9月2日-9月4日,由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車報(bào)社聯(lián)合主辦,天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)特別支持,日本汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合協(xié)辦的第十八屆中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國(guó)際論壇(簡(jiǎn)稱“泰達(dá)汽車論壇”)在天津市濱海新區(qū)召開。本屆論壇以“強(qiáng)信念 穩(wěn)發(fā)展 開新局”為年度主題,邀請(qǐng)重磅嘉賓展開深入研討。
在9月4日 “雙碳論壇:雙碳戰(zhàn)略的近策與遠(yuǎn)景”中,蜂巢能源科技股份有限公司高級(jí)副總裁、技術(shù)中心主任張放南發(fā)表了題為“電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”的演講。
以下為演講實(shí)錄:
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位朋友大家好,我是蜂巢能源的張放南。我跟大家分享的題目是“電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”。報(bào)告共分為三個(gè)部分:第一,對(duì)市場(chǎng)做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析。第二,對(duì)電池的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)做一個(gè)介紹。最后,對(duì)蜂巢能源的產(chǎn)品和技術(shù)規(guī)劃做一個(gè)分享。
我對(duì)市場(chǎng)的分析,可能做得相對(duì)細(xì)一點(diǎn),從細(xì)分領(lǐng)域做了一個(gè)拆分。目前已經(jīng)連續(xù)4個(gè)月,新能源整車滲透率超過(guò)25%,提前達(dá)到了國(guó)家2025年的設(shè)定目標(biāo)。新能源從最初的A00級(jí)車型,已經(jīng)全面覆蓋A0級(jí)、B級(jí)、C級(jí),實(shí)現(xiàn)了滲透率的快速提升。A00級(jí)和C級(jí)目前的滲透率是最高的,A00已經(jīng)達(dá)到99%以上,C級(jí)的滲透率達(dá)到40%以上。整個(gè)市場(chǎng)呈現(xiàn)啞鈴型結(jié)構(gòu),目前主流的A級(jí)車市場(chǎng)還有很大的提升空間,相信很快就會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)的機(jī)會(huì)。根據(jù)價(jià)格劃分,同樣印證了不同等級(jí)車型在市場(chǎng)占有率上的分布情況。同樣是5萬(wàn)以內(nèi)的車型,以A00為主,目前市場(chǎng)滲透率是最高的。其次是25-35萬(wàn)的中高端車型,目前的滲透率占比也是很高。從15萬(wàn)到30萬(wàn),主流的市場(chǎng)目前爆發(fā)的速度其實(shí)比較慢,隨著消費(fèi)的升級(jí),我們認(rèn)為未來(lái)15萬(wàn)-30萬(wàn)區(qū)間的車型會(huì)實(shí)現(xiàn)快速的增長(zhǎng)。
結(jié)合著市場(chǎng)和車型的發(fā)展趨勢(shì),以及未來(lái)的爆發(fā)點(diǎn),我們對(duì)電池的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)也做了一個(gè)初步的分析。從長(zhǎng)期看,圓柱、軟包和方型電池將長(zhǎng)期存在,但是主流市場(chǎng)仍然是以方型為主。尤其是在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),方型占比超過(guò)90%以上,整個(gè)國(guó)際市場(chǎng)方型的占比在60%左右。但是長(zhǎng)期看,這三種形態(tài)的電池會(huì)持續(xù)、長(zhǎng)期存在。
結(jié)合著市場(chǎng),我們對(duì)圓柱、方型、軟包的未來(lái)發(fā)展方向,做一個(gè)簡(jiǎn)單的解讀。圓柱和傳統(tǒng)的方型是以卷繞類型為主。結(jié)合著整車電壓的匹配,我們認(rèn)為未來(lái)電池的主要發(fā)展方向就是把電池做大,在容量和尺寸上做到極致。當(dāng)然這個(gè)前提主要是考慮輕量化和集成化,通過(guò)輕量化設(shè)計(jì)、極簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),使電池的尺寸和容量做到最大,來(lái)降低成本,實(shí)現(xiàn)體積利用率的快速提升。
