动力电池技术趋势全面解析
动力电池新技术和发展趋势
动力电池新技术和发展趋势动力电池，嘿，听起来是不是有点高大上？但其实，简单来说，它就是让我们的电动车、手机、甚至是家里的电器能正常“工作”的小玩意儿。
随着科技的飞速发展，这玩意儿可不是一成不变的，而是在不断进化，跟着时代的步伐走得飞快。
今天我们就来聊聊动力电池的新技术和发展趋势，让你了解这个话题的时候，感觉就像是在和老朋友闲聊。
1. 新技术的层出不穷1.1 固态电池首先，咱们得聊聊固态电池。
这可是动力电池界的新宠儿，听说它的性能可是杠杠的。
固态电池和咱们常见的锂离子电池不同，它用的是固体电解质。
简单来说，就像把液体变成了冰淇淋，更稳定，更安全。
不再担心电池漏液了，嘿，真是个好消息！而且，固态电池的能量密度也高，能存储更多电能，这就意味着我们的电动车可以跑得更远，真是让人心动。
1.2 快速充电技术接下来，我们不能不提的就是快速充电技术。
想象一下，如果你的车能在短短半小时内充满电，简直就像给它喝了“能量饮料”一样，瞬间活力满满。
这种技术的背后，离不开新型材料的应用，比如硅基负极材料。
硅的充电速度快得让人瞠目结舌，相比传统的石墨负极，简直是个“飞毛腿”。
未来，或许我们只需要在咖啡店里等个十分钟，就能把车充满，简直是“分分钟”的事情。
2. 发展趋势的风云变幻2.1 可持续发展说到发展趋势，咱们不得不提“可持续发展”。
如今，环境保护可谓是大势所趋，各个国家都在推行绿色。
电池的生产和回收也需要注重环保，采用可再生材料就显得尤为重要。
比如，有些公司开始尝试用废弃的塑料和其他环保材料来制造电池，真是“八仙过海，各显神通”。
未来，我们的电池不仅能让车跑得更远，还能减少对环境的影响，真是一举两得。
2.2 智能化发展另外，智能化也是动力电池发展的一个重要趋势。
想象一下，未来的电池能根据使用情况自动调整充电和放电策略，就像一个懂你的“好朋友”，贴心又聪明。
通过大数据和人工智能的结合，电池还能实时监测自身的健康状态，预防过热、过充等问题，这样一来，我们的使用体验就能更加顺畅，避免了很多不必要的麻烦，简直是“省心”二字了得。
动力电池国内技术发展趋势
动力电池国内技术发展趋势随着全球减排目标的提出和清洁能源的迅速发展，动力电池作为新能源汽车的核心组成部分，正在成为社会关注的焦点。
我国动力电池技术发展也呈现出一系列的趋势。
首先，技术迭代升级。
随着电动汽车市场的快速增长和技术的不断进步，动力电池技术也在不断迭代升级。
从传统的铅酸电池到镍镉电池，再到锂离子电池，每一次技术升级都使动力电池更加轻量化、稳定性更好、续航里程更长，将推动电动汽车市场的快速发展。
其次，高能量密度和安全性的平衡。
高能量密度是电动汽车发展的重要指标之一，可以提高电池的续航里程，减少充电次数。
然而，高能量密度又容易引发安全问题，如热失控、燃烧等。
因此，动力电池的发展趋势是在保持高能量密度的同时，提高电池的安全性能。
比如，采用新型材料、改进电池结构、优化电池管理系统等手段，以提高电池的安全性能。
第三，快速充电技术的突破。
目前，电动汽车的充电时间相对较长，成为制约电动汽车普及的一个重要因素。
因此，动力电池技术的发展趋势之一是实现快速充电。
目前，有很多新技术和新材料正在被研发，如快速充电材料、快速充电桩等，将为电动汽车提供更快、更便捷的充电服务。
第四，可循环利用和资源再利用。
动力电池是一种化学储能装置，内含有丰富的资源和能量。
因此，动力电池技术的发展趋势是实现电池的可循环利用和资源再利用。
目前，有不少国内企业已经开始开展动力电池的回收和再利用工作，采用回收再制造的方式，将电池资源重新利用，减少资源浪费和环境污染。
最后，技术国产化的发展。
中国作为全球电动汽车最大的市场，对于动力电池的需求量也非常大。
因此，技术国产化成为中国动力电池发展的重要趋势之一、目前，很多国内企业已经开始研发和生产动力电池，努力提高技术水平和产业化水平。
