科技動態(tài) | 如何不黑不吹地評價國內(nèi)動力電池電芯技術水平？
科技研發(fā) 2018-09-18 15:27:00
在保證安全性的前提下，提升能量密度、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品一致性，是動力電池行業(yè)內(nèi)廣泛關注的話題。生產(chǎn)成本曲線在不斷波動，產(chǎn)品一致性也不好量化，若要評價動力電池企業(yè)的技術水平，對比電芯的能量密度則是最直觀的方法。
本文就以三元電池為例，依照方殼、圓柱和軟包三種封裝體系，參照部分人物觀點，不放衛(wèi)星，以能量密度為標準分析一下國內(nèi)動力電池企業(yè)的現(xiàn)有技術水平。
方殼：寧德時代和比亞迪，也許并不落后
官方數(shù)據(jù)顯示，寧德時代現(xiàn)階段方殼電芯的能量密度已經(jīng)到達了240Wh/kg，技術規(guī)劃是在2020年之前將電芯能量密度提升到300Wh/kg。
通過811三元正極+硅/碳混合負極提高能量密度的同時，循環(huán)、高溫性能、成本啊、安全性等都要做出犧牲，同時生產(chǎn)工藝和環(huán)境要求也相對苛刻。知情人士向第一電動網(wǎng)透露，2017年寧德時代大批量供貨的方殼電芯能量密度在190～210Wh/kg之間，2018年很可能提升至了210～230Wh/kg。
早在2017年初，寧德時代就開啟了“新一代鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化技術開發(fā)”項目，研發(fā)高鎳三元材料為正極、硅碳復合物為負極的鋰離子動力電池。2017年，寧德時代的總產(chǎn)能為17.09Gwh，而剛剛公布的新版招股書中顯示，當湖西鋰離子動力電池生產(chǎn)基地項目達產(chǎn)后，寧德時代將新增產(chǎn)能24GWh，總產(chǎn)能將達到41.09 GWh。
而比亞迪內(nèi)部人士爆料稱，現(xiàn)階段比亞迪大規(guī)模量產(chǎn)電芯的能量密度為220Wh/kg，目標也是在2020年之前實現(xiàn)300Wh/kg。如今，比亞迪動力電池的總共產(chǎn)能為16GWh，其中磷酸鐵鋰電池占9GWh，三元鋰電池占7GWh。
國際上，方殼電芯也是三星SDI的主力產(chǎn)品。2017年三星SDI株式會社副社長鄭世雄曾公開表示，三星SDI動力電池能量密度目前為250Wh/kg，并預計在2023年達到350Wh/kg的目標。也許在2017年三星真的已經(jīng)實現(xiàn)了250Wh/kg方殼電芯的大規(guī)模量產(chǎn)，但據(jù)測可能用的是NCA三元正極材料。
方殼電池種類眾多，根據(jù)客戶要求，電池企業(yè)可以在容量、形狀和尺寸等方面進行量身定制。考慮到正負極材料配方的差異，因此同規(guī)格的方殼電芯之間的能量密度才更具可比性。國內(nèi)外方殼動力電池龍頭企業(yè)在電芯能量密度上的差距或許很小，也許單從這一技術條件上看，中國可能并沒有落后太多。
圓柱：比克能超越松下嗎？
作為國內(nèi)為數(shù)不多的專注于圓柱動力電池的企業(yè)，比克向第一電動網(wǎng)表示，其2.75Ah動力電池電芯（18650）能量密度已經(jīng)達到240Wh/Kg，并計劃在2020實現(xiàn)300Wh/kg。
比克在深圳和鄭州的兩大生產(chǎn)基地，總年產(chǎn)能達8GWh；2018年，產(chǎn)能將擴大至達12GWh；預計到2020年，比克的總年產(chǎn)能將達到20GWh。
按照2017年特斯拉公布的信息來看，松下量產(chǎn)的NCA 18650圓柱動力電池單體能量密度在250Wh/kg左右，而21700單體能量密度則已經(jīng)到達了300Wh/kg。如果比克能夠在2018量產(chǎn)21700圓柱電池的話，其能量密度可以超越了松下2017年的水平，高出近8%。
這是真的嗎？2018年松下還沒有公開發(fā)表過最新的商業(yè)化技術進展，如果比克真的能實現(xiàn)2018年量產(chǎn)324 Wh/kg的圓柱電芯的話，那么這就可能會成為世界上能量密度最高的量產(chǎn)動力電池了。
軟包：也許更具有科研意義
天能的量產(chǎn)軟包電芯能量密度已經(jīng)達到230Wh/kg/kg，2018年底將推出250～260Wh/kg的產(chǎn)品。目前天能的軟包動力電池產(chǎn)能為2.5GWh～3GWh，2019年將擴充到8GWh左右，新增產(chǎn)能全部為三元軟包路線。
卡耐新能源目前量產(chǎn)供應的電芯能量密度是220Wh/kg，2018年的產(chǎn)品將達到250Wh/kg。截止2017年底，卡耐新能總產(chǎn)能2GWh，2018年底將擴展到6GWh。
國軒高科在投資者關系活動記錄中也披露，公司承接國家科技部300Wh/kg高能量密度重大科技專項目前進展順利，已開發(fā)出三元811軟包電芯，能量密度到達302Wh/kg，目前已開始建設相關產(chǎn)品中試線，計劃2019年開始建設產(chǎn)線。
北京科易動力科技有限公司總經(jīng)理田碩分析，承擔科技部重大專項動力電池電芯項目研究企業(yè)選擇三元軟包有自身的原因。“要完成300Wh/kg的電芯，肯定軟包比方殼容易多了?！?o:p>
軟包電芯機械強度差，成組隊工藝和熱管理匹配要求較高，對于整車企業(yè)的BMS設計有一定挑戰(zhàn)性。而且部分核心零部件還沒有國產(chǎn)，不過隨著產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，大規(guī)模國產(chǎn)化的前景值也得期待。
盡管各大電池企業(yè)都有自己的主力產(chǎn)品，但是在研發(fā)方面，針對方殼、圓柱和軟包這三種不同體系的電池，企業(yè)都會有不同程度的涉及。沒有誰會吊死在一棵樹上，也許現(xiàn)階段市場決定了企業(yè)主推的產(chǎn)品類型，但是長期來講，還不會有唯一的技術路線。
如今的動力電池行業(yè)，資本注入、企業(yè)并購等新聞層出不窮，各種電池概念和實驗室突破接連不斷，諸如《充電1分鐘續(xù)航800km》的新聞頻繁刷屏。拋開商業(yè)化談技術都是耍流氓，各個技術路線都有自身的優(yōu)缺點，最終還是企業(yè)各擅所能，市場選擇，產(chǎn)品說話。
本文來源：第一點動網(wǎng)
