中國儲能網訊：新能源汽車市場在2021年爆發(fā)式增長激發(fā)了相關技術領域的活力，作為新能源汽車三大核心技術之一，動力電池產業(yè)在2021年同步進入了爆發(fā)期，世界主要經濟強國都開始將動力電池產業(yè)視為戰(zhàn)略產業(yè)。不過另一方面以當前提是技術水平而言，動力電池依舊存在諸多痛點，而這也成為新電池、新技術層出不窮的歷史時刻，對于智能電動汽車，動力電池是根本，甚至比芯片更為重要。
文丨智駕網 張鑫
今天將動力電池稱為汽車產業(yè)新的戰(zhàn)略資源并不為過，智駕網特別策劃《回望2021》今天我們聚焦動力電池產業(yè)與動力電池技術。
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動力電池產業(yè)一超多強
2021年，動力電池產業(yè)在全球范圍內呈現出一超多強態(tài)勢，寧德時代稱霸全球，但LG新能源、比亞迪緊隨其后。
而眾多車企也已滲透進動力電池產業(yè)，中國的長城汽車、廣汽集團、上汽集團都自建了動力電池產業(yè)鏈，并推出了自研產品。
電池密度和安全性在2021年獲得了更大的進步，半固態(tài)電池，固態(tài)電池都有了量產產品。
有數據顯示，2021年國內動力電池裝機達到140GWh，同比增長165%。
其中，乘用車市場2021年動力電池裝機同比增長164%。
按照月度來看，2021年各月度同比增速都超過了95%，而2月份受2020年疫情低基數的影響，增速更是高達622%。
以動力電池種類來分，三元電池裝機74.3GWh，同比增長91%，占比53%；磷酸鐵鋰裝機65.4GWh，同比增長192%，占比47%。
二者的份額差距相比2020年有所縮小，幾乎呈現平分秋色的態(tài)勢。
在2021年各品牌動力電池的市場份額占比方面，寧德時代裝機量（不含合資）位居第一，同比增長132%。其中，寧德時代配套特斯拉電池裝機量最高，占比為20%，這自然與特斯拉在華的高銷量密切相關。
緊隨其后的是比亞迪、中創(chuàng)新航、國軒高科、LG新能源和時代上汽。
比亞迪動力電池主要配套比亞迪汽車，同時還供應一汽、金康、東風等車企；
中創(chuàng)新航配套廣汽集團與長安汽車最多，其中廣汽集團電池裝機量占比為65%；
國軒高科配套上汽集團最多，占比為29%；
LG新能源配套特斯拉電池裝機量最高；
時代上汽配套上汽集團最高，占比為94%。
在乘用車領域，裝機量前三位的車企依次為比亞迪、特斯拉、上汽集團。
其中，比亞迪電池裝機量為21.34GWh，主要供應商為比亞迪（100%）；特斯拉電池裝機量為19.98GWh，主要供應商為寧德時代（70%）、LG化學（30%）；上汽集團電池裝機量為13.63GWh，主要供應商為寧德時代（33%）、時代上汽（27%）、國軒高科（14%）。
今年1月27日，動力電池行業(yè)領域又有了新動向——LG新能源正式在韓交所上市，募集680億人民幣，這是韓國史上規(guī)模最大的IPO。
上市首日，LG新能源暴漲99%，市值一度達7500億人民幣，成為僅次于三星電子的韓國第二大上市公司。
LG新能源脫胎于LG集團，是寧德時代最強勁的對手，與福特、大眾、奧迪、戴姆勒、雷諾、捷豹、保時捷等車企都建立了供應關系。
從2020年開始，LG新能源成為特斯拉的動力電池供應商，使得其實力和影響力得到了提升。
LG新能源CEO權英壽表示，其目標是超越寧德時代成為全球第一。
然而就市值而言，寧德時代當前市值為1.4萬億元，是LG新能源的兩倍左右。
而據調研機構SNE公布的數據，寧德時代在2021年的動力電池市場占有率為32.5%，位居第一，LG新能源的市場占有率為21.5%，位居第二。
兩者之間相差11個百分點，差距還是比較大的。
根據官方公布的信息，寧德時代2025年前的規(guī)劃產能接近600GWh，LG新能源則為430GWh，二者的體量差距也依舊明顯。
有消息稱，2022年1月12日，LG新能源與澳大利亞鋰礦商Liontown Resources簽署了為期5年的采購訂單。
按照雙方簽署的合同，從2024年開始，Liontown將給LG新能源供應10萬干噸/年的鋰輝石精礦，最終總供應量為70萬干噸，可滿足250萬輛電動汽車的動力電池生產需求。
今天寧德時代在中國股市收獲了“寧王”之名，但其地位并不穩(wěn)固，國內國外都有強勁的對手，稍有不甚，就會交出首席之位，處在風口浪尖的寧德時代近日來股價動蕩，皆因其已被美國相關部門注意，有陷入被制裁風險。
動力電池正成為超越石油地位的戰(zhàn)略產業(yè)。
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國內車企深度布局動力電池產業(yè)
在資本市場，我國動力電池產業(yè)的后續(xù)力量同樣勢頭迅猛。
這其中中國車企已開始主動在動力電池領域布局，建立自己的護城河。
從2021年2月開始，蜂巢能源已經連續(xù)完成了5輪融資。
其中，2月下旬蜂巢能源獲得35億元A輪融資，一個月后獲得A+輪；
7月，蜂巢能源獲得102.8億元的B輪融資；
12月，B+輪融資完成；
2022年1月17日，海亮股份以3.22億元增資蜂巢能源，占比0.7%。
