中国动力电池路线,目前主要是受到C和B两家动力电池企业所主导,而B家最主要的方向是从三元往磷酸铁锂走。而C家的技术路线,也没有公布特别清晰,不过最近在新能源汽车会议上,有朋友拍摄了C家最新的动力电池的技术路线,我想重新整理这些材料作为切入点。

 

第一部分 电池的化学体系

因为是动力电池的龙头,也是当前国内外车企的电动汽车车型主要提供商,所以从技术路线的角度是可以从里面反推出很多有趣的东西。

 

第一类 高性价比电池

磷酸铁锂这个化学体系,最大的优点还是对于金属约束少。所以C家把这类定义为 “经济型”。从时间轴来分,可以分为两个阶段

 

2021-2023年,电芯质量能量密度介于180-200Wh/kg之间(体积能量密度350Wh/L-450Wh/L)。

 

2023-2028年,随着通过材料体系和工艺的优化,正在开发质量能量密度在210-230Wh/kg(体积能量密度450Wh/L-500Wh/L)的磷酸铁锂电芯。

 

因此2023年是一个非常重要的节点,可以理解为铁锂电池能达到450Wh/L这个和之前三元电池520Wh/L相差无几的数据,能替代65kWh以下的需求。从这个逻辑意义上来看,C家的想法,在经济性上不考虑快充的方案下,把A0-B级入门款的车型全部涵盖掉。我的理解是,这里的铁锂和我们之前170Wh/kg的方案有着明显的差异化。

 

图1 C家在新能源会议上展示的动力电池技术路径

 

第二类 中档电池 中镍高电压

这其实是一条演进路线,从之前的NCM523演进到中镍高电压体系 “镍55”的车型,最主要是针对现有的中高端车型演进的道路。

 

2020-2022年,该体系的电芯,质量能量密度在220-240Wh/kg之间(体积能量密度介于520Wh/L-550Wh/L),快充时间为30-40分钟(1.5C-2C)。

 

从2021下半年到2025年,通过技术升级把电芯的质量能量密度升级到240-260Wh/kg(体积能量密度550Wh/L-600Wh/L),快充时间为20-30分钟(2C-3C)。

 

2024年左右开始导入无钴电池,能量密度大于250Wh/kg,体积能量密度大于550Wh/L,这个更像是一种期货,需要长时间的技术投入

 

我的理解,这里现有电芯,就是目前市面上普遍能看到的电芯都是中镍单晶5系,镍55是一种高电压单晶材料,解决了镍5系三元材料能量密度低的痛点,同时也兼顾了安全性和成本低的优点。配合这类电芯,大家可以比较容易做到能通过热失控扩散的电池。说实话,这类的成本控制比较困难,在当前的材料价格下,很容易直接给铁锂直接替换掉。

 

第三类:高性能电芯 高镍路线

由于目前的旗舰车型都是100kWh起,所以技术路线走高镍路线的是成本相对比较高的,所以建立在高镍体系和硅碳负极上面。

 

2021年至2023年,电芯的质量能量密度介于240-300Wh/kg(体积能量密度560Wh/L-650Wh/L),快充时间为18-30分钟(3.3C-2C)。

 

2021年下半年到2024年,宁德时代开始导入硅碳负极,电芯的质量能量密度升级到300-400Wh/kg(体积能量密度630Wh/L-750Wh/L),快充时间为9-15分钟(6.6C-4C)。

 

2025年,导入固态电池,电芯的质量能量密度大于400Wh/kg(体积能量密度大于800Wh/L),在这个技术分支上,一直没看到C家有实质性的产品展示,目前还处在前期开发阶段,需要解决很多基础的问题

 

2030年,这个出来非常预期的技术,包括无稀有金属正极材料、锂空气等材料体系研究,电芯能量密度突破500Wh/kg到600Wh/kg,主要是给出一个方向性探索。每年砸钱来布局专利体系和前沿的

 

第四类:这是我增加的一个块,在动力电池上没看到,就是前面在股东大会上,C家所讲的钠电池,这玩意从短期内来看是抑制前端资源猛涨的一个博弈手段,具体内容等C家发布了再说。

 

第二部分 各种特性的分类

在这里还有三个技术方向,分别是快充、长寿命和解决低温问题

 

1)长寿命

我其实不太懂这个无衰减是不是真的成立,但是根据负责电池数据的小伙伴交流,之前C家5系电芯在上海这样的环境适宜地区,用下来衰减确实挺好的。方壳的优点是电解液可以多放点,和LG的软包相比,容量衰减要好很多。但是这个100万、200公里成立与否,真的是需要长时间的观察,还需要搭配每天足够的里程,较大载荷运行。

 

从私家车=>运营车1&运营车2,再到储能再到备用电池,再到回收,这种非常长时间的路径,对于电池安全考量是否存在一票否决制,真的需要探索者在较长的时间维度去尝试。

 

图2 长寿命电池支撑下的商业模式拓展

 

2)快充

这个2C目前在BBA最新款上基本能看到,5C到什么时候出来没看到。目前来看,快充特性是2022年最主要的差异化。

 

图3 快充电池

 

3)低温特性

在去年冬天大家对低温特性口诛笔伐以后,2021年设计的系统很优先地解决这个问题,目前能看到最主要是自加热技术的普及应用。

 

图4 超低温电池

 

小结:从做技术来看,C家目前包含各种各样的产品,涵盖了经济型、普适型、高端化等多个场景布局,就电动汽车的安全、续航里程、充电和寿命几个要素进行组合,这种密集型的产品阵列留给后来者突破的机会很低。目前二梯队的厂家无非就是能跟就跟,就铁锂低端在A00级别以价格战破局,欧美初创企业和日本的老玩家就靠固态电池来差异化