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日前,国内动力电池行业大新闻频频爆出,先是上汽切入动力电池板块,与国内第二大、全球第三大动力电池企业宁德时代联姻,成立动力电池系统公司;随后有消息称比亚迪将分拆动力电池部门,开放门户或向所有车企供货,有报道称这一举动或将改变全球市场格局。而且,国内电动汽车市场连续两年产销量居世界第一,累计推广超过100万辆,占全球市场保有量50%以上。中国超越美国坐上电动汽车市场的头把交椅,可以说电动汽车行业前景无限、发展迅猛,其关键在于动力电池技术水平的提高。
电动汽车的发展需要更好的电池,动力蓄电池的比能量、寿命、安全性和价格,对纯电驱动汽车的发展至关重要。其中具有比能量高、寿命长等优点的锂离子电池是目前最具实用价值的电动汽车电池,在混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车上均得到广泛应用。目前商用动力电池的技术水平和未来10年预期可达到的目标见图1,而实际产品生产中往往这些指标又是互相矛盾的,电池相关性能需要权衡考虑。电池性能的提高需兼顾电极材料、电解液、隔膜的性能,同时装配技术、电池系统成组、管理技术的跟进也至关重要。本文旨在从电池材料技术、单体电池设计和制造技术、电池系统技术等方面总结目前以锂离子电池为核心的动力电池发展成就,同时展望未来!
图1现有动力电池的技术指标以及未来10年的发展目标
1.锂电材料技术
正负极材料
锂电正负极材料体系非常丰富(图2),目前,钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰锂等正极材料研究已趋于成熟。钴酸锂材料比容量有200-210mA˙h/g,其材料真密度和极片压实密度均是现有正极材料中最高的,商用钴酸锂/石墨体系的充电电压可提升4.40V,已经可满足智能手机和平板电脑对高体积能量密度软包电池的需求[3]。锰酸锂原料成本较低、生产工艺简单、热稳定性高、耐过充性好、放电电压平台高、安全性高。适合作为轻型电动车辆的低成本电池,但存在理论容量比较低,循环过程中可能有锰元素的溶出影响电池在高温环境中的寿命等问题。国内锰酸锂材料主要满足移动电源、电动工具和电动自行车市场的需求,有向低端发展的趋势。NCM三元层状正极材料主要应用于动力型电池,除镍、钴、锰各占1/3的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在动力电池中的应用较为成熟外[4],较高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2也已经进入批量应用,一般与锰酸锂混合应用于电动车辆电池。铝掺杂的锂镍钴氧(NCA)能量密度可接近高电压钴酸锂电池,近几年电动汽车厂商特斯拉将这种电脑电池用于驱动电动汽车,该材料也可以与锰酸锂混合用于制造车用动力电池,国内NCA前驱体已形成稳定产能,少数企业已完成NCA正极材料开发,处于产品推广过程中。磷酸铁锂电池安全性高、寿命长[5],目前纳米化的功率型材料和高密度的磷酸锰铁锂材料发展速度较快,高能量型和高功率型材料的性能趋于稳定,成本进一步降低,逐步满足了国内市场需求和现阶段中国新能源汽车推广的需要,高电压尖晶石镍锰酸锂和高电压高比容量富锂锰基正极材料仍在研发之中。
图2锂离子电池电极材料体系
负极材料
可用于动力电池的负极材料有石墨、硬/软碳以及合金材料,石墨是目前广泛应用负极材料,可逆容量已能达到360mA˙h/g。无定形硬碳或软碳可满足电池在较高倍率和较低温度应用的需求,开始走向应用,但主要是与石墨混合应用。钛酸锂负极材料具有最优的倍率性能和循环性能,适用于大电流快充电池,但生产的电池比能量较低且成本较高。纳米硅在20世纪90年代即被提出可用于高容量负极[8],通过少量纳米硅掺杂来提升碳负极材料容量是目前研发的热点,添加少量纳米硅或硅氧化物的负极材料已开始进入小批量应用阶段,可逆容量达到450mA˙h/g。但因锂嵌入硅后导致其体积膨胀,在实际使用时循环寿命会出现降低的问题有待进一步解决。
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过去“10年来动力电池能量密度提升3倍,成本下降80%以上。”中国科学院院士欧阳明高表示。实际上,对于300Wh/kg能量密度的动力电池,行业目前已经司空见惯。国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》指出,到2025年动力电池单体比能量达到400Wh/kg,2030年能量密度达到500Wh/kg。随
