动力锂离子电池谱:三星SDI、LG化学、CATL、比亚迪"四魔乱武"

2022-02-24      785 次浏览

推动电池技术进步,既是下游客户对电池性能、成本、安全的切实诉求,也是公司保持长期核心竞争力的紧要手段。现如今全球动力锂离子电池市场争夺已经开启,电池技术创新和PK也进入全球化阶段。很显然,在技术创新上没有“独门绝技”,在新一轮电池技术、市场竞争中可能就会陷入被动。


回首2019年,电池技术创新的大战已经足够猛烈,国内如宁德时代率先推出CTP技术,比亚迪“刀片电池”紧随其后,蜂巢能源四元电池及无钴电池也公开亮相。这些新技术在提升电池能量密度、安全性、循环寿命,以及降低成本方面都较目前上市电池有所冲破。


放眼全球,LG化学、三星SDI也正积极推动技术创新,如LG化学正在推动“NCM712电芯”“四元电池”落地,三星SDI希望借助其第5代电池技术重回全球前三。很显然,无论是国内还是海外,电池技术范畴新一轮的“”即将在这两年陆续登台亮相,而各家能否如愿以偿,则要看新谱中哪家更为锐利。


三星SDI:欲借第5代电池跻身市场前三


近日,据外媒报道,三星SDI表示,目前公司正全力推动其第5代电池技术产品的落地,希望借助其第5代电池技术跻身全球电动汽车电池市场前三。


据三星SDI解析,其第5代电池能量密度高,充电一次可行驶600多公里,其中镍含量超过80%。“与竞品相比,该电池能量密度预计能提高20%,而每千瓦时的成本却降低了20%,”三星SDI表示,该电池预计2021年在匈牙利三星电池厂量产。据悉,宝马已成为三星SDI第5代电池的第一个客户。


依据此前三星SDI公布的产品规划,其第5代电池,能量密度可以达到800Wh/L(相当于300Wh/kg)。


三星SDI近日的表态也显示出其在动力锂离子电池范畴的决心。事实上,同为韩国乃至全球动力锂离子电池巨头,近年来三星SDI在全球动力锂离子电池市场的动作分明滞后于LG化学,甚至还不如新势力SKI积极,这也导致其在我国、欧洲市场进展不利。作为老牌的动力锂离子电池四巨头之一,三星SDI目前分明掉队非常厉害。


据电池我国网了解,三星原本希望到2023年才向市场推出其第5代电池技术,2021-2022年向市场推出能量密度达到700Wh/L(相当于270—280Wh/kg)的第4代电池技术。很显然,面对全球头部公司更加有竞争力的产品已经配套,三星SDI也等不及了。


除了第5代电池技术,三星SDI的固态电池技术也有新消息。今年三月,三星SDI宣布发明了一种提高全固态电池寿命和安全性的办法,使这种电池有望替代目前的液态锂离子电池。这种电池采用固态电解质,在高温下不易燃,还能抑制锂枝晶生长戒备穿刺短路。此外它使用银碳(Ag-C)复合层作为阳极,能将能量密度提高到900Wh/L。


三星SDI表示,这种固态电池洋溢电后,可以让电动汽车单次续航里程超过800公里,电池循环寿命超过1000次,并且体积比同容量锂离子电池小50%。


LG化学:开始导入NCM712电芯


消费者有关电动汽车高续航的追求驱动电池技术向高镍方向发展。近两年,NCM811电池已成为头部电池公司争相布局的方向。LG化学为特斯拉(上海)厂也配套了NCM811电池。不过,配套的为圆柱NCM811电池,制造工艺相对成熟。LG化学紧要产品为软包电池,在软包电池方面,LG化学仿佛并没有急于推出NCM811产品。


据电池我国网了解,目前LG化学在市场配备较多的电芯为NCM622,而在下一代电池产品上,LG化学可能会优先考虑NCM712电芯。近日,有业内人士留意到,LG化学NCM712电芯已经使用到雷诺ZOE的车型上。分解人士认为,除了雷诺车型,LG化学接下来可能还会将NCM712电芯导入到大众MEb相关车型上,预计接下来几年,LG化学NCM712电芯占比将逐渐提高。


在NCM712电芯之外,LG化学还在加快NCMA四元电池产业化。日前,通用汽车透露,公司正在和LG化学合作开发动力锂离子电池Ultium,Ultium电池的电芯将会使用LG化学最新研发的NCMA四元电池,这款电池的技术原理是通过向NCM三元锂正极材料,混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态。


最紧要的是,NCMA四元电池可以使电池中钴元素的含量下降约70%,电池的成本将会显著下降。据悉,通用汽车也正在为大规模加工这种电池做准备,其与LG化学在俄亥俄州建立了新的电池厂,初步规划新的电池厂的年产量将达到30GWh。


宁德时代:NCM811和CTP电池技术处理办法齐推进


在高镍技术路线选择上,宁德时代则是从目前的NCM523笔直跨到NCM811。据电池我国网了解,宁德时代2019年就开始配套NCM811电芯,目前宁德时代NCM811电池配套公司已经有bMWX1插混、大众MEb系列、广汽AionS、小鹏P7、蔚来ES6等。


从目前各家电池公司在NCM811上的动作来看,宁德时代也是最为积极的一家。据宁德时代解析,今年NCM811电芯出货占比将达到20%左右。


除了在材料端宁德时代敢为天下先,积极推出它的NCM811电池,在电池组设计上,宁德时代也率先推出CTP技术办法。去年九月,宁德时代对外公布了CTP电池技术处理办法,由于省去了电池模组组装环节,较传统电池组,CTP电池组体积利用率提高了15%-20%,电池组零部件数量减少40%,加工效率提升了50%,电池组能量密度也显著提升,成本大幅下降。


据悉,目前宁德时代CTP技术在三元电池、磷酸铁锂离子电池均有使用;车型方面,在乘用车、商用车也均有相关配套办法,客户合作也已经展开。


CTP电池技术预计也将是宁德时代重点推进的。


比亚迪:要借“刀片电池”重回头部


今年三月,比亚迪对外公布了其电池技术的创新:“刀片电池”。据悉,“刀片电池”也是一种基于电池工艺及电池组设计上的创新。


“刀片电池”通过结构创新,在成组时可以跳过“模组”,大幅提高了体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统电池组,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,也就是说续航里程分明提升。成本方面,由于省去了内部模组、结构件等,成本下降约30%。


值得留意的是,从比亚迪目前透露的消息来看,其“刀片电池”紧要针对磷酸铁锂离子电池材料设计的,暂不适用三元电池。不过,通过结构创新。磷酸铁锂“刀片电池”续航可以与目前主流的三元电池媲美,可达到600公里。目前,其“刀片电池”已经配套在比亚迪汉、秦、宋Plus等自家车型上。


综上可以看出,近几年动力锂离子电池头部厂商正在加紧新技术及新产品的落地,尽管各家技术路线选择有所不同,但几乎都是围绕着提高电池能量密度及综合性能,降低电池成本等维度进行,且纷纷推出了相应的拳头产品。事实上,电池新势力也在推动新技术的加速落地,也是希望通过新产品在动力锂离子电池后半场竞争洗牌中占据一席之地。当然,新技术虽多,最后谁能凭借新技术改写现有市场格局还要看各家“”的真正锐利程度。


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