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重点排查动力电池 重心转向系统安全

6月8日,工信部发布开展新能源汽车安全隐患排查的通知,要求新能源汽车生产企业及动力电池供应商在今年10月底前完成对生产的新能源汽车的安全隐患排查工作。安全问题一直是新能源汽车备受关注的焦点。进入5月以来,连续发生的数起新能源汽车自燃事件,再一次将市场的目光聚焦到新能源汽车的安全问题上来。事实上,作为新能源汽车安全的核心,动力电池的安全技术持续升级,并且已从单体安全转向系统安全,不断“加粗”新能源汽车的安全底线。重点排查动力电池据了解,这次被业界称为“史上最严”的排查,重点是对已售车辆、库存车辆的防水保护、高压线束、车辆碰撞、车载动力电池、车载充电装置、电池箱、机械部件和易损件开展安全隐患排查工作,并根据车辆实际情况,采取有效技术手段,降低车辆起火风险。从工信部发布的新能源汽车安全排查工作检查参考表来看,此次安全隐患排查主要内容就是动力电池部分,其中包含外观检查、软件诊断、气密性检测、开箱检查及换件等。事实上,进入5月以来,政策层面在新能源汽车安全方面的力度不断加大。5月上旬,工信部组织制定的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》《电动汽车安全要求》《电动客车安全要求》三项强制性国家标准正式发布,并将于2021年1月1日起开始实施。据了解,这三项强制性标准以我国原有推荐性国家标准为基础,与我国牵头制定的联合国电动汽车安全全球技术法规全面接轨,进一步提高和优化了对电动汽车整车和动力电池产品的安全技术要求。5月26日,工信部又专门召开会议加强新能源汽车国家标准的执行,要求所有新能源汽车产品均符合国家标准。这些政策对于新能源汽车车用动力电池的安全问题强调的最为突出。在优化电池单体、模组安全要求的同时,重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求等。试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。电池安全不断升级针对电池安全问题,各新能源汽车厂家和电池生产企业一直在不断地进行探索和尝试,通过不同的技术路线、不同的产品等,不断提高车用动力电池的安全性。目前,在动力电池领域占主流地位的是磷酸铁锂电池和三元电池,其余如钛酸锂、锰酸锂等也有一定应用,而包括固态电池、镁电池、无钴电池、氢燃料电池等一些新体系电池也处于研发或探索阶段。技术路线是市场和用户的共同选择。由于新能源汽车应用领域广、应用场景多,对动力电池的需求也是多元的。铁锂电池是我国的特色,具备高安全、长寿命等特性,主要在电动客车、物流车等商用车领域应用。而三元电池能量密度高,可有效解决私家车用户的里程焦虑,目前已经成为全球新能源乘用车的主流方案。正因为如此,众多整车企业和电池生产企业基本都保持着各种技术路线并行前进的状态。在铁锂电池、三元电池大批量投入市场的同时,其他技术路线的预研和技术储备同时进行。以目前国内车用动力电池市场占有量最高的宁德时代为例,其三元电池和铁锂电池的生产和销售均处在行业前列,并保持着对其他电池技术路线的技术优势。随着研发投入的不断加大,各种电池技术路线也在不断升级,补齐短板。针对铁锂电池能量密度低的弱点,比亚迪推出了刀片电池,通过结构的变化使同体积铁锂电池的能量有了大幅提升。而针对三元电池稳定性低的问题,宁德时代经过多年研发,独创了“控短路”安全技术。在三元电池遭受针刺等外部金属异物猛烈穿刺或冲击而进入电池内部的情况下,也能保证不发生大电流内短路,从而不引发电池热失控。2017年,宁德时代针对某欧洲车企提出的能通过针刺测试的高能量密度三元电池单体技术的要求,在全球率先攻克了高能量密度三元电池针刺问题,并由客户送到德国莱茵TUV检测认证。报告结果显示,在针刺实验中,三元电池实现了不起火、不爆炸,电池温度也只有35.1℃。宁德时代的最新消息显示,其已经研发出一种使用年限长达16年,行驶里程达到200万公里的电池,并且随时可以投入市场,价格只比目前电动车的电池贵10%左右。而目前一般电动汽车中所使用电池行驶里程只有约24万公里,使用年限仅为8年。随着国内企业电池技术的不断提升,更多国际品牌开始选择国产电池。目前,宁德时代已经与特斯拉达成合作,为其上海工厂生产的Model 3汽车提供电池。