锂电池发展亮点纷呈：硅碳负极、全固态、钛酸锂、软包、超级电容……-北极星储能网

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新能源汽车产业的发展，需要科技创新提供动力。每一种锂电技术流派都有其适用的应用领域，未来将在产业化实践中逐步改进。

根据工信部公布的数据，2016年，我国新能源汽车产量为51.7万辆，仅占汽车行业总产量（2,811.9万辆）的1.84%左右。相对于传统燃油汽车，新能源汽车还处于发展初期，目前仍存在某些问题，比如续航里程短、充电时间长、安全性不够等。在电动汽车的结构中，电池的地位举足轻重。我们判断，未来电池将更加注重高比能、轻量化、快充、安全等性能，业界也在尝试各种材料，针对表15中的不同应用研制合适的电池。

关于未来几年动力锂电池的发展趋势，我们做了一些研究，分享如下，欢迎读者与我们互动探讨。

趋势一：负极将是能量密度提升的关键

2017年4月6日，工信部、发改委、科技部联合印发《汽车产业中长期发展规划》。近年来我国新能源汽车技术水平大幅提升，产业规模快速扩大，产业链日趋完善，有望成为抢占先机、赶超发展的突破口。我们认为，《规划》的出台对于规范引导新能源汽车产业发展具有重要意义。对于动力锂电池，该《规划》提出，到2020年，新能源汽车年产销达到200万辆，动力电池单体比能量达到300瓦时/公斤以上，力争实现350瓦时/公斤，系统比能量力争达到260瓦时/公斤、成本降至1元/瓦时以下。到2025年，新能源汽车占汽车产销20%以上，动力电池系统比能量达到350瓦时/公斤。我们认为，上述目标将促使产业界通过新材料应用、工艺改进等方式提升动力电池性能。

目前锂离子电池负极材料主要包括石墨碳、硅的复合物、锡与碳的复合物、钛氧化物、金属锂等，主要的性能指标比较如表16所示，其中，硅/锡/碳、金属锂的比容量相对于石墨实现了质的提升，将是未来高比能锂电的新选择，而钛氧化物（钛酸锂材料）主要提高循环及快充性能。

国外许多电池公司早就开始尝试新的负极材料，例如松下、ENEVATE、amprius等已开始生产以硅碳复合物为负极的锂离子电池，ionic、OXis、SionPower等开始生产锂硫电池，SolidEnegy等开始探索以锂金属为负极的高镍三元电池，能量密度已经达到400～500Wh/kg，如图15所示。

趋势二：软包电池将是电池轻量化趋势

目前锂离子电池主要方形、圆柱、软包三大类，其中方形和圆柱的外壳主要采用铝合金、不锈钢等硬壳，而软包的外壳则采用铝塑膜，这是他们的本质区别，如表17所示，性能方面软包锂电池的主要优势包括：

（1）安全性能好：软包电池电解液较少漏液，且在发生安全隐患的情况下软包电池会鼓气裂开，而不像硬壳电池那样内压过大会发生爆炸；

（2）重量轻：软包电池重量较同等容量的钢壳方形电池轻40%，较铝壳方形电池轻20%；

（3）电池容量大：软包节约体积20%，较同等规格尺寸的钢壳电池容量高50%，较铝壳电池高20～30%；

（4）循环性能好：软包电池的循环寿命更长，100次循环衰减比铝壳少4%～7%；

（5）内阻小：软包电池的内阻较锂电池小，国内最小可做到35mΩ以下，极大地降低电池的自耗电；

（6）设计灵活：可根据客户需求定制外形，可以做更薄，普通铝壳只能做到4mm，软包可以做到0.5mm。

我们认为，在性能方面软包电池更具综合优势，未来应用前景广阔：

1）软包电池更轻更薄，适合便携式、对空间或厚度要求高的应用领域，例如3C消费类电子产品；

2）虽然方形电池的单体容量高，但又重又大，而软包电池在能量密度方面优势明显，而且目前单体电芯也在往大容量、高倍率方向发展，将更符合新能源汽车等领域对移动电源的要求；

3）虽然圆柱电池的生产工艺成熟、能量密度优势明显，但由于单体电芯的容量很小，故相同容量大小的电池Pack需要更多的电芯，例如特斯拉ModelS的电池Pack容量为85kWh，大约有7000多颗18650型圆柱电芯，这对电池管理系统BMS要求非常高，且电芯一致性较难控制，所以系统能量密度相对单体电芯下降比较明显，而软包电池的单体容

量大，对BMS的要求较低，介于国内甚至全球大多数BMS配套能力有限，大容量的电池Pack不会过多采用圆柱电池，另外，圆柱电池因能量密度太高导致安全性较差，且硬壳导致内压大，常发生爆炸事件，则软包电池则具有明显优势。

全球动力电池厂商中有超过6成采用了方形电池结构，代表车型包括三菱iMiEV，宝马i3，丰田Pruis等；而特斯拉ModelS采用的松下18650型电池则是圆柱动力电池的代表；软包电池的占比高于圆柱，代表车型则是日产Leaf、通用雪佛兰Volt、宝马等，如表18所示，主要供应商有日本AESC、LG化学、A123等。

这些年国内如东风、众泰、北汽新能源、比亚迪等主流电动车企也纷纷开始尝试软包动力电池，主要供应商有ATL、微宏动力、多氟多、中航锂电、卡耐新能源等，近期亿纬锂能、山东恒宇、苏州宇量等也开始大力投建软包动力电池生产线。我们认为，随着电池路线的发展，软包的渗透率将不断提升，未来市场份额有望达到40%～50%。布局软包电池的相关标的包括（但不限于）：多氟多、亿纬锂能等。

原标题：锂电池发展亮点纷呈：硅碳负极、全固态、钛酸锂、软包、超级电容……

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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