從目前現(xiàn)狀來看，動力電池的研發(fā)主體是電池企業(yè)與車企，從“降低成本+提升能量密度+提升循環(huán)壽命與安全性”三個目標出發(fā)，在材料、工藝、電池體系上做出很多突破，主要發(fā)展趨勢表現(xiàn)在正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解液向固態(tài)方向發(fā)展。近年來，鋰電池技術處于快速發(fā)展中，鋰電池研究主要集中在進一步提高使用壽命、提升安全性、降低成本，以及新的正負極材料等方面。- 動力電池技術發(fā)展路線與目標
動力電池技術發(fā)展方向符合《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》相關規(guī)劃。電池 | 2025年 | 2030年 |
單體電池 | 比能量 （Wh/kg） | 400 | 500 |
比功率? （W/kg） | 1300 | 1500 |
循環(huán) （周） | 2000 | 2000 |
成本 （元/Wh） | 0.6 | 0.6 |
電池材料 | 分類 | 新型鋰離子電池 | 革新性鋰離子電池 |
正極 | 高鎳錳基固溶體 | 高容量富鋰正極 |
負極 | 高容量硅/碳負極 | 硅負極 |
電解液 | 耐高壓有機電解液，逐步提高濃度 | 全固態(tài)電解質 |
隔膜 | 耐高溫隔膜 |
正極減鈷到無鈷，負極加硅，電解質減有機溶劑并逐步向全固態(tài)方向發(fā)展：面向2025年發(fā)展目標，采用更高比容量的富鋰材料，高容量的硅碳負極，逐步開始向固態(tài)電解質轉型。到2030年，全固態(tài)電解質預計有望實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。近來，正極材料低鈷/無鈷化技術不斷發(fā)展，繼比亞迪“刀片電池”、寧德時代“CTP電池”之后，蜂巢能源、LG化學、三星SDI等近期都在電池無鈷化方面展開布局。時間 | 企業(yè) | 事件 |
2021年11月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源二代短刀片電池完成開發(fā)，預計2022年量產 |
2021年10月 | LG/三星SDI | LG新能源解決法案和三星SDI將開發(fā)無鈷電動汽車電池 |
2021年9月 | LG化學 | LG化學設定目標2025年之前開發(fā)出無鈷鋰電池正極材料 |
2021年8月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源開發(fā)的全球首款無鈷電池包正式搭載長城歐拉首款SUV車型櫻桃貓，實現(xiàn)量產裝車 |
2021年4月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源無鈷正極材料正式量產下線 |
2021年1月 | 松下 | 松下將開發(fā)無鈷鋰離子電池 |
2.2 聚焦電芯，重點關注正負極材料選擇提升能量密度在動力電池領域，系統(tǒng)的能量密度與電動汽車的續(xù)航里程直接掛鉤，高能量密度幾乎成為市場衡量電池性能的絕對標準。從能量密度視角看，正負極選材是提升電芯能量密度的關鍵與核心。多研發(fā)機構研究新型正負極材料提高能量密度：高性能特種材料制造商Unifrax開發(fā)硅纖維負極技術，可提高鋰離子電池的能量密度；休斯頓大學卡倫工程學院教授Yan Yao、休斯頓大學博士后Jibo Zhang，與萊斯大學的研究人員共同研究證明，通過溶劑輔助過程來改變電極微結構，可以將有機基固態(tài)鋰電池的能量密度提高至以前的兩倍；SES發(fā)布全球單體容量最大鋰金屬電池，其容量高達107 Ah，也是世界上首次公開展示的超過100 Ah的單體鋰金屬電池。2021年以來，長城大禹電池、國軒高科302Wh/kg三元電池等陸續(xù)推出。為提高動力電池安全水平，多家車企和動力電池廠商紛紛推出不起火電池方案，未來動力電池安全問題依然是企業(yè)關注重點。為了提高動力電池的安全水平，多家車企和動力電池廠商推出不起火電池方案，未來動力電池安全問題依然是企業(yè)關注重點。企業(yè)名稱 | 技術方案 | 技術特點 |
嵐圖 | “琥珀”，“云母”電池系統(tǒng)“ | 通過三維隔熱墻技術，PACK五層安全防護，云BMS等方面對電池包進行優(yōu)化 |
極氪汽車 | ”極芯“電池包 | 搭載“NTP無熱蔓延不起火”技術，結合預警模型和熱管理策略，實現(xiàn)高安全性 |
廣汽埃安 | 彈匣電池 | 類似安全艙設計，可阻隔熱失控電芯蔓延 |
寧德時代 | “永不起火”811電池 | 自隔離安全技術，材料創(chuàng)新，電芯結構優(yōu)化，電池熱管理提升，系統(tǒng)熱擴散控制 |
蜂巢能源 | 果凍電池 | 基于無鈷正極材料和電解液材料的凝膠電池，具備高電導，自愈合，阻燃等特點 |
欣旺達 | “只冒煙，不起火”動力電池 | SWD系統(tǒng)五層安全設計，電芯采用鎳5X三元材料體系 |
比亞迪 | 無煙，無明火“刀片電池” | 結構扁平設計，在經歷外界損壞后，觸發(fā)短路導致的發(fā)熱量減少，利于散熱 |
孚能科技 | “永不起火”電池 | 實驗檢測電池在加熱394秒后，觸發(fā)第一個電芯失控，之后24小時內未出現(xiàn)起火并逐漸恢復至安全常溫狀態(tài) |
2.4 新型電解液改善電池循環(huán)壽命，固態(tài)電池技術獲發(fā)展空間動力鋰離子電池的失效直接影響電池的使用壽命與安全性。而失效的誘因通常是一連串的“反常”反應，而且多數難以避免。改善電芯使用壽命的主要方法是對電解液改性。固態(tài)電池技術獲發(fā)展空間，半固態(tài)電池量產在即，全固態(tài)還需5-10年。3. 技術總體趨勢：正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解液向固態(tài)方向發(fā)展從目前現(xiàn)狀來看，動力電池的研發(fā)主體是電池企業(yè)與車企，從“降低成本+提升能量密度+提升循環(huán)壽命與安全性”三個目標出發(fā)，在材料、工藝、電池體系上做出很多突破，主要發(fā)展趨勢表現(xiàn)在正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解液向固態(tài)方向發(fā)展。原文始發(fā)于微信公眾號（鋰電產業(yè)通）：動力電池電芯研發(fā)方向：正極減鈷，負極加硅，電解液向固態(tài)