此外,宁德时代与宝马、奥迪和保时捷也一直进行着合作。重心转向系统安全在动力电池技术不断升级的同时,新能源汽车的安全重心也由电池技术安全逐渐转向系统安全。我国车用动力电池安全标准已经经历了多次的升级和规范:2006年首次发布行业标准时,新能源汽车产业尚处于培育期,因此主要参考的是消费电子锂电池测试要求;2015年再次发布新的行业标准时,已经积累了10年的研发示范经验,在单体、模块测试基础上,增加了电池系统层级安全要求,对引导系统集成开发起到重要作用。近两年,我国新能源汽车产业取得了举世瞩目的成绩,中国也被欧美日等发达国家邀请主导电动汽车安全全球技术法规中的动力电池部分,并形成了强制性安全标准体系。该标准强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求,模拟了外部火烧、机械冲击、湿热循环、振动泡水、过温过充等实际场景。单体针刺测试作为独立项目,在该标准中被正式取消,仅作为单体热失控的触发条件,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。也就是说,针刺是否通过已不重要,关键要看单体热失控后,系统是否可以控制热失控的蔓延,为各类电池的安全应用设定了基本门槛。对此,众多业内专家表示,动力电池安全标准已经从单体安全转向强调电池的整体、系统性安全。电池的安全贯穿在整个使用过程中,是一项系统工程,包括电池的单体设计、系统集成、动态监控和系统防护等,确保产品在生命周期的每一个阶段都是安全的,从实际意义上真正提高电池的安全性能。清华大学教授、清华大学汽车研究所所长陈全世曾经是国家电动汽车标准委员会副主任,参与中国几乎所有电动汽车标准的制定。他表示,穿刺测试一直存在争议,对于是否应该有这个测试标准发生过激烈的争论,在目前的标准中成了一个非必选项。随着“新基建”的加速推进,中国新能源汽车产业正站在一个新的风口之上。而这也必将推进包括动力电池在内的相关产业的飞速发展。安全,特别是电池安全,作为新能源汽车产业首要的问题,也将成为未来推动新能源汽车和电池产业发展的重要动力。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:经济参考报
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“蜂窝”电池重新定义电动车安全

目前,基于圆形21700三元电池,开发应用灌封胶,“蜂窝”电池已突破能量密度达240wh/kg的三元热失安全,并向255Wh/kg能量密度探索。热失控安全是当下高比能电池及长里程电动车产业化必须解决的核心命题,既然单个电芯发热不能完全杜绝,一旦电芯发生热失控,如何解决电池包及整车的安全难题,是摆在车企及电池企业面前的关卡。6月10日,高工锂电、高工产研主办的第十三届高工锂电产业峰会隆重举行,本届峰会由利元亨总冠名,主题为“市场分野与产业裂变”,现场超700位企业高层共同就2020年动力电池产业趋势与变革进行深度探讨。在思客琦冠名的开幕专场,江淮新能源电池系统部技术总监秦李伟发表“蜂窝电池——重新定义电动车安全”主题演讲。蜂窝电池的结构原理,是采用蜂巢结构的仿生设计,通过电池包内所有电芯360°包覆轻量化自流平导热胶,实现单元化管理。秦李伟表示,十年时间,江淮汽车选择了圆形电池技术路线,蜂窝电池技术历经机理探索、迭代开发、技术固化三个阶段。目前,基于圆形21700三元电池,开发应用灌封胶,“蜂窝”电池已突破能量密度达240wh/kg的三元热失安全,并向255Wh/kg能量密度探索。同时,基于圆柱电池,江淮也建立了五层级电池热失控安全开发流程,从电芯、模组、简易电池包、电池包、整车层面,确保热失控安全开发全面性。“近万次的电芯爆炸试验,验证蜂窝电池安全技术可以实现一颗电芯爆炸,电池包不起火、不爆炸。”秦李伟强调,实车也实证了“蜂窝”电池热失控安全技术的有效保障。截止2020年4月,6000万只圆形电芯四年使用,累计监控识别6例电芯爆炸故障车辆,及时处理杜 绝失效电芯继续使用带来的安全问题,实车实证了“蜂窝”电池热失控安全技术可有效解决电池热 失控安全难题,重新定义电动车安全。基于圆形电池,建立五层级电池热失控安全开发流程,确保热失控安全开发全面性。第一层级:电芯,江淮联合供应商设计电芯壳体材质、厚度、正负极防爆压力、壳体生产的拉伸工艺控 制等技术方案,实现电芯定向爆破,杜绝侧面爆破和壳体局部熔洞。