在政府的扶持政策和产业链的完善下，相信中国的动力电池技术将不断取得突破和发展。
总之，动力电池技术的发展趋势包括技术迭代升级、高能量密度和安全性的平衡、快速充电技术突破、可循环利用和资源再利用以及技术国产化的发展。
动力电池的市场前景与发展趋势
动力电池的市场前景与发展趋势随着电动车的普及和能源结构的转型，动力电池产业正日益成为全球关注的焦点。
本文将探讨动力电池的市场前景，并分析其发展趋势。
1. 市场前景随着环境保护意识的增强和传统燃油车的碳排放限制，电动车市场正在快速增长。
这为动力电池产业提供了巨大的发展机遇。
根据国际市场研究机构的数据，预计到2025年，全球电动车使用的动力电池将达到5000GWh。
这显示了动力电池市场的巨大潜力。
2. 发展趋势（1）技术创新：动力电池技术是动力电池产业的核心竞争力。
目前，锂离子电池是主流的动力电池技术，但其能量密度和续航里程仍有提升空间。
新材料的研发和技术创新将是未来动力电池发展的关键。
例如，固态电池、石墨烯电池等材料和技术的突破将为动力电池带来更高的能量密度和更长的寿命。
（2）产业集中度提高：在动力电池产业链中，制造环节的规模效应将逐渐显现。
大型电池制造商将通过垂直整合和产能提升来降低成本，并实现更高的市场竞争力。
同时，电池回收和再利用的技术将得到进一步发展，促进产业链上下游的合作。
（3）国际竞争加剧：目前，亚洲国家在动力电池产业中占据主导地位，如中国、韩国和日本等。
然而，欧洲和美国等地也在加大对动力电池产业的投入和政策支持，力图迎头赶上。
国际竞争的加剧将推动动力电池产业的技术创新和产业结构调整。
（4）应用拓展：除了汽车领域，动力电池的应用范围还有很大的拓展空间。
新兴领域如能源存储、电力系统等都需要大量的动力电池。
此外，移动电源、无人机、物联网等新兴应用也对动力电池提出了更高的要求。
3. 发展挑战（1）成本压力：动力电池的成本是制约其发展的主要因素。
目前，动力电池的生产成本较高，导致电动车的销售价格相对较高。
降低成本、提高性价比是动力电池行业面临的重要挑战。
（2）安全问题：动力电池的安全性一直是行业关注的焦点。
电池的过热、短路等问题可能引发火灾和爆炸。
因此，提高动力电池的安全性，加强监管和标准化，是行业发展的必要条件。
动力电池技术的发展趋势与未来展望
动力电池技术的发展趋势与未来展望随着电动汽车的迅猛发展，动力电池技术作为电动汽车的核心部件之一，也在持续进行着创新和进步。
本文将从动力电池技术的发展趋势、应用领域的拓展以及未来展望三个方面进行探讨。
一、动力电池技术的发展趋势1. 高能量密度：随着电动汽车市场的不断扩大，对动力电池能量密度的需求也越来越高。
传统的锂离子电池已经无法满足市场的需求，因此新型电池技术，如固态电池、钠离子电池等被广泛研究和应用，以提高电池的能量密度。
2. 长循环寿命：电动汽车的动力电池需要经受长时间的工作和充放电循环，因此循环寿命是评价一种电池技术优劣的重要指标之一。
未来，动力电池技术将更加注重提高电池的循环寿命，延长电池的使用寿命，降低更换电池的成本。
3. 快速充电：现有的电动汽车充电时间较长，用户在日常使用中面临长时间等待的问题。
未来的动力电池技术将致力于研发快速充电技术，缩短充电时间，提高用户的充电体验。
二、应用领域的拓展动力电池技术的发展不仅关乎电动汽车行业，也涉及到其他领域的拓展应用。
1. 能源存储领域：随着可再生能源的普及和应用，如太阳能、风能等，能源存储成为了重要的问题。
动力电池技术可以应用于能源存储领域，利用储能系统平衡电网负荷，提供可靠的电力供应。
2. 海上领域：船舶的电动化已经成为海上领域的发展趋势，而动力电池技术的进步为电动船舶提供了可行的能源解决方案。
未来，动力电池技术将在海上领域的电动船舶、潜艇等领域发挥更大的作用。
三、未来展望1. 技术突破：未来动力电池技术将持续突破，实现更高能量密度、更长循环寿命、更快充电等目标。
