎn),使車輛安全性能大幅提升。

《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035)》提出,要基于現(xiàn)有動(dòng)力電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)迭代,促進(jìn)新型電池技術(shù)興起。其中,“加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。

有分析認(rèn)為,未來固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將基于現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池技術(shù),實(shí)現(xiàn)“液態(tài)-半固態(tài)-固態(tài)”的轉(zhuǎn)變,逐步完成對(duì)電解液隔膜和正負(fù)極材料的替代。中汽數(shù)據(jù)預(yù)計(jì),全球固態(tài)電池有望2030年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

王瑀透露稱,孚能科技已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的330Wh/kg半固態(tài)電池產(chǎn)品,具有高能量密度、高安全、耐低溫、高倍率、長壽命等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

“為達(dá)到未來理想的電池要求,孚能科技在堅(jiān)持高能量密度技術(shù)發(fā)展主線的同時(shí),集成多領(lǐng)域前沿技術(shù),積極打造綜合效能最優(yōu)化的電池標(biāo)桿。”王瑀認(rèn)為,未來理想的電池應(yīng)擁有超快充、高續(xù)航、高安全、高能量密度、高回收利用率、豐富儲(chǔ)量元素的電池化學(xué)體系6大特色。

韓國市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)SNE Research曾預(yù)測(cè)稱,2022年全球電動(dòng)車電池總產(chǎn)能將達(dá)到1273GWh,同比增長28.1%。另有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,在裝機(jī)量排名前十的電池企業(yè)中,中國企業(yè)占據(jù)六席。
 

白德提醒說,在動(dòng)力電池與新能源汽車產(chǎn)業(yè)同時(shí)狂飆突進(jìn)的今天,鋰礦資源來源、成本問題,以及整車企業(yè)與動(dòng)力電池企業(yè)之間“既合作,又不得不防止供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)”的微妙關(guān)系,接下來將成為各方密切關(guān)注的焦點(diǎn)。

有市場(chǎng)分析人士表示,由于近年來中國新能源汽車銷量迅猛增長,同時(shí)國內(nèi)外新冠肺炎疫情防控形勢(shì)復(fù)雜,包括動(dòng)力電池等核心零部件在內(nèi)的供應(yīng)鏈面臨前所未有的考驗(yàn)。不少車企為了降低“斷供”風(fēng)險(xiǎn),不愿意把雞蛋放在同一個(gè)籃子里,不太愿意讓某一家供應(yīng)商一家獨(dú)大。

中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān)負(fù)責(zé)人預(yù)測(cè)稱,在穩(wěn)經(jīng)濟(jì)、促消費(fèi)政策持續(xù)作用下,今年四季度汽車產(chǎn)銷量將繼續(xù)保持較快增長,新能源汽車以及汽車出口延續(xù)良好發(fā)展勢(shì)頭,全年汽車市場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)穩(wěn)增長目標(biāo)。

白德總結(jié)說,當(dāng)越來越多的企業(yè)主動(dòng)參與到動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命中,新能源汽車行業(yè)整體的蛋糕才能不斷做大,這更利于相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的長足發(fā)展。“各種技術(shù)創(chuàng)新不斷打破動(dòng)力電池原有的技術(shù)上限,有力推動(dòng)了新能源汽車的普及。當(dāng)然,未來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度將只增不減,行業(yè)洗牌即將來臨。”

來源:中國青年報(bào)(11月3日11版)


 
 
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