刚刚过去的10月,新能源汽车行业的精彩远不止多款新车型的发布或企业上市,动力电池领域的新技术和新系统解决方案更为可圈可点。上个月,孚能科技SPS“大软包”技术一经发布,就入围多项行业奖项;宁德时代“麒麟电池”正式搭载全新上市的极氪009,配套落地;基于上汽“魔方电池”内核,上汽飞凡汽车携手捷能智电正式切入“车电分离”赛道……
值得注意的是,包括SPS大软包、麒麟电池、魔方电池都有着“共同”的特征:它们不再是传统的从电芯到模组的简单组合,它们是更具“灵活性”的系统,因此将它们并列对比也更具价值。无疑,这些特征也意味着电池技术迭代趋势。
续航里程之争,不止能量密度高低
对消费者而言,新能源汽车续航里程至关重要,而更远的续航里程需要电池系统有着更高的能量密度相匹配。电池系统能量密度的提升通常有两种方式:一是通过改善电池材料提升单体电芯能量密度;另一种途径则是通过提升电池包系统集成度和体积利用率。当然“成年人”的选择是“全都要”,上述三种技术方案也都体现了这一点。
图表:三种电池技术方案与特斯拉在质量能量密度和体积成组效率上的比较
在电芯化学体系方面,三种技术方案都体现了高兼容度,可以适用从高镍三元到低镍富锂锰、磷酸铁锂、甚至钠离子等多种材料体系,这使得汽车厂商可以在一套方案中满足成本和性能的不同取向。
其中,从单体能量密度来看,孚能科技采用独有的半固态软包电池技术,已实现330Wh/kg的能量密度;宁德时代“麒麟电池”并未公布单体电芯,但是从其成组效率来看,预计也将达到300Wh/kg;特斯拉4680电池,能量密度也在300Wh/kg附近;上汽集团目前从市场采购的高镍三元电芯能量密度在250Wh/kg左右。
在系统集成方面,三种技术方案均采用了“CTP”技术。其中孚能科技SPS方案采用液冷板与底盘一体化设计,半固态大软包电芯直接集成于底盘系统,使系统零部件减少50%,打破了软包电池在系统集成度上的传统劣势;上汽的“魔方电池”最大的亮点在于躺式电芯,以及CTP、高电压、超薄基材等技术及材料,也实现了成组效率上的极大突破;而宁德时代“麒麟电池”通过取消横纵梁、水冷板、隔热垫原本各自独立的设计,集成为多功能弹性夹层,也实现了超出预期的模组集成度。
可以看到,通过“电池材料+系统高集成”双管齐下的策略,电池企业、车企的技术方案都实现了电池系统能量密度的大幅提升,尤其是依托电芯化学体系方面的优势,孚能科技和宁德时代都可以为汽车厂商实现超过1000km的长续航里程。
通用化之争,可调高度适应多种平台者胜
续航里程的提升只是一方面,孚能科技、特斯拉、宁德时代、上汽的新电池系统解决方案,都支持从A级到C级,支持轿车、SUV和MPV等多种平台的适应性,这也是今年这几家企业电池系统解决方案的最大特征。必须看到,主流汽车厂商的电气化进程正进入“架构造车”的新时代。从过去的“油改电”,到专用电车平台的“平台造车”,再到适应多个级别多种车型的“架构造车”,这一趋势也促使电池技术方案发生改变。
图片:从MQB/J1,到MEB/PPE,再到SSP,大众的平台电气化已走过三代
图片:通过改变散热结构,SPS和“麒麟”赋予电池更强的散热效率,适应更高的充能效率
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。
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