新型电池技术如固态电池、钠离子电池等也将逐渐成熟并应用于实际生产中。
2. 成本下降：动力电池技术的成本一直是制约电动汽车发展的重要因素之一。
未来随着技术进步和规模化生产，动力电池的成本将进一步下降，使得电动汽车的价格更具竞争力。
3. 环境友好：动力电池技术的发展将进一步推动电动汽车的普及，减少传统燃油车的使用，从而减少碳排放和空气污染，提高环境质量。
动力电池发展趋势分析
动力电池发展趋势分析动力电池是电动汽车、混合动力汽车等电动插电式汽车的核心部件，并且其在电动汽车的续航里程和性能方面起着至关重要的作用。
随着电动汽车的快速发展，动力电池技术也在不断进步，未来几年内将迎来更多的发展机会。
以下是对动力电池发展趋势的分析。
首先，动力电池的能量密度将不断提升。
能量密度是指动力电池单位体积或单位重量能够存储的电能量。
目前，锂离子电池是动力电池领域的主流技术，但其能量密度仍然有限，限制了电动汽车的续航里程。
未来几年内，新一代电池材料和技术的研发将会推动动力电池的能量密度进一步提升，从而延长电动汽车的续航里程。
例如，固态电池、锰酸锂电池和硫化物锂电池等新材料和新技术有望在未来可实现更高的能量密度。
其次，动力电池的安全性将得到更多关注和改善。
动力电池的安全性一直是电动汽车发展的一个重要问题。
虽然目前的锂离子电池在正常使用情况下是相对安全的，但一旦发生短路、过热或异常情况，可能引发火灾或爆炸等安全问题。
因此，未来动力电池的设计和制造将更注重安全性，从而降低安全风险。
例如，采用更稳定和可靠的电解质和隔膜，以及使用新型防护材料和智能控制系统，可以有效提高动力电池的安全性。
第三，动力电池的成本将不断降低。
目前，动力电池的制造成本较高，是电动汽车售价的主要因素之一、未来几年内，随着电动汽车市场规模的扩大和技术进步，动力电池的规模化生产将会带来经济效益，进而降低动力电池的成本。
此外，新材料的应用和生产技术的进步也将有助于降低动力电池的成本。
例如，硅负极、镁负载和锌钒氧合金等新材料的研发和应用，以及自动化生产技术的提升，都能够降低动力电池的成本。
最后，动力电池的可持续性将成为关注的主题。
动力电池的制造和回收对于环境保护和资源利用具有重要意义。
因此，未来动力电池的可持续性将得到更多关注，并采取相应的措施来达到可持续发展的目标。
例如，回收和再利用动力电池的材料、采用环保生产工艺和使用可再生能源等措施都能够提高动力电池的可持续性。
动力电池技术的发展趋势
动力电池技术的发展趋势随着全球汽车行业的快速发展，电动汽车市场的崛起已成为新能源车发展的主要趋势之一。
而电动汽车的核心部件——动力电池技术作为其能源来源，其发展趋势也备受关注。
本文将从动力电池技术的成本、能量密度、寿命和可靠性这四个方面分析其未来发展趋势。
一、成本方面目前动力电池技术的成本是电动汽车的主要瓶颈之一，随着制造技术的不断升级和生产规模的不断扩大，动力电池的成本逐渐地降低。
而未来发展的趋势是减少原材料的使用，提高电池生产效率，不断降低成本。
首先，生产规模的扩大会对动力电池的成本产生影响。
生产规模的增加会使得电池生产线更具有竞争力，价格也会逐渐下降。
其次，动力电池技术研发的进步也是一个重要因素。
随着技术的不断升级，材料成本随之下降，并且电池性能得到提升，这也能够在一定程度上降低成本。
二、能量密度方面目前动力电池技术的一个明显劣势是其能量密度低于传统燃油车，导致电动车续航里程有限。
而未来发展的趋势是提高动力电池的能量密度。
针对现有的一些限制，各大动力电池制造商正在进行一系列的技术研发，开发更加先进的正极材料。
同时，采用钎焊等新型工艺技术，提高电池组件的堆叠和粘合质量，同时提高电池组件的延展性和强度。
这一系列措施，都是为了提高动力电池的能量密度。
三、寿命方面动力电池的寿命也是一个非常关键的问题。
随着车辆使用时间的不断延长，电池组件的衰退和老化也会逐渐发生。
而未来的发展趋势是提高动力电池的寿命，减少更换频率。