第二层级:模组,通过模组电隔离与热隔绝方案实现单个电芯爆喷后能量释放受控;第三层级:简易电池包,通过模组防护、电 池包排气路径设计,实现相邻模组间安全隔离;第四层级:电池包,通过车身一体化高强度电池壳体及底部防护设计,确保整车极端工况下,电池包结构安全可靠;第五层级:整车,通过整车一体化热管理系统设计、整车控制系统设计,实时监测电池包安全状态,电芯爆喷后可立即开启冷却系统,降低电池包温度。同时向远程监控系统上报电池故障,不引发整车失火,确保车辆和人员的绝对安全。秦李伟认为,圆柱电芯+蜂窝电池技术方案,可实现高比能三元电池电动车高安全、高续航。近期,三项电动汽车强制性国家标准正式发布,特别是《电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准增加了电池系统热扩散的相关要求。江淮也在新国标发布的两周内完成2020年最新推出的iEVA50、iC5及iEV6E三款电动车的电池包热失控安全验证,均实现点爆一颗电芯,电池模组不发生热扩散,电池包不失控。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:高工锂电
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“超级”电池官宣看广告也要看疗效

对于上市公司新贵,投资者应当抱以更加理性的策略,尤其要重点关注令人眼花缭乱的“故事”之外,到底有多少实际落地的技术创新和商业化成果。宁德时代放出消息,称将发布总续航(总里程)可达200万公里、寿命达16年的电池,受此利好消息影响,6月10日宁德时代高开3.86%。而在回应媒体采访时宁德时代称:目前是“只要下订单,就可以生产”。成立于2011年的宁德时代发展速度堪称惊人,创立仅7年后,宁德时代在创业板上市。而其被称为国内最大的动力电池研发和生产企业之一,也受到了市场的追捧,股价一度越过3500亿大关。宁德时代此次所宣称的超级电池可持续运行16年,并且可使电动汽车持续行驶约合200万公里。但对于电动汽车而言,目前最需要的电池性能是一次性充电后可以用多长时间、跑多少公里,而累计运行时间究竟能否达到预期效果,也需要实际应用。显然,宁德时代是一家擅长“讲故事”的企业。之前,宁德时代有关从宝马获得81亿美元电池巨额订单的消息传得沸沸扬扬,但细查相关合作内容,合作时间为2020年至2031年,这一长达12年的合同究竟是意向合同还是成文合同,合同中是否有各种履约限制条款,外界无法获得更多关键信息,也就很难判定其合作含金量。此外,宁德时代还曾宣称将与特斯拉展开系列深度合作,在5月的业绩说明会上,宁德时代董事长曾毓群表示,宁德时代对特斯拉供货时间大概是今年下半年,并且供货不限于磷酸铁锂或者三元电池,具体供货产品取决于市场需求。有意思的是,特斯拉日前表示,将自主研发电池,具体细节将在今年的电池会议上公布。而曾毓群对此回应称,“他们的技术路线对我们不会有冲击”,却始终没有详细说明,宁德时代究竟和特斯拉在哪些电池产品上达成实质合作协议,协议供货量是多少。自上市以来,宁德时代发布多个重磅利好消息,但作为一家备受瞩目的新能源企业,宁德时代的收入、利润等各项指标并不尽如人意。宁德时代2020年第一季度财报显示,公司实现营业收入90.31亿元,同比下降9.53%;实现净利润7.42亿元,同比下降29.14%。其实,不仅是今年一季度财报“不好看”,宁德时代2019年半年报中的营收同比增速116.5%,2019年三季报营收同比增速下降为71.7%。2019年Q4,宁德时代扣除非经常性损益后的净利润下滑33.9%,这也是继2019年第三季度以来,公司单季度利润再次下滑。而仅仅因为与特斯拉的一纸合作意向,宁德时代股价就在63个交易日内涨幅达到147.3%。从市场情绪来看,不少投资者还是对其频繁和重量级企业达成合作所带来的成长性保持乐观。但2019年年报显示,宁德时代存货由2018年同期的70.76亿元攀升至114.81亿元,说明其库存量较大,不仅会带来较大的资金压力,同时也会让投资者对其产品市场竞争力存有疑虑。尽管投资界和业界褒贬不一,但宁德时代上市当年和2019年股价涨幅分别为193.56%和44.45%,今年单是前两个月涨幅就已高达27.51%,从IPO时不到600亿总市值快速膨胀到目前的3400亿。这当然受益于宁德时代所身处的新能源行业,目前获得国内政策红利、市场空间以及高新技术标签等加持。然而,对于上市公司新贵,投资者应当抱以更加理性的策略,尤其要重点关注宁德时代令人眼花缭乱的“故事”之外,到底有多少实际落地的技术创新和商业化成果,这也应当成为市场对各类高新技术概念股的应有投资标准。毕舸(财经评论人)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:新京报
