中國儲能網(wǎng)訊：今年1-9月，我國動力電池累計銷量達367.0GWh，累計同比增長243.8%。作為新能源汽車的“心臟”，漲勢喜人的動力電池產(chǎn)業(yè)被認為是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大保障。圖為2022世界動力電池大會上展出的新能源汽車及動力電池。視覺中國供圖
發(fā)展電池技術(shù)、提升電池性能，是決定新能源車能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的核心因素。而動力電池技術(shù)創(chuàng)新則是一個體系化的過程，往往會涉及材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝改進等多個領(lǐng)域。圖為孚能科技位于江蘇鎮(zhèn)江的鋰離子動力電池智能制造工廠生產(chǎn)線。
中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，今年1-9月，我國動力電池累計銷量達367.0GWh，累計同比增長243.8%。其中三元鋰電池累計銷量163.8GWh，占總銷量44.6%，累計同比增長232.4%；磷酸鐵鋰電池累計銷量203.0GWh，占總銷量55.3%，累計同比增長257.8%。
作為新能源汽車的“心臟”，漲勢喜人的動力電池產(chǎn)業(yè)被認為是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大保障。但對于那些同時面臨產(chǎn)品升級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，部分鋰電材料報價上漲。其中電池級碳酸鋰漲4500元/噸，均價報56.6萬元/噸；工業(yè)級碳酸鋰漲4500元/噸，均價報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，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，寧德時代、孚能科技等明星動力電池企業(yè)的裝機量持續(xù)穩(wěn)定上升，中國動力電池企業(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)新推動了燃油車的技術(shù)突破、產(chǎn)品創(chuàng)新，進入新能源汽車時代后，車企與動力電池企業(yè)之間的選擇也是相互的、動態(tài)的?！笆聦嵣?，一些車企在構(gòu)建新的供應(yīng)鏈時，特意加強了與動力電池企業(yè)之間的合作，這更有助于實現(xiàn)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的全面提升?！?
技術(shù)路線多樣化
近年來，無論是車企還是消費者，對動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續(xù)航不足、充電時間過長等痛點，還需要相關(guān)企業(yè)尤其是動力電池企業(yè)大膽革新，持續(xù)推動電池技術(shù)進步。
與此同時，隨著動力電池行業(yè)競爭加劇，各大廠商的研發(fā)創(chuàng)新已不局限于對電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電芯方面的改造升級。今年以來，不少更具性價比、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，如今整個行業(yè)能量密度向300Wh/kg以上靠攏，電動汽車終于在續(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？”他同時坦言，動力電池能量密度的革命遠未走到盡頭，至少還有近10倍的增長空間需要從業(yè)者去努力實現(xiàn)。
資料顯示，動力電池根據(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前我國新能源車動力電池的主要技術(shù)方向。一方面，以寧德時代麒麟電池、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)風騷；另一方面，軟包電池憑借能量密度高、安全性強、布局靈活、輕量化好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，備受國內(nèi)外車企尤其是高端品牌的青睞，成為動力電池技術(shù)路線的重要發(fā)展方向。
據(jù)招商證券測算，2025年全球軟包電池裝機量有望達到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，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，導熱效率提升60%。
在發(fā)布會上，孚能科技展示了2.4C、3C和4C三種倍率快充電芯，對應(yīng)帶電量150kWh、100kWh和75kWh，對應(yīng)續(xù)航里程1000km、800km和600km，充電10分鐘分別能實現(xiàn)400km、400km和560km的續(xù)航里程。此外，同步升級的制造工藝，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。
誰能主導下一代電池
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。
事實上，目前全球動力電池產(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力電池生產(chǎn)國后，我國在全球市場份額占比持續(xù)上升，已占據(jù)絕對優(yōu)勢。經(jīng)過多年積累，不僅我國電池企業(yè)的各項發(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。
獨立汽車分析師白德認為，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)起步較早，且市場滲透率日益提高，因此不論是車企還是消費者，都希望使用技術(shù)先進的產(chǎn)品，同時價格也要具有競爭力。