寿命和能量密度有很大的关联，增加电池组件的能量密度可以使得电池组成更加紧凑，从而减少电极之间的距离，缩短离子的迁移距离，进而减少电压极化和电池损耗，提高电池的寿命。
此外，随着电量管理技术不断升级，加上车辆的智能化程度不断提高，这样也可以最大限度地延长动力电池的寿命。
四、可靠性方面目前，动力电池的安全性和可靠性仍然是困扰电动汽车车主的问题之一。
电池外壳、电池冷却、电池管理系统等问题都会影响电池的可靠性和安全性。
电动汽车动力电池及电池材料国内外发展现状和趋势
电动汽车动力电池及电池材料国内外发展现状和趋势随着环保意识的增强和汽车行业的发展，电动汽车作为一种新兴的交通工具正在逐渐流行起来。
而动力电池作为电动汽车的核心组件，其发展情况和电池材料的选择对电动汽车的性能和市场竞争力起到重要作用。
本文将介绍电动汽车动力电池及电池材料的国内外发展现状和趋势。
动力电池国内外发展现状动力电池是电动汽车的储能装置，用于提供车辆行驶所需的能量。
国内外在动力电池技术方面都取得了重要进展。
国内主要动力电池厂商包括宁德时代、比亚迪、上海电气等，它们在锂离子电池技术方面处于领先地位。
国外主要动力电池企业有特斯拉、LG化学、日本电池等，它们的动力电池产品在市场上取得了广泛认可。
动力电池国内外发展趋势随着电动汽车市场的快速增长，动力电池技术和材料的发展也呈现出一些趋势。
以下是一些主要的发展趋势：1. 锂离子电池仍是主流：目前，锂离子电池是动力电池的主要类型，其具有高能量密度、长寿命和良好的充电性能等优点。
因此，未来一段时间内，锂离子电池仍将是主流技术。
2. 电池能量密度提升：为了增加电动汽车的续航里程，动力电池的能量密度需要不断提升。
通过使用新型材料、优化电池结构和提高生产工艺等手段，提高电池的能量密度是一个重要的发展方向。
3. 快速充电技术：充电时间是电动汽车普及的一个关键因素。
目前，快速充电技术正在不断发展，可使电动汽车在短时间内充满电。
这将极大地提升电动汽车的使用便利性和用户体验。
4. 电池回收和再利用：随着动力电池的大规模应用，回收和再利用废旧电池的问题也逐渐凸显。
发展有效的电池回收和再利用技术，实现电池资源的可循环利用，是可持续发展的重要方向。
电池材料国内外发展现状和趋势作为动力电池的核心组成部分，电池材料的选择对电池性能至关重要。
目前，电池材料的研发主要集中在以下几个方面：1. 正负极材料：正负极材料是影响电池性能的关键因素。
目前，锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、三元材料等，而负极材料主要是石墨。
2023年动力电池技术创新发展现状
2023年动力电池技术创新发展现状近年来，动力电池技术一直处于快速发展的阶段，不断涌现出新的技术和创新。
2023年，动力电池技术的发展现状如何呢？接下来，我们将从多个方面来剖析这一问题。
一、技术创新方面1.1 材料技术创新动力电池的核心是电池化学物质的选择和电极材料的设计，2023年的动力电池技术在材料方面有着显著的进展。
新型锂离子电池的正极材料、电解质材料等都有了新的突破，提高了电池的能量密度和循环寿命。
1.2 结构设计创新动力电池的结构设计对电池的性能也有着重要的影响。
在2023年，动力电池技术在结构设计方面也有了新的突破，如新型的电池包装材料、模组设计等，有助于提高动力电池的安全性和能量密度。
1.3 系统集成创新除了单纯的材料技术和结构设计创新外，2023年的动力电池技术还有系统集成的创新。
新的智能管理系统、充放电控制系统的创新，提高了动力电池的使用效率和安全性。
二、应用领域方面2.1 电动汽车领域动力电池技术的创新直接影响到电动汽车的发展。
2023年，动力电池技术的发展使得电动汽车的续航里程得到了进一步提高，同时充电速度也有了明显的提升。
这意味着电动汽车在未来将更加普及，成为主流交通工具之一。
2.2 储能领域动力电池技术的创新也对储能领域产生了深远的影响。