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宁德时代超级电池来了!总里程可达200万公里

6月9日,证券时报·e公司记者从宁德时代获悉,公司将发布循环充电总续航(总里程)可达200万公里、寿命达16年的电池,目前已经可以接受订单并进行生产。目前,市面上大部分电动车,其官方保证的电池可使用总里程数是25万公里、寿命为8年。有传言称宁德时代该款电池将独供特斯拉,对此,宁德时代回复证券时报·e公司记者称,目前是“只要下订单,就可以生产”。换言之,该电池供货不限于特斯拉。宁德时代董事长曾毓群在接受外媒采访时表示:“宁德时代和特斯拉的关系在加强,现在已经在谈‘无钴’电池的合作了。”“祖传电池”理论上可行6月9日,证券时报·e公司记者从宁德时代获悉,该公司将发布循环充电总续航(总里程)可达200万公里、寿命达16年的电池,目前已经可以接受订单并进行生产。据彭博社统计,目前市面上大部分电动车,其电池的官方保证总里程数约为25万公里、寿命为8年。对于电动车头部企业来说,电池总里程高于该水平。证券时报·e公司记者从特斯拉方面获悉,目前已经出厂的model 3,电池最低使用寿命为1500次充电循环,可以保证行驶48万~80万公里。证券时报·e公司记者从比亚迪获得的资料显示,其最新研发的刀片电池的理论数据是充放电3000次以上,行驶120万公里。根据我国《机动车强制报废标准规定》,对达到一定行驶里程的机动车引导报废,其中小、微型非营运载客汽车和大型非营运轿车报废里程为60万公里。那么,宁德时代这款新研发的总里程为200万公里的电池,是否可以在原车报废后安装在新的一辆车上呢?截至记者发稿,宁德时代并未针对该问题进行回复。不过,多位锂电池专家告诉证券时报·e公司记者,对于长寿命电池,在理论上,是可以在原车报废时,把电池组用在另一辆车上,延续剩余的寿命,这将大幅降低使用电动车的成本。但是,按照平均量来估算,60万公里对于一般家用车来说是可以使用超过15年。这也达到了宁德时代新电池的16年标准,这时就不适合把旧电池换在新车上了。与特斯拉合作正在加强在此之前,特斯拉也曾表示正在研发总续航达百万公里的电池。有传言称,宁德时代目前这款百万公里总续航电池将独供特斯拉,不过,宁德时代回复证券时报·e公司记者称,目前是“只要下订单,就可以生产”。换言之,该电池供货不限于特斯拉。宁德时代董事长曾毓群6月8日在接受彭博社采访时表示:“马斯克(特斯拉CEO)是一个非常有趣的人,我们关系很好,经常在技术和运营方面进行交流。宁德时代和特斯拉的关系在加强,现在已经在谈‘无钴’电池的合作了。”早在今年2月份,宁德时代就对外宣布已与特斯拉签订了量产供货定价协议,特斯拉将向宁德时代采购锂离子动力电池。在5月的业绩说明会上,曾毓群表示,宁德时代对特斯拉供货时间大概是今年下半年,并且供货不限于磷酸铁锂或者三元电池,具体供货产品取决于市场需求。值得一提的是,宁德时代副总经理、董事会秘书蒋理,在业绩说明会上也表示公司与特斯拉的合作不局限于国内,这意味着特斯拉正在柏林兴建的新工厂也有望用上宁德时代的动力电池。去年宁德时代的首个海外工厂在德国动工,预计2022年可实现14GWh的电池年产能,而特斯拉也在去年确定欧洲工厂落户德国,2021年将建成投产,双方有望在中国、德国展开合作。今年年初,特斯拉独家回应证券时报·e公司记者时表示,特斯拉将自主研发电池,具体细节将在今年的电池会议上公布。目前,特斯拉已开启“Roadrunner”动力电池自产计划,生产线位于美国弗里蒙特的工厂。同时,特斯拉提交了新专利,采用一种新的电池锂化工艺制造电池电级,该电极能够大幅提升电池的性能。特斯拉的自主研发是否会对宁德时代带来冲击,曾毓群表示:“马斯克告诉我,特斯拉希望自己做电池。据我了解,他们的技术路线对我们不会有冲击,双方在共同探讨如何把电池做得更好。”

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:证券时报