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22日,全球最大的纯电动力集装箱船——“中远海运绿水01轮”首航,并在海事部门的护航下,安全抵达洋山港,今后将每周一次,固定往返于“南京——洋山”航线。“中远海运绿水01”轮总长119.8米,型宽23.6米,相当于10个标准篮球场大小。利用船电分离模式,船舶可以根据航程的需要,灵活配置20英尺标准
北极星储能网获悉,据科恒股份消息,4月19日,深圳市浩能科技有限公司与中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)签订“动力电池宽幅涂布机性能提升”产学研合作协议,双方将围绕动力电池涂布设备进行分析和优化,推动动力电池涂布设备性能、精度、效率的升级,助力行业发展。本次成功
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近年来,储能产业高增长吸引众多玩家布局,与此同时,不少老牌动力电池供应商也开始将目光聚焦于储能领域。截至目前,宁德时代、亿纬锂能、孚能科技等多家动力电池企业均已相继切入储能赛道,谋求“动力+储能”双赛道发展。随着我国新能源发电规模快速增长,新型储能进入大规模发展期。国家能源局的数
北极星储能网讯,4月23日,湖南省人民政府印发《湖南省推动大规模设备更新和消费品以旧换新实施方案》的通知。文件强调:加快发展再制造产业。鼓励对具备条件的废旧生产设备实施再制造,再制造产品设备质量特性和安全环保性能应不低于原型新品。大力推进产业基础较好的工程机械、农用机械、轨道交通、
随着产业发展加速,海外市场如今成为动力电池企业必争之地。中国汽车动力电池产业创新联盟最新数据显示,今年前10个月,我国动力和储能电池合计累计出口达115.7GWh,其中,动力电池累计出口101.2GWh。业内人士表示,在海外市场需求不断释放背景下,国内动力电池企业正加速拓展全球市场。得益于完善的产
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当前,电池产能布局已快于需要,企业应警惕产能过剩风险,避免盲目扩张和无序发展,引领产业进一步健康、高质量发展。作为新能源汽车的核心部件之一,动力电池是汽车行业电动化转型的主要引擎。近年来,随着新能源汽车产业蓬勃发展,我国动力电池产量及装机量均大幅增长。不过,有业内人士提醒,当前,
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随着新能源汽车市场快速扩大,2022年动力电池市场呈井喷式发展。中国汽车动力电池产业创新联盟近日发布的数据显示,2022年国内动力电池装车总量达到294.6吉瓦时,同比增长90.7%。宁德时代、比亚迪和中创新航三家企业稳居装车量前三,并持续扩大领先优势。可以看出,当前动力电池头部企业市场份额较为稳
北极星储能网获悉,12月23日,恩捷股份发布公告称,控股子公司上海恩捷与蜂巢能源签订《货物供应保证框架协议》,上海恩捷2023年度按照协议约定向蜂巢能源供应锂电池隔离膜产品,不含税总金额不超过19亿元。此前,恩捷股份12月1日公告,公司控股子公司上海恩捷与中创新航签订了《2023年保供框架协议》
受下游新能源汽车快速发展拉动,动力电池企业须持续推进扩产以满足下游订单需求,而上市募资则成为电池企业获得资金、进而支持下一阶段的扩产和新品研发的重要方式。近日,上交所官网显示,全球动力电池装车量排名第十的蜂巢能源科创板IPO获受理。除蜂巢能源外,进入第四季度,中创新航、欣旺达已先后
电池产业观察获悉,近日,上市企业陆续发布了三季报。作为国际电池装机排名一线企业,季度报告也是反应其电池地位的标志。宁德时代、LG新能源和三星SDI、SKOn在过去三个季度分别实现了季度最大销售额。尽管原材料价格上涨,但随着全球电动汽车市场的快速增长,电池企业销售额等相关业绩也出现了增长。
北极星储能网获悉,11月9日,孚能科技披露2021年度向特定对象成功发行A股股票。公告显示,本次向特定对象发行股票采取竞价发行方式,定价基准日为发行期首日,即2022年10月26日,最终发行价格为23.7元/股,实际发行数量为1.4亿股,募集资金总额为33.18亿元。据公告显示,最终确定发行对象为广州工控、