随着能源储备和利用的重要性日益凸显，储能技术成为一个备受关注的领域。
2023年的动力电池技术创新使得储能系统的效率得到了显著提升，为可再生能源的储备和利用提供了更加可靠的支持。
三、市场发展方面3.1 增长势头随着动力电池技术不断创新，2023年的动力电池市场呈现出强劲的增长势头。
据统计，各类电动车的销量呈现出快速增长的趋势，带动了动力电池市场的发展。
3.2 产业竞争随着动力电池市场的扩大，产业竞争也日益激烈。
不仅是传统的动力电池生产商，还有越来越多的新进入者加入到动力电池市场中来。
2023年的动力电池市场，竞争将更加激烈，技术创新和品质将成为决定市场份额的关键因素。
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电动化大趋势愈演愈烈,我国通过政策的引导和扶持,已经成为全球最大的新能源汽车市场。
众所周知,新能源汽车的重要瓶颈在于电池的续航里程。
在此背景下,国家出台了《促进汽车动力电池发展行动方案》、《节能与新能源汽车技术路线图》,鼓励高能量密度电池的使用,近期《外商投资产业指导目录(2017年修行)》政策提出解除纯电动汽车合资企业限制以及取消汽车电子和动力电池股比限制,这也是促进新能源汽车市场推广应用高能量密度电池的重要举措。
基于政策倒逼和动力电池技术本身的进步,我们通过三元锂和固态锂电池的产品技术对标模型分析,对未来动力电池发展格局进行推演。
一、动力电池发展现状分析目前,国内新能源汽车仍然在采用磷酸铁锂(BYD为主)和三元锂电池,车型续航里程基本上都能够达到300公里,但是电池系统平均能量密度水平仅为115Wh/Kg。
而2017年3月份,国家工信部等四部委联合颁布《促进汽车动力电池发展行动方案》,指出到2020年,要求新型锂离子动力申池单体比能量超过300Wh/Kg;系统比能量力争达到260Wh/Kg。
数据显示,我国动力电池能量密度现状与目标值差距达126%,2020年达到目标值对磷酸铁锂电池来说太难了,但是对于以特斯拉为代表的三元锂电池则是完全可能的,其采用的动力电池性能好,BMS管理系统效率也高;此外,固态锂电池也可以将电池系统能量密度提升至260Wh/Kg水平。
1、三元锂和磷酸铁锂电池——当前的中流砥柱当前,全球新能源车市场进入蓬勃发展的关键时期,主流汽车企业纷纷布局新能源汽车,锂电池产业链因此快速成熟将进一步推动新能源汽车的规模化应用。
从全球角度看,典型车企配套车型主要采用日韩动力电池,以三元锂为主,续航里程基本都达到或超过350公里的水平。
表格1全球主流动力电池配套情况再看国内,从2017年新能源汽车前6批推广目录来看,新车型搭载电池的能量密度也有不同程度地提升。
第一批目录中能量密度超过115Wh/Kg的车型仅占13.11%,到第五批目录这一比例达到了73%,可以看出动力电池能量密度的提升已是大势所趋。
主流电动车企业配套的动力电池也逐步向三元锂转型,续航里程基本上都能够达到300公里的水平。
表格2国内主流动力电池配套情况综合国内外动力电池企业搭载新能源汽车情况看,三元锂电池成为主流技术路线的趋势已经不可逆转,但整车续航里程仍有提升的空间。
这很可能是由于动力电池能量密度不高、BMS 效率提升空间仍有待开拓等多方面原因所致。
2、全固锂态动力电池——未来的发展方向世界各国先后制订的高能量密度锂电池研发目标,均在积极地布局锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等前瞻性技术。
固态锂电池在继承传统锂电池优点的基础上,安全性、能量密度都有了大幅进步。
目前,全固态锂电池研发可提供的能量密度基本可达300~400Wh/kg,有望成为下一代高能量密度动力和储能电池技术的重要发展方向,这已是学术界和产业界的共识。