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抢先布局固态电池 合众与清陶强强联合打造高品质安全出行

6月7日,合众(浙江合众新能源汽车有限公司)在布局固态电池领域再次迈出重要一步,与清陶(昆山)能源发展有限公司(以下简称“清陶”)达成全面深度合作,共同推进固态电池的研发与应用,加快打造高品质的安全出行。宜春市委常委聂智胜、副市长徐绍荣、市委办公室副主任钟坚、市长督查室主任张怀宇,宜春经济技术开发区党工委副书记彭宜萍、党工委副书记杨荣茂,浙江合众新能源汽车有限公司创始人兼董事长方运舟、合众公司首席研发官王可峰、首席制造官林伟义、首席投资官陈耀光、合众营销公司副总裁刘世伟、合众公司工程研究院总工程师邓晓光,清陶董事长冯玉川、总经理李峥及清陶市场、生产、研发部门等相关领导出席签约现场。仪式由宜春经济技术开发区党工委书记黄建军主持。【签约仪式现场】根据战略合作,双方将以推动固态动力电池装车应用作为核心原则,旨在充分发挥固态动力电池技术潜力,加快固态动力电池整车验证与测试,共同推动和引领行业的发展。清陶将作为合众唯一的固态动力电池合作伙伴,为合众提供高安全固态动力电池解决方案,助力合众旗下产品品牌哪吒汽车为广大用户带来更为安心无忧、畅快便捷的智能出行体验。未来,双方还将共同携手,充分利用各自在新能源研发、制造、服务与应用方面的领先优势,为用户营造安全舒适的驾乘体验,推动新能源汽车产业的持续健康发展。众所周知,电池是新能源汽车的核心部件,其价值占到整车的一半以上,并在整车续航、充电、动力、安全等方面起到决定性的作用。固态电池作为未来电池技术的发展方向之一,具备高能量密度、高安全、体积小、重量轻、制造成本低等诸多优势,同时也将在技术体系、材料体系和工艺上带来新变化。与传统锂电池相比,固态电池采用固态电解质替代传统的易燃电解液,同时可采用金属锂负极和高电压正极等新型材料,拥有极高的发展潜力,被认为是最有可能成为下一代动力电池的技术路线。以南策文院士为核心的清陶团队,是业内公认的国内一流、国际领先的固态电池技术研发团队,近二十年来始终如一的坚持从事固态电池基础技术研发,逐一解决技术瓶颈;并以前瞻的视野,着眼于产业化应用提出清晰的产品路径,有效平衡成本、安全和性能,率先达到了产业化应用的临界点,取得了长期可持续发展的基础。王可峰表示,合众和清陶强强联合,将共同推动固态电池新能源汽车的量产,合众旗下第二款量产车哪吒U也将由此成为全球首款搭载固态电池的量产车。目前,双方已经进行了近两年的联合研发和测试,计划10月份申报工信部公告,年底前量产500台。此次与清陶科技深度合作,标志着合众在固态电池领域迈出了重要一步,将为旗下哪吒汽车在未来的竞争中,先行取得重要的技术领先优势。作为新创车企中唯一一家拥有“双资质”、“双工厂”的车企,合众在整车技术规划上远不止于此,在电池管理系统、智能科技、自动驾驶等领域也取得了领先的突破。今年3月,搭载合众多项前瞻技术的哪吒U正式上市。新车NEDC综合工况续航里程大于500公里,最高续航可达660公里。装备了全球首搭量产的“透明”A柱、小You智能机器人、IME互动呼吸灯、车内生命体征监测系统等400余项黑科技,同时配备L2+级自动驾驶辅助系统以及全车AI语音控制,并在三电系统方面实现了自主研发恒温电池管理系统等多项核心技术突破。尤其是L2+级自动驾驶辅助系统,搭载了MobileyeEyeQ4顶级视觉芯片以及20余项自动驾驶辅助配置,涵盖APA全自动泊车、IACC智能自适应巡航、AEB主动式紧急制动、FCW前防撞预警、LKA车道保持、BSD盲区检测、TJA交通拥堵辅助等,其中APA全自动泊车可以实现5.3米极限小车位泊车,AEB主动式紧急制动可实现40km/h紧急刹停,以远超同级的出众性能,全方位帮助用户应对各种突发复杂应用场景,以极具温度的智能科技让驾驶更安全。如今,合众正持续加大在整车技术、三电系统以及智能科技领域的研发投入,推进中长期技术迭代升级。此次合众与清陶强强联手,将共同加快固态电池的研发与应用,以前瞻布局为用户带来更高品质的出行方案,让高品质的智能电动汽车触手可及。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:电车之家
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动力电池行业活跃的背后隐藏着什么?