近日,宝马集团宣布同远景科技集团旗下电池科技公司远景动力达成长期合作。远景动力同时宣布,将在美国南卡罗莱纳州新建一座零碳电池工厂为宝马提供产品,规划产能30GWh,预计2026年投产。随着国内动力电池市场竞争日趋白热化,通过海外市场来实现业绩持续高增长,正在成为不少国内企业的选择。“中国
二线动力电池企业加速扩产,锂电企业纷纷加速上市进程。近日,国内第三大动力电池生产商中创新航在香港联合交易所主板挂牌交易,成为港股动力电池第一股。作为二线动力电池头部企业,中创新航IPO的基石投资者包括天齐锂业、大族激光、精测电子、盛屯矿业、小鹏汽车等上市公司,覆盖锂电产业链上下游。
10月10日工信部等四部门印发《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》。《纲要》提出,到2025年,国产民用飞机节能、减排、降噪性能进一步提高,航空绿色制造水平全面提升,绿色航空产业发展取得阶段性成果,安全有效的保障体系基本建成。到2035年,建成具有完整性、先进性、安全性的绿色航空制造体
在当前新能源汽车市场,形成了整车企业布局三元锂和磷酸铁锂电池,主要以方形电池为主的产品格局。在成本及质量的需求推动下,磷酸铁锂电池及大圆柱电池在未来几年内有更好的市场空间。其中大圆柱电池在干电极技术的保证下,将46系大圆柱电池的优势进一步放大,一体化压铸技术的普及与46系大圆柱电池的
北极星储能网获悉,众泰汽车发布澄清公告:公司董事、监事、高级管理人员及相关业务部门负责人近期内没有接受过相关媒体的采访。传闻中提及的动力电池、汽车租赁、网约车和汽车售后培训学院等领域均未开始实质性的实施,目前也无明确的计划,具体实施时间尚具有不确定性。公司目前没有从海外公司引进先
北极星储能网获悉,10月20日,重庆市人民政府发布关于印发重庆市建设智能网联新能源汽车零部件供应链体系行动计划(2022—2025年)的通知。规划中提到,要重点突破高能量密度、高安全动力电池技术,持续推进固态电池等新一代产品研发及产业化。加快研发高效、高密度、高集成驱动电机等技术及产品,持续
从车企相继扶持二线电池厂来看,出逃电池巨头的趋势越发明显。今年以来,一线以下的电池厂纷纷拿到车企订单或者定点。比如,欣旺达获得上汽集团ZS12MCEHEV项目定点,捷威动力与奇瑞新能源签下3年合作协议等。还有一家动力电池新势力领湃新能源连获多家车企定点。(本文来源:微信公众号”起点锂电大数
动力电池安全问题已基本得到解决。得益于技术领先动力电池企业、车企的主动作为,从本征安全、主动安全、被动安全综合构建多级安全防护技术,电池系统不热扩散技术从2020年已经逐步得以实现。一个明显的现象是,无热扩散技术已成为当前新能源汽车行业发展的主流。宁德时代首席科学家吴凯公开表示,根据
特斯拉宣布量产第100万颗4680电芯后,大圆柱电池名声大噪,正在成为动力电池赛场的一股重要势力。(本文来源:微信公众号“高工锂电”ID:weixin-gg-lb)“46系列的电池具备突出的安全性和经济性,使用过程不变形,身段苗条、终身可爱,正在成为动力电池的终极技术方向。”亿纬锂能董事长刘金成在电动汽
另外,丰田还被认为是大规模生产固态电池的领跑者。固态电池的能量密度更高,充电速度更快,而且不易起火,被视为未来电动汽车电池技术的发展方向之一。
随着电动汽车需求的增加,小鹏汽车决定继与国内电池企业合作之后,与SKInnovation达成合作,实现其供应来源的多元化。小鹏汽车此前一直使用的是由宁德时代供应的电池。SKInnovation计划从向小鹏汽车供应高镍电池开始,逐步扩大对中国市场的电池供应。
北极星储能网获悉,近日,工信部在回复全国政协委员提出的《关于抓紧制定动力电池强制性国家统一标准,带动新能源汽车产业协同集约化发展的提案》全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,新技术新业态新模式不断涌现,产业生态和竞争格局面临重塑,我国汽车产业迎来难得发展机遇,也面临新的问题挑战。按照党中央、国务院统一部署,加强部门协同、完善政策环境,加快推动我国新能源汽车产业链协同高效发展。
今日,据媒体报道,华为智能汽车部件的动力电池技术方向将选择三元锂电池。
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