至此，蜂巢能源的估值達到了460億元。
此外，2021年值得一提的融資還包括：中航鋰電在9月份完成了120億股權融資；宣稱研發(fā)出全球第一款固態(tài)鋰陶瓷電池的輝能科技完成了3.26億美元融資；主攻高性能磷酸鐵材料產業(yè)化開發(fā)的林立新能源也獲投。
據統(tǒng)計，過去一年中，包括紅杉中國、深創(chuàng)投、IDG資本、高瓴創(chuàng)投、君聯資本、春華資本、凱輝基金、光速中國、軟銀中國等在內的數十家VC/PE機構，以及寧德時代、長城汽車、小米長江產業(yè)基金、廣投資本等產業(yè)基金都邁進了動力電池產業(yè)的大門。
而在技術層面，2021年也堪稱動力電池的技術大年，尤其是整車企業(yè)，推出了不少值得關注的新技術，廣汽埃安推出了彈匣電池、比亞迪的刀片電池、長城汽車在202年推出無鈷電池和果凍電池之后，2021年又推出了大禹電池。
2021年3月10日，廣汽埃安發(fā)布了新一代動力電池安全技術——彈匣電池，首次實現了三元鋰電池整包針刺不起火，在電池安全性能上實現了突破。
彈匣電池基于防止電芯內短路、短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延的設計思路，采用類似安全艙的設計，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延。當偵測到電芯電壓或溫度等出現異常時，可以自動啟動電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。
據介紹，彈匣電池具備四大核心技術：超高耐熱穩(wěn)定的電芯、超強隔熱的電池安全艙、極速降溫的速冷系統(tǒng)、全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)。
其中，超高耐熱穩(wěn)定的電芯通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術的應用，有效提升了熱穩(wěn)定性，防止熱失控；電解液新型添加劑的應用實現了SEI膜的自修復，改善了電芯壽命，降低電芯短路風險；高安全電解液通過特殊電解液添加劑，在加熱至120℃以上時，在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低了熱失控反應產熱。
超強隔熱的電池安全艙擁有網狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體，為電池構筑了超強隔熱的安全艙，最終實現三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。電池包上殼體能耐溫1400℃以上，可有效保護電池整包。
極速降溫的速冷系統(tǒng)通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準的導熱路徑的設計，實現了散熱面積提升40%、散熱效率提升30%。
全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)通過采用車規(guī)級最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，可實現每秒10次全天候數據采集，比前代系統(tǒng)提升100倍，以24小時全覆蓋的全時巡邏模式，對電池狀態(tài)進行監(jiān)測。發(fā)現異常時，立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。
此外，彈匣電池在冷卻系統(tǒng)、電芯設計、整包布置等方面也進行了全面優(yōu)化，能量密度相對于同類普通電池包體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降了10%。
時隔半個多月，比亞迪在2021年3月29日正式推出了刀片電池，再一次通過了最嚴酷的針刺測試。
傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池包含三層結構——電芯、模組、電池包，電芯和模組的支撐固定結構件會占據很大一部分空間。
刀片電池對電池包的結構實現了重塑，省去了模組和大部分結構件，由電芯直接成包，使單位體積能量密度提升50%。同時，更長的極耳距離減小了內部短路的風險和熱量的產生，更薄的厚度也進一步降低了穿刺過程中的熱量累積，提升了電池包的強度和安全。
在刀片電池的發(fā)布會上，比亞迪公布了電池安全性對比測試的視頻。
測試中，三元鋰電池在發(fā)生熱失控時直接爆燃，放在電池上的雞蛋被炸飛；傳統(tǒng)磷酸鐵鋰塊狀電池的表面溫度則達到200-400℃，雞蛋被烤焦；刀片電池的表面溫度卻僅為60℃，雞蛋完好如初。
比亞迪集團董事長兼總裁王傳福表示：“‘刀片電池’體現了比亞迪徹底終結新能源汽車安全痛點的決心，更有信心把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉?！?