由于新冠肺炎疫情的影响,汽车市场难免平淡和寂寥。但最近一段时间以来,发展相对稳定的动力电池行业却异常活跃。围绕新技术,动力电池企业高调发布、互相较劲,甚至争锋互“怼”。与此同时,我国动力电池行业格局,也因市场的种种变化而产生变数。此外,作为新能源汽车行业的一面“旗帜”,特斯拉也在动力电池领域平静的湖面上不时地投入石子。这种种不平静背后,透露出哪些不同寻常的信息?动力电池创新产品接连面世动力电池行业平静的水面下暗潮汹涌。近日,宁德时代与比亚迪两大动力电池巨头因为针刺试验引发的微博互怼引起圈内热议。抛开孰是孰非,两者相争背后折射出产业发展中动力电池的路线之争。今年以来,刀片电池、无钴电池等新品发布会接二连三,动力电池江湖大戏不断。3月底,比亚迪发布了回归磷酸铁锂产品的诚意之作——刀片电池,其动力电池单体形状扁平狭长似刀片,采用此种电芯结构,具有散热好、体积能量比高、机械强度高等优势。为验证这款新产品的安全性,比亚迪进行了号称动力电池安全性测试“珠穆朗玛峰”的针刺试验。在其发布的视频中,在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃并开始剧烈燃烧,置于其上的鸡蛋被炸飞;传统磷酸铁锂块状电池无明火、有烟,表面温度达到200~400℃,致使鸡蛋被烤焦;比亚迪刀片电池则无明火、无烟,电池表面温度仅有30~60℃左右,置于其上的鸡蛋无明显变化。比亚迪用极具视觉对比效果的“鸡蛋试验”来展示其刀片电池的安全性。比亚迪董事长兼总裁王传福强调,以往对动力电池能量密度不切实际的追求,彻底带偏了行业发展路线,而刀片电池的发布就是要“纠偏”。除安全性能以外,比亚迪宣称,刀片电池续驶里程达到了高能量三元锂电池的同等水平。这主要是通过结构创新来实现的,在成组时可以跳过模组,大幅提高体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。据介绍,相较传统的有模组电池包,比亚迪刀片电池的体积利用率提升了50%以上。5月以来,动力电池行业的后起之秀——脱胎于长城汽车的蜂巢能源发布了两款基于无钴材料的薄片式电芯产品——NMX无钴电池,由此成为全球首家成功研发出无钴动力电池的企业。这款无钴电池的核心特点是在正极材料中彻底去掉了稀有金属钴,使得原来的三元镍钴锰酸锂,变成了二元的镍锰酸锂。据介绍,蜂巢能源无钴电池可以反复充放电2500~3000次,这意味着车辆全生命周期的使用总里程能够达到120万公里,NEDC续驶里程达到880公里。资料显示,蜂巢能源此次发布的115Ah和L6薄片无钴长电芯各具特色:115Ah产品能量密度达到245Wh/kg,匹配590标准模组,能够搭载到目前大部分新的纯电动汽车平台上,其电池包在整车端提供15年/120万公里的质保;L6薄片无钴长电芯容量为226Ah,目前正在与长城汽车的一款高端车型做适配开发。根据规划,115Ah产品将在2021年6月推向市场;L6产品在2021年下半年推向市场。蜂巢能源动力电池国内规划产能18GWh,欧洲电池工厂计划投资20亿欧元,产能将达24GWh,一期项目今年启动,2022年底投产;二期项目2025年投产。蜂巢能源除了供货长城汽车之外,正加速与国内外多家车企推进合作。对于此次发布的无钴电池,蜂巢能源方面表示,已与两家欧洲车企进行合作。另据宁德时代方面透露,该公司去年9月推出的CTP技术动力电池已经量产,后续将继续推广。寻找性价比新平衡是动因在乘用车动力电池领域,三元锂电池和磷酸铁锂电池一直是重要的两大技术路线。此前受新能源汽车补贴政策对能量密度要求的影响,三元锂电池更受市场欢迎,其代表性生产企业宁德时代因此一举坐上年度装机量冠军宝座。相比之下,磷酸铁锂电池虽然成本较低,但能量密度较低,现阶段已接近理论指标极限。不过,这并未妨碍相关企业寻求磷酸铁锂电池的技术突破。目前,我国新能源汽车行业正处于由政策推动向市场推动的转变阶段。在守住安全红线的基础上,动力电池的能量密度与成本成为整车企业选择配套产品时最重要的考量指标。基于这些背景,比亚迪推出刀片电池也就更合乎逻辑了。比亚迪副总裁、弗迪电池董事长何龙指出,既是能量体也是结构件的刀片电池包,与需要模组和梁的传统电池包相比,可使车辆续驶里程从400公里提升至600公里。