“鋰離子電池是目前最成熟的一條技術(shù)路線。長期以來，車企和動力電池企業(yè)努力探索更安全、更先進和更實惠的技術(shù)路線，推動了我國動力電池技術(shù)不斷向前發(fā)展?！卑椎卤硎?，新能源汽車早期存在的動力電池能量密度低、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)超充超壓平臺技術(shù)，使“800VTC超充超壓技術(shù)”應(yīng)運而生。
“這是業(yè)內(nèi)首個量產(chǎn)的800V技術(shù)平臺，充電倍率達到2.2C-4C，SOC10%-80%充電僅需15分鐘，處于行業(yè)超一流水平?！辨谀芸萍枷嚓P(guān)產(chǎn)品負責人告訴記者，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)可實現(xiàn)樁和車進一步集成化，逆變器、線束、連接器體積減小，增加布電空間，空間和經(jīng)濟性更有優(yōu)勢。
再比如，為了解決電動車在嚴寒環(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)。實驗數(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，同時充電時間縮短一半。
“動力電池技術(shù)創(chuàng)新是一個體系化的過程，往往會涉及很多方面的核心技術(shù)?！庇袠I(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，只是動力電池技術(shù)創(chuàng)新的目標之一。
正如中國汽車工業(yè)協(xié)會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，做好動力電池是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心要求。因此，動力電池技術(shù)路線必將是多元化發(fā)展的趨勢?！澳臈l動力電池技術(shù)路線符合社會要求和市場需求，它就是更好的。”
有專家預(yù)測稱，在未來5至10年內(nèi)，動力鋰電池仍將主導新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是新能源車電池的“主力軍”。同時，隨著動力電池技術(shù)日趨成熟，規(guī)模效應(yīng)會使動力電池量產(chǎn)成本下降，新能源汽車的優(yōu)勢還將進一步凸顯。
創(chuàng)新無止境，科技助強心
所謂“得新能源電池者得天下”，電池被認為是影響新能源車能否實現(xiàn)長期穩(wěn)定發(fā)展的核心因素。
按照“投產(chǎn)一代、儲備一代、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險，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)有動力電池技術(shù)優(yōu)勢迭代，促進新型電池技術(shù)興起。其中，“加快固態(tài)動力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”成為各方關(guān)注的焦點。
有分析認為，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)，實現(xiàn)“液態(tài)－半固態(tài)－固態(tài)”的轉(zhuǎn)變，逐步完成對電解液隔膜和正負極材料的替代。中汽數(shù)據(jù)預(yù)計，全球固態(tài)電池有望2030年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
王瑀透露稱，孚能科技已經(jīng)進入產(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。
“為達到未來理想的電池要求，孚能科技在堅持高能量密度技術(shù)發(fā)展主線的同時，集成多領(lǐng)域前沿技術(shù)，積極打造綜合效能最優(yōu)化的電池標桿?！蓖醅r認為，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、豐富儲量元素的電池化學體系6大特色。
韓國市場研究機構(gòu)SNE Research曾預(yù)測稱，2022年全球電動車電池總產(chǎn)能將達到1273GWh，同比增長28.1%。另有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在裝機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，在動力電池與新能源汽車產(chǎn)業(yè)同時狂飆突進的今天，鋰礦資源來源、成本問題，以及整車企業(yè)與動力電池企業(yè)之間“既合作，又不得不防止供應(yīng)鏈風險”的微妙關(guān)系，接下來將成為各方密切關(guān)注的焦點。
有市場分析人士表示，由于近年來中國新能源汽車銷量迅猛增長，同時國內(nèi)外新冠肺炎疫情防控形勢復雜，包括動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。不少車企為了降低“斷供”風險，不愿意把雞蛋放在同一個籃子里，不太愿意讓某一家供應(yīng)商一家獨大。
中國汽車工業(yè)協(xié)會的相關(guān)負責人預(yù)測稱，在穩(wěn)經(jīng)濟、促消費政策持續(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)展勢頭，全年汽車市場將實現(xiàn)穩(wěn)增長目標。
白德總結(jié)說，當越來越多的企業(yè)主動參與到動力電池產(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)新不斷打破動力電池原有的技術(shù)上限，有力推動了新能源汽車的普及。當然，未來市場競爭的激烈程度將只增不減，行業(yè)洗牌即將來臨?！?
中青報·中青網(wǎng)記者 許亞杰 來源：中國青年報
