“当前方形、软包、大圆柱三种技术路线下,到2025年左右,动力电池格局将趋于明朗。其中,采用高镍三元正极和石墨+硅负极的大圆柱电池将充分满足700km-1000km续航的市场需求,其核心指标与燃油车无异,将成为首购车、主力车、豪华车的首选电池类型。”
深圳市比克动力电池有限公司国际电芯开发部副部长潘庆瑞博士,在“Li+学社技术大讲堂(第21期)”上作主题为《大圆柱趋势下的产品路线和进程》的报告时预判道。
4月13日,由电池中国网主办、武汉逸飞激光股份有限公司承办的“Li+学社技术大讲堂(第21期)”在深圳举办。此次活动的主题为“关注大圆柱——大圆柱电池材料创新与工艺难点”,主办方邀请了相关院校专家和新能源整车企业、系统集成企业、动力电池制造及设备、材料企业技术带头人,着重探讨大圆柱电池在规模化量产“前夜”所面临的挑战及创新策略。
潘庆瑞从电动车对标燃油车的主要痛点分析指出,目前,电池热失控所带来的安全隐患、车主的里程焦虑、充电不便和动力电池使用寿命较短造成其保值率低等问题仍影响着消费者的决策,而在现有以方形、软包为主的动力电池解决方案进入新瓶颈期,亟待切入新一代技术。
在此背景下,头部车企和电池企业普遍认为,大圆柱电池是补齐新能源汽车短板的利器。
安全优势方面,潘庆瑞表示,“随着动力电池长期使用,电芯间不一致性呈加速恶化趋势,木桶效应逐渐凸显。‘体质’较弱的电芯和工况较恶劣的电芯易被过充、过放,导致电芯热失控。相较方形、软包电芯排布集中,一旦热失控,很容易波及周边电芯,而圆柱电芯的单向泄压设计和模组中相对独立/分散的排布,可以最大限度地减少危险扩散。”
技术迭代方面,潘庆瑞指出大圆柱电池所具备的三大优势:
一是大圆柱电池具备提高充电效率的潜力。10%-80%SOC可实现10-20分钟快充,且系统能量密度有望提升到240Wh/kg-260Wh/kg,有效缓解车主充电等待焦虑;
二是低温不“趴窝”。大圆柱电池可实现在零下30摄氏度仍有90%电池容量可用,解决低温环境续航不足的痛点;
三是日历寿命超长,电池更保值。大圆柱电池总续航里程可超100万公里,8年能量保持率仍超80%,将大幅提高目前电动汽车保值率。
产品战略布局方面,潘庆瑞分享了比克电池的大圆柱电池产品战略。根据当前市场对核心指标比肩燃油车相关性能的大圆柱电池的需求,比克电池将推出代表性首代产品,该款大圆柱电芯能量密度将超过280Wh/kg,支持4C快充,预计将于2024年开始量产。该高性能电池路线未来首先会向着轻量化和化学体系持续优化的方向迭代,目标超过300Wh/kg,同时还将在3年内,推出能量密度超过330Wh/kg的准固态产品。
此外,为了满足经济型市场的需求,比克电池也会结合圆柱电池兼容性好的优势,同步推出相同平台的低成本系列产品。
今年1月,比克电池宣布其全新大圆柱电池生产基地落户常州,规划建设年产能30GWh大圆柱电池产线及国际化研发中心,实现100%的绿色能源使用。
站在产业链角度,潘庆瑞还指出,大圆柱电池的规模化对上游材料和设备供应也带来更多机会,并分析了正极、负极、隔膜、电解液四大主材,以及辅材、结构件的新需求。
市场方面,目前,包括特斯拉、通用等在内的至少4家北美车企,宝马等3家欧洲车企,以及江淮、蔚来等至少6家中国车企,对于大圆柱纯电平台都已有明确意向或已有相关布局,而且部分车企计划在其未来高端产品线将全部采用大圆柱电池。
“处于顶尖水平的企业生产效率已达到300PPM,良率超90%,单线年产能高达10GWh。”比克电池认为,“基于旺盛的市场需求,在产业链企业的共同努力下,未来大圆柱动力电池将是新能源汽车产业链高质量发展的重要一环。”
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