同時，比亞迪對外宣布：刀片電池技術將向整個新能源汽車行業(yè)開放共享。
2021年6月29日，長城汽車正式發(fā)布大禹電池，其核心優(yōu)勢在于安全性能突出，其三元811大容量高鎳電芯可以在電池包內任意位置、單個或多個電芯觸發(fā)熱失控的情況下，均能實現不起火、不爆炸。
這在出現了多起新能源汽車電池起火事故的2021年，同樣頗具關注度，成為有望徹底解決電池安全痛點的又一項新突破。
大禹電池的技術核心在于八大全新設計，包括：熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻，并已獲得數十項核心技術專利，覆蓋了熱源抑制、隔離、冷卻、排出等技術領域。
根據官方介紹，測試實驗的最高溫度達1037℃，瞬時最高氣壓約16KPa，大禹電池也沒有出現明火外溢和爆炸，并且排出的煙氣溫度也低于100攝氏度。
此外，長城汽車也宣布：將大禹電池作為一項開放性系列技術，向全社會免費開放。
根據規(guī)劃，大禹電池將成為長城汽車旗下全新車型的動力電池，在2022年全面投入應用。
對于長城汽車而言，在電池領域還有兩項新技術同樣值得一提，那就是無鈷電池和果凍電池，它們是在更早些時候的2020年底就已經發(fā)布。
其中，無鈷電池是長城旗下的蜂巢能源率先量產的技術，實現了電池的無鈷化，有效提升了安全性。據長城官方介紹，無鈷電池已經向國內外眾多車企送檢，反饋效果很好。
技術方面，蜂巢能源采用的是單晶無鈷材料。相比811低鈷電池，無鈷電池的能量密度能做到與811電池相同，甚至略高，但安全性則優(yōu)于811電池。
而在電芯技術領域，蜂巢能源的果凍電池則是一種應用了新型果凍狀電解質的鋰電池，具有高導電、自愈合和阻燃等特點，可以在幾乎不降低電性能的基礎上阻止熱擴散。
官方數據顯示，果凍電池的電導率為6*10s/cm，耐熱溫度可達150℃，滿電針刺測試中實現了不起火、不冒煙、自愈合。
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展望2022：4680進入量產階段
動力電池產業(yè)的2022年更加充滿希望。
其中最受關注的一方面是固態(tài)電池是不是來到臨界點，其二是馬斯克心心念念的4680電池能否量產，進一步降低電池成本。
而在中國市場，也有諸多新技術將在2022年迎來落地的時刻，首先是蔚來ET7將在今年3月28日上市交付，這將是半固態(tài)電池首次在量產車上搭載。
而據今年1月22日東風汽車發(fā)布消息稱其與贛鋒鋰業(yè)合作開發(fā)的首批50輛東風-贛鋒高比能固態(tài)電池車在江西省新余市完成交付，成為全球首個固態(tài)電池車示范運營項目。
不過雖然是固態(tài)電池，但其性能有限，最大的進步主要體現在安全性方面。
可以明確的說，2022年真正的突破性的固態(tài)電池不會量產，但市場最期待的是特斯拉在2020年發(fā)布的4680電池已經有望真正落地。
據海外媒體報道，2月2日松下首席財務官梅田博和（Hirokazu Umeda）在公司季度財報會議上表示，松下將于今年年初在松下大阪總部附近的和歌山縣工廠開始試生產4680電池，但量產的具體時間和地點尚未公布。
據悉，梅田博和表示：“經過各種測試后，我們將安裝一條新的4680電池量產線，可能也在和歌山縣。一旦能夠交付4680電池，松下將首先供應特斯拉。”
這在時間節(jié)點上，與自動駕駛、車聯網領域的新一輪技術迭代相吻合，因此也意味著新能源智能汽車有望在2022年迎來新一輪的技術爆發(fā)，實現綜合實力的整體提升。
電動汽車能否在2022年突破續(xù)航困境，動力電池正被世界各國深度聚焦，它的每一點進步，都意味著汽車產業(yè)在全面電動化的道路上向前邁進了一大步。