圓柱主要的方向從早期的18650、21700逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的4680、46100等等,無(wú)論是直徑還是高度尺寸都在進(jìn)一步做大。從原有的幾個(gè)安時(shí)到現(xiàn)在三十多安時(shí),快速提升。未來(lái)的方向在增大尺寸的同時(shí),主要的方向是厚度方向,同時(shí)做極簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)。同時(shí)還有短刀和長(zhǎng)刀片電池,這兩個(gè)方向也會(huì)長(zhǎng)期存在,但是我們更看好短刀的趨勢(shì)。
軟包以疊片為主,從早期的355到590到后期更長(zhǎng)的發(fā)展。整包電池未來(lái)的主流方向主要是做集成化、輕量化的設(shè)計(jì)。熱管理部件代替部分電池包的結(jié)構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)集成化的設(shè)計(jì),包括排氣通道和電池包的防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等等,實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模組到CTP、CTC的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。我們認(rèn)為這個(gè)趨勢(shì)不會(huì)發(fā)生大的變化,這是主流的趨勢(shì)。
針對(duì)體系技術(shù)路線,從目前全球的裝機(jī)發(fā)展來(lái)看,仍然是以三元占主流,大概占到60%以上,但是鐵鋰近兩年來(lái)裝機(jī)的比例大幅提升。目前國(guó)內(nèi)的鐵鋰裝機(jī)量已經(jīng)超過(guò)50%。我們相信這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)一步增加。隨著剛才提到的電芯集成化進(jìn)一步提升,我們預(yù)計(jì)短刀鐵鋰能夠在A級(jí)車上實(shí)現(xiàn)800公里的續(xù)航,B級(jí)車上實(shí)現(xiàn)700公里的續(xù)航。我們認(rèn)為它的占比未來(lái)會(huì)進(jìn)一步增加。
從兩輪車、低速車一直到B級(jí)以上的高端車型,從續(xù)駛里程到售價(jià)做完分析之后,我們對(duì)材料體系的不同車型占比做了一個(gè)劃分。第一行這個(gè)是錳酸鋰、鐵鋰和三元是目前主流的材料體系,下面的無(wú)鈷尖晶石等是下一步研究?jī)?nèi)容。300公里以內(nèi)的車型會(huì)以鐵鋰為主。300-700公里的車型,鐵鋰、錳鐵鋰會(huì)占據(jù)主流的市場(chǎng)份額。在700、800公里以上會(huì)有三元,包括中鎳、高鎳的體系,固態(tài)、半固態(tài)會(huì)成為主流的市場(chǎng)。但是現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展突破是很快的。未來(lái)鐵鋰的主要發(fā)展方向就是通過(guò)補(bǔ)鋰,來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)壽命的快速提升,做到12000次、20000次的循環(huán),進(jìn)一步滿足儲(chǔ)能和商務(wù)車對(duì)于循環(huán)壽命的要求。
我們對(duì)材料體系做了一個(gè)簡(jiǎn)單的劃分。首先低成本、高性價(jià)比的產(chǎn)品,在體系上未來(lái)的發(fā)展方向主要是三元會(huì)從原有的高鎳無(wú)鈷,發(fā)展到低鎳無(wú)鈷。去鋰化是未來(lái)鋰電池的一個(gè)主要方向,在能量密度相對(duì)較低的應(yīng)用市場(chǎng),鈉、鎂等新的電池未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)更加激烈。其他的優(yōu)化方向,包括殼體薄型化,其他材料規(guī)模化和自動(dòng)化等,同樣,控制成本、提升質(zhì)量、提高性價(jià)比也是主要趨勢(shì)之一。同樣,制成技術(shù)會(huì)從原有的常規(guī)電極發(fā)展到厚電極、雙層涂布等,通過(guò)這些工藝技術(shù)的提升,使能量密度、電池性能和質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。
另一個(gè)方向就是快充化、高端化。行業(yè)里快充需求的明確越來(lái)越細(xì),量產(chǎn)的節(jié)奏越來(lái)越快。我們分析,市場(chǎng)上的車型應(yīng)該在今年底或明年初實(shí)現(xiàn)4C充電、800伏產(chǎn)品的量產(chǎn)。針對(duì)快充,我們就未來(lái)的主要方向做了一個(gè)解讀,快充從原有的45分鐘到現(xiàn)在20分鐘、10分鐘。10分鐘充電已經(jīng)能夠使整車達(dá)到續(xù)駛250公里,我們也完成了相應(yīng)的測(cè)試和認(rèn)證。未來(lái)快充是不是進(jìn)一步提升,由4C提到5C、6C等等,我們認(rèn)為需要結(jié)合著市場(chǎng)的充電樁布局能力,以及現(xiàn)在整車的其他附件配合能力來(lái)共同實(shí)現(xiàn)。目前4C已經(jīng)能夠滿足大部分市場(chǎng)需求。結(jié)合充電樁情況,對(duì)下一步是否提升快充能力,還需進(jìn)一步分析。更高的能量密度主要是固態(tài)、半固態(tài),以及鋰空氣等新型化學(xué)體系。高安全、高密度成為所有電池企業(yè)追求的主要方向之一。
