动力电池开启新技术竞赛

中国汽车动力电池产业创新联盟的数据显示，2022年，我国动力电池累计装车量达294.6GWh,同比增长90.7%。在装车量高速增长的背景下，动力电池新技术也层出不穷，麒麟电池、龙鳞甲电池、SFC480超级快充电池等相继出现。动力电池技术路线将怎样发展？新技术将带来哪些挑战？

■■ 新技术层出不穷

2022年，宁德时代、蜂巢能源、欣旺达、瑞浦兰钧等主流电池企业均发布了创新技术，新技术各具特点，都使电池性能有了明显提升。

2022年6月，宁德时代发布CTP 3.0麒麟电池。该电池材料体系兼容三元材料和LFP，体积利用率突破72%，系统能量密度分别达到250Wh/kg和160Wh/kg，兼具安全无热扩散技术，支持5分钟快速热启动及10分钟10%-80%的快充，具备4C快充能力，支持整车续航超1000公里。8月，瑞浦兰钧发布“问顶”电池。该电池采用全新的动力电池设计结构、新型一体化焊接技术，使得电芯内部结构实现了一体化的连接，空间利用率有效提升超7%。通过该技术使LFP电芯体积能量密度达到450Wh/L，支持整车续航超700公里，让新一代中镍三元电池支持整车续航超1000公里。12月，蜂巢能源发布龙鳞甲电池。该电池采用“热-电分离”设计和双面冷却设计，换热能力较一般水平提升70%，极大提升了电池包安全性，采用LFP电芯的系统体积成组效率提升至76%，续航超过800公里，采用高锰铁镍电芯超过900公里，采用三元电芯则超过1000公里。

据了解，目前，动力电池技术创新主要集中在材料、结构、封装形式上。根据此前中国科学院院士欧阳明高的预计，未来动力电池很有可能出现更多材料体系方面的创新。

■■ 多路线共同发展

在伊维经济研究院研究部总经理、中国电池产业研究院院长吴辉看来，未来，动力电池的技术路线和形态将呈现百家争鸣的态势，并不会趋向于某一方向。

“目前，各种电池技术的名称多种多样，反映了动力电池技术的不稳定以及市场竞争十分激烈。”新能源与智能网联汽车独立研究者曹广平表示，“电池技术路线是否能够统一，关键还是要看电池正负极和电解质层的材料体系，是材料体系的特性决定了电池的生产工艺和应用特点，然后才决定了包装形式、尺寸规格、系统构成以及装车后的安装集成等，包括后续的售后维护与回收利用。”

曹广平认为，目前正极的铁锂、三元、高镍、无钴，负极的石墨、无定形碳、硅碳等，电解质的液态、半固态、全固态等这些材料体系的发展仍未完全稳定，继而这些材料所决定的能量密度、功率密度、安全性、寿命、成本等多方面的特性也就难以统一，后续电池应用的各种形式要素也就更难统一。

海通国际的研报指出，随着行业成熟度不断提升，动力电池技术革新将成为驱动行业发展的核心因素，主要通过现有材料体系的迭代升级和结构创新推动能量密度提升，实现降本增效。中期，铁锂与三元仍然是材料体系的主流路线，并将在成分方面不断优化改良；长期来看，“低成本+高能量密度”发展趋势较为明确。

与此同时，在2022年碳酸锂等动力电池原材料价格疯涨的情况下，钠离子电池、固态电池、锰基电池等还未实现大规模商业化的新型电池备受关注。不过，曹广平指出：“如钠离子电池，虽然资源相对丰富、理论上成本低、安全性好，但量产替代需要一个长期的过程。在钠离子电池取得进步的过程中，锂离子电池等新技术肯定也会发展，所以多条技术路线仍是竞争关系。”

■■ “车电”融合发展

动力电池是电动汽车最为核心的部件，目前，各类电池技术已能满足主流车型对于续航里程等多方面的要求。那么，未来动力电池新技术和电动汽车二者将会如何相互影响？

在曹广平看来，电池技术是车辆电动化发展的一大瓶颈。“这个瓶颈决定了整车是采用混动还是采用纯电动路线，包括混动里的串混、插混、普混以及纯电动里面的各级别、各续航里程车型的设计路线。反过来，整车的市场需求也决定了对电池能量密度、安全性、价格、寿命等的要求。在技术层面上，会要求目前整车面向电池这个短板进行设计。比如，降低风阻能耗、减重轻量化、电池管理智能化，都要围绕电池设计和评估并做平衡。反过来，整车又为电池提出技术和设计要求。”

曹广平同时表示，未来应该将动力电池研发放在首位，整车和充电设施围绕电池也可以做更多创新。