图1世界各国对动力电池能量密度的阶段目标图2世界锂电池技术路线走向全球动力电池关联企业也加速布局全固态锂电池领域以抢占先机,目前各技术路径的产业化进程不同,其中以聚合物固态电池发展较快,由于其高温工作性能较好,已经完成实验室验证并有小部分企业实现了小规模产业化。
固态锂电池(聚合物固态电池)研发应用现状法国Bolloré:全固态二次电池(LMP),负极材料采用金属锂,电解质采用聚合物(PEO等)薄膜,目前已经批量应用在法国的EV,共享服务汽车“Autolib”和小型电动巴士“Bluelus,总体应用超过3000辆。
美国Seeo:全固体二次电池采用大创公司的干聚合物薄膜,提供的样品电池组能量密度为130-150Wh/kg,2017年能量密度能达到300Wh/kg,尚未推广应用。
CATL:目前已经设计制造出了容量为325mAh的聚合物电芯,表现出较好的高温循环性能,尚未推广应用。
中科院青岛能源所:开发的大容量固态聚合物锂电池“青能I号”完成深海科考,其能量密度超过250Wh/kg,500次循环容量保持80%以上,在多次针刺和挤压等苛刻测试条件下保持非常好的安全性能。
“青能II号”也已经研发成功,能量密度高达300Wh/kg,尚未推广应用。
此外,固态锂电池中,硫化物固态电池(锂硫电池)由于具有较高的能量密度和低廉的成本,有着巨大的开发潜力,丰田、三星、CATL、丰田等国内外企业均纷纷加速布局,这其中以丰田技术最为领先。
丰田在2010年就推出硫化物固态电池,2014年其实验原型能量密度达到400Wh/kg,截止到2017年初,丰田固态电池专利数量达到30件,远高于其它企业。
据丰田高管透露,丰田或将在2020年实现硫化物固态电池的产业化。
国内企业CATL在硫化物固态电池方面相对领先,正加速开发纯电动汽车用的硫化物全固态锂金属电池。
固态锂电池(硫化物固态电池)研发现状丰田:2010年开始推出固态电池,2014年其实验原型能量密度达到400Wh/kg。
三星日本研究所:利用硫化物类固体电解质试制出2000mAh、175Wh/kg的压层型全固态二次电池。
Sakti3(美国):2015年获得英国家电巨头戴森1500万美元的投资,其开发的固态电池以陶瓷等为电解质,金属锂或锂类合金为负极,能量密度达到1000Wh/L,目前仍处于研发阶段。
清陶能源:公司核心在于高固含量的全陶瓷隔膜和无机固体电解质的开发和生产。
目前团队已经和北汽开展合作进行中试,未来可能作为北汽电动车的重要组件。
CATL:主要研发方向是硫化物电解质,采用正极包覆方法,解决了界面反应问题,热压方式降低了界面电阻。
二、两种技术路线的对比及影响分析1、三元锂电池:技术成熟,当前占据市场主流从产品成熟度角度来看,美国特斯拉Model系列车型已经实现突破,Model3即将规模化销量,进一步论证三元锂动力电池的可行性。
Model3采用全新21700电池,相比18650电池在外观上变长变粗,能量密度也提高了20%,单体电池容量可达3~4.8Ah,大幅提升35%。
毫无疑问,当前三元锂动力电池已然为主流产品。
2、固态锂电池:技术潜力大,有望成为未来的主流产品从技术潜力角度来看,三元锂动力电池能量密度提升相对困难,全固态锂电池能量密度提升,从理论上讲更具可行性。
一是全固态锂电池电压平台提升,固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口,有利于进一步提升电池的能量密度;二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长,材料应用体系范围大幅提升,为具有更高能量密度空间的新型锂电技术奠定基础。
三是全固态锂电池当前能量密度约400Wh/Kg,预估最大潜力值达900Wh/Kg,有超过100%的提升空间。
固态锂电池必将是未来的主流产品。
表格5三元锂电池与固态锂电池技术性能对比3、固态锂电池:安全性高,可大幅降低车辆自燃率近年来国内外多次出现新能源汽车自燃事故,新能源汽车的使用越来越关注。