下面介紹一下蜂巢能源在材料體系、技術(shù)和產(chǎn)品的布局。首先,蜂巢能源的技術(shù)路線,我們把技術(shù)路線分成兩大類,主要?jiǎng)澐值念悇e是無(wú)鈷系和傳統(tǒng)的三元。我們叫大無(wú)鈷,包括鐵鋰、鈉電、三元都在其中,未來(lái)這部分會(huì)達(dá)到70%-80%。在整個(gè)化學(xué)體系的路線方向上,我們做了明確的劃分。未來(lái)各個(gè)技術(shù)路線,包括無(wú)鈷、三元,主要的發(fā)展方向是提升能量密度,通過(guò)材料技術(shù)的提升以及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、輕薄化等等,最終的主要方向還是在保證安全、降本的前提下,進(jìn)一步提升能量密度。
鐵鋰的未來(lái)發(fā)展方向中能量密度的提升就是錳鐵鋰,三元無(wú)鈷未來(lái)的方向是尖晶石。我們已經(jīng)有兩款產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了無(wú)鈷化。245Wh/kg的產(chǎn)品主要適配800公里,240Wh/kg會(huì)適配600公里的產(chǎn)品。
這是蜂巢未來(lái)全域電池的短刀化布局,我們覆蓋從L3-L6短刀全尺寸,覆蓋從1.6-4C的全充電范圍,覆蓋無(wú)鈷、三元等全化學(xué)體系,覆蓋乘用車、商用車、非高速電動(dòng)車等全域的使用場(chǎng)景。我們現(xiàn)在做的PHEV以及增程式L4產(chǎn)品,短期內(nèi)PHEV和增程式會(huì)出現(xiàn)爆發(fā),市場(chǎng)需求會(huì)提升。針對(duì)PHEV產(chǎn)品,去年初我們就完成了續(xù)駛里程50公里、150公里、250公里的全部布局,重點(diǎn)布局鐵鋰的產(chǎn)品。我們通過(guò)磷酸鐵鋰來(lái)實(shí)現(xiàn)這幾個(gè)里程的PHEV全面覆蓋和布局。
全域短刀化布局,重點(diǎn)介紹一下L6純電動(dòng)產(chǎn)品的布局和應(yīng)用情況。目前主流布局了5款產(chǎn)品,包括從A0-B級(jí)以上,包括傳統(tǒng)的SUV到轎跑等稍低底盤的產(chǎn)品。我們做過(guò)短刀產(chǎn)品的電池包布置分析,從目前看,短刀產(chǎn)品的成組效率要比傳統(tǒng)的電池包成組效率高30%以上。尤其在高度尺寸受限的轎跑車型,它的成組效率會(huì)更好一些。這些產(chǎn)品都陸續(xù)在開發(fā)過(guò)程中,184實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)預(yù)計(jì)一年左右,196今年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),其他產(chǎn)品會(huì)陸續(xù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
這是快充產(chǎn)品的布局。整個(gè)市場(chǎng)對(duì)快速充電的需求越來(lái)越明確,越來(lái)越迫切。我們蜂巢對(duì)快充產(chǎn)品也完成了布局,包括兩款,一款是149Ah,4C產(chǎn)品,已經(jīng)匹配了客戶的整車,完成了冬標(biāo)和夏標(biāo)的標(biāo)定。160Ah,2.2C的產(chǎn)品,能量密度在250Wh/kg,完成了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和定型,配合整車做相應(yīng)的標(biāo)定和開發(fā),明年中旬實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。短期內(nèi)800V,4C產(chǎn)品,需要結(jié)合著充電樁、整車其他電器件的情況。我們對(duì)電芯的容量做過(guò)推導(dǎo),最終的結(jié)論就是150Ah左右的產(chǎn)品適配400-800V,是最優(yōu)容量的選擇。短期內(nèi),在充電樁布局快但布局沒(méi)那么完整的前提下,我們做的800V系統(tǒng)可以兼容400V充電樁。這款產(chǎn)品結(jié)合了市場(chǎng)分析、客戶需求分析,最終完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和定義開發(fā)。
蜂巢愿攜手行業(yè)各位同仁共創(chuàng)未來(lái),謝謝大家!
(本文根據(jù)泰達(dá)汽車論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理,未經(jīng)演講嘉賓審閱,僅供參考。)
來(lái)源:蓋世汽車
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