新能源汽车产业独立研究员曹广平对记者表示,磷酸铁锂电池重新升温,主要原因在于补贴逐步退坡到一定程度后,其性价比优势能够支持降本。对比三元锂电池来看,磷酸铁锂的降本幅度超过20%,车企自然会根据产品性价比作出自己的选择。数据显示,今年前两个月,我国磷酸铁锂电池的产量占比反超三元锂电池。可以看出,具有高安全性、高能量密度和低成本的产品卖点对整车企业的吸引力十足。何龙透露,几乎所有整车企业都在与比亚迪探讨基于刀片电池技术的合作方案。目前,刀片电池将率先搭载在比亚迪“汉”上。蜂巢能源总裁杨红新也对比亚迪的刀片电池给予了肯定。在他看来,刀片电池展示了电池技术创新的多元化方向,为业界开展技术创新提供了参考。同时,在动力电池创新中,材料创新也非常重要,因此从NCM111发展到NCM811,产品在持续减少钴含量降低成本的同时,也在不断提升能量密度。杨红新表示,在乘用车市场,磷酸铁锂电池将占据续驶里程500~600公里车型细分市场,而无钴电池则在续驶里程600~ 800公里车型细分市场中更具竞争力。高镍低钴的NCM811产品成为三元锂电池的发展趋势,国际上主流动力电池企业如宁德时代、LG化学、松下等都在将低钴和“无钴化”作为下一代动力电池技术的研发重点。近日,通用汽车在EV Day上宣布与LG化学合作,计划2021年量产镍钴锰铝(NCMA)四元锂电池,其成本可实现超过30%的降幅。该技术路线是在镍钴锰三元电池的材料中掺入部分铝元素,和目前的NCM523、NCM811及NCA相比,NCMA四元材料的钴含量进一步降低。伊维经济研究院研究总监吴辉认为,无论采取何种技术路线,行业对高能量密度、低成本、高安全性和长循环寿命的追求目标不会变,并将在发展过程中寻求这些指标的平衡。磷酸铁锂电池在降成本和提高安全性方面有优势,无钴或少钴电池在降成本和提升能量密度方面有优势。“行业对于降低产品成本有诉求,加上诸如刀片电池和CTP等新的结构设计方式的改善,磷酸铁锂和无钴电池技术路线有所回潮。”他说。“我认为,磷酸铁锂电池回潮是暂时的,是行业发展的阶段性产物,毕竟它有能量密度的‘天花板’和成本上的‘地板价’,少钴和无钴电池仍是有力的竞争者就是明证。三元锂电池具有更高的能量密度,前几年受相关政策中“电池高能密,整车低能耗”的鼓励,一直占有绝对优势。如今,行业逐步转向市场驱动,车企不得不寻找降本途径。钴是三元锂电池中成本占比较高的材料,全世界开采量受限,其长期在动力电池上使用恐怕不可持续,所以低钴应该是动力电池产业长期的发展方向。”曹广平说。在动力电池技术发展的过程中,一些更为新兴的技术路线也展露头角。5月13日,广汽集团旗下广汽新能源对外宣布,今年底,石墨烯电池量产研发工作将从实验室走向实车,广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。市场重排座次新变数仍在今年以来,全球动力电池市场格局变化明显。韩国市场调研机构SNE Research发布的调查显示,2020年一季度,LG化学成为全球市场占有率第一的动力电池企业,松下和宁德时代分别以25.7%和17.4%的份额位列第二和第三,比亚迪以4.9%的市场占有率位列第六。与去年一季度相比,中国前两大动力电池企业的全球市占率都有所下降,日韩动力电池企业发展迅猛。“今年一季度,由于国内疫情和春节的影响,市场本身萎缩,从而导致宁德时代的出货量减少。但同期,海外疫情尚未大规模暴发,导致了LG化学等海外企业出货量大增。”吴辉对记者表示,现阶段国内产业发展恢复良好,在这种情况下,国内动力电池企业的市占率二季度有望回升。据了解,欧洲等市场近一段时间以来不断加大新能源汽车的推广力度。数据显示,2019年,整个欧洲在电动汽车领域的投资达到了600亿欧元(折合人民币约5000亿元),同比整整高出了近20倍。这种高歌猛进的势头似曾相识,也推动今年一季度欧洲电动汽车销量反超中国。根据欧洲汽车制造协会(ACEA)的统计,2020年一季度,整个欧洲地区的电动汽车总销量达到22.8万辆;中国汽车工业协会(以下简称“中汽协”)发布的数据则显示,同期中国新能源汽车的销量为11.4万辆,仅为欧洲市场的50%。在曹广平看来,宁德时代今年一季度全球市场占有率跌落第三位,表面上是受疫情及国内市场补贴退坡的影响,但更应该重点关注日韩电池企业更多地是依靠国际市场、国内动力电池企业更多依赖本土市场的因素。