其主要原因在于动力电池(三元锂为主)的问题,三元锂电池的电气安全、功能安全、化学安全、机械安全方面控制仍不给力。
一般而言,三元锂电池液态电解质易燃易爆,在长期使用过程中容易触发“热失控”,在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。
但是全固态锂电池则具有极高的安全性,其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,同时也克服了锂枝晶现象,搭载全固态锂电池的汽车的自燃概率会大大降低。
综合上述产品、技术、安全等方面的比较,全固态锂电池在使用安全和技术潜力方面具有绝对的优势,但是三元锂电在产品成熟度、市场渗透方面具有相当的优势。
综合来看,当前采用三元锂电是纯电动汽车最为明智的选择。
但是,一旦全固态锂电池解决金属锂稳定性差等问题后,将爆发强大的产品替代力,或将颠覆动力电池产业格局。
4、高能量动力电池发展格局预判前文提到,国家的政策导向已经非常明确,大力支持高能量密度的新型锂离子动力电池的发展,并已经有相应的政策细则体现。
主要表现在三个方面:一是2017年6月份国家工信部发布的双积分政策,通过高能量密度降低电池质量而获得低的百公里电能消耗量Y时,可以获得1.2倍积分;二是去年年底补贴政策,强调了高能量密度(乘用车电池能量密度>120Wh/Kg)时,可获得1.1~1.2倍补贴;三是从获取补贴必须进入的新能源汽车推广目录来看,乘用车三元锂电车型占比持续提升,今年第6批车型份额占比超过70%,已然促进了高能量密度电池的发展。
然而,虽然国内新能源汽车推广应用方面取得了良好成绩,但是面向私人消费者的纯电动乘用车产品仍受制于“里程焦虑”的影响,尚未实现大规模应用。
私人需求端市场的突破与满足要求动力电池的能量密度有进一步提升,就目前情况而言,仅三元锂动力电池和固态锂动力电池可能达成2020年目标。
这将引发国内动力电池技术新格局。
第一类,技术领先型,以CATL为代表。
CATL企业本身已经具备了三元锂电技术沉淀,其产品将采用硅碳材料作为负极,“十三五”期间有望实现350Wh/kg目标;同时CATL在固态锂电池(锂硫电池、聚合物电芯)均取得了突破,如CATL设计制造的容量为325mAh的聚合物电芯高温循环性能表现良好。
技术的领先和提前布局,能够保证企业在新技术的应用推广时占据制高点。
第二类,技术跟随型,以国轩高科、力神等为代表。
国轩高科、力神等企业具备较强的市场基础,都在加速研发具有高电池能量密度的三元锂电技术。
如科技部官网关于国轩高科三元锂电技术的突破情况,称其以“高镍正极+硅基负极”为电池材料,实验室电池能量密度水平达281Wh/kg。
但是这类企业很少或者基本上没有涉及到固态锂电池技术储备,该类企业或将加快同三星日本研究所、Sakti3(美国)、清陶能源等具有全固态锂电池技术的企业合资合作。
第三类,技术转型类,以比亚迪、万向等为拜拜。
比亚迪、万向等企业,其核心产品磷酸铁锂电池能量密度上升空间有限,逐步降低磷酸铁锂电池的影响,加速转型三元锂电池技术路线。
其中,万向旗下A123Systems磷酸铁锂产品能量密度止步于140Wh/kg左右;比亚迪计划在2018年三元锂电池能量密度达到240Wh/kg左右,2020年达到300Wh/kg左右。
该类企业具有较强的技术积累和研发支撑,且有较强的技术嗅觉,或将加强同中科院青岛能源所、国能电池研究院等科研院所的合作,加快全固态动力电池的研发。
总而言之,磷酸铁锂技术路线正在被替代,三元锂电池技术路线已经成为主流,未来全固态锂电池或新锂离子电池技术路线将逐步替代三元锂。
三、发展建议未来,新能源汽车的健康与规模化推广应用很大程度上取决于高安全、高续航里程的动力电池的支撑力度。
当前,新能源汽车动力电池技术进步受国家政策、外部竞争的双重压力驱动,这就要求现有三元锂动力电池技术持续提升,同时也需要新的锂离子电池的技术攻关和突破,以实现颠覆性的革新。