“补贴逐步退坡,让新能源整车企业的竞争格局发生了变化。随着行业发展转向市场驱动,外资和合资企业的市场份额将逐步提升,这在一定程度上说明,自主新能源整车的实际竞争力在补贴期间并没有明显的提升。一旦外资和合资品牌新能源汽车份额提升,必然会导致外资动力电池企业的机会增加,其供应电池的份额也将增加。”吴辉表示,国内动力电池的龙头企业未来还是要抓住优质客户,包括优秀的自主品牌车企、合资和外资车企以及海外市场,才能保证出货量的增长,毕竟未来中国新能源汽车的竞争格局大概率还会与传统燃油车一样,由外资和合资车企占据相当一部分市场份额。好消息是随着疫情得到控制,国内新能源汽车产业恢复速度加快。中汽协数据显示,今年4月,我国新能源汽车产销分别完成8.0万辆和7.2万辆,环比增长31.6%和9.7%,同比下降22.1%和26.5%,同比降幅较上个月分别收窄34.8个百分点和26.7个百分点。为进一步促进新能源汽车产业的稳步回升,工信部、科技部等四部委4月23日发布完善新能源汽车财政补贴政策的通知,明确将新能源汽车推广应用财政补贴政策实施期限延长至2022年底。在补贴条件上,2020年将保持动力电池系统能量密度等技术指标不做调整,适度提高新能源汽车整车能耗、纯电动乘用车纯电续驶里程门槛;未来,将加大新能源汽车政府采购力度,进一步推动落实新能源汽车免限购、免限行、路权等支持政策。同期,工信部发布了《2020年新能源汽车标准化工作要点》指出,为保障新能源汽车健康发展,对动力电池领域开展满足不同需求的动力电池安全试验方法标准的预研,加快动力电池电性能和循环寿命相关标准的立项。行业人士普遍表示,新能源汽车补贴政策延长和补贴标准进一步精准化,将有效推动汽车企业进一步提升产品和技术水平,同时刺激新能源汽车消费,提振消费者信心,推进汽车市场加速回暖。特斯拉“电池日”效应留下悬念作为新能源汽车行业的领头羊,特斯拉的每次动作都能带来波澜:一句无钴化引得钴业股接连下跌,磷酸铁锂概念股接连上涨;随后一句“无钴不代表一定是磷酸铁锂”又让业内陷入对超级电容的猜想。这主要因为特斯拉在去年收购了超级电容和电池制造公司Maxwell。公开资料显示,Maxwell主要专注于研发干电池电极和储能系统。目前,Maxwell是全球第一的超级电容器制造商,在电池业务方面拥有著名的干电极技术专利+超级电容。Maxwell方面表示,其干电极技术能将电芯的能量密度提升至300Wh/kg以上,未来有可能进一步增加至500Wh/kg。不过受疫情等因素影响,特斯拉原定于4月举办的超级电池日一再推迟。近日,特斯拉首席执行官马斯克表示,从4月推迟到5月举行的电池日将再次推迟,原因是“出席人数太少”。此前,有消息人士透露,特斯拉将在电池日上主推Maxwell的干电极技术,在降低电池成本的同时提高能量密度和续驶里程。此前,兴业证券也作出预测,特斯拉电池日的主推技术大概率为Maxwell生产的采用新型高镍正极+预锂化负极+干电池技术+超级电容的新型锂离子电池以及采用CTP技术的超级磷酸铁锂电池两款产品。兴业证券的研究报告指出,超级电容器能量密度提升非常有限且成本较高,未来无法取代锂电池地位,即使超级电容器+锂电池技术有所突破,也不会改变正极材料体系,对钴锂并无影响。吴辉也表达了类似看法。在他看来:“超级电容并非新兴产物,能量密度低是致命缺点,只能作为动力电池的补充和配合,不会给动力电池行业带来实质的影响。”与传统锂电池相比,干电池的电极技术制备工艺不同,可以达到降低成本,提升电池容量的效果。但目前干电池产业化仍存在较大壁垒,其生产存在制作的极片易脱粉和倍率性能差等问题。“从目前信息来看,干电极、预补锂、单晶化工艺以及长寿命、低成本的动力电池技术,为特斯拉品牌做了很好的支撑。如果这些技术以及特斯拉还没有公布的更多技术秘密足以使特斯拉掀起全球电动汽车的新一波热潮,其对行业产生的影响将极其深远。”曹广平这样说。实际上,特斯拉在行业的作用更多的是“风向标”与“强心针”作用。毕竟在传统动力仍占据主导地位的当下,良好的新能源汽车产业预期显得格外重要。中国动力电池供应链和特斯拉的关系仍将以优势互补为主,符合市场需求、技术实力强大、管理水平先进的供应商,有望抓住产业发展红利。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:中国汽车报