动力电池技术多元化“百舸争流”

当前，动力电池技术多元化和技术创新主要体现在三个层面：一是材料体系持续优化改进；二是电芯产品迭代升级；三是系统结构设计创新层出不穷。

产业界的一致共识是，从技术的角度看，新能源汽车市场极强的复杂性与多样性，造就了当前动力电池多技术路线并行的技术局面。

“应用的多元化，一定会带来技术路线的多元化。”中创新航董事长刘静瑜在第十五届高工锂电产业峰会上表示，中创新航正在通过材料体系优化、引入极限制造理念、优化系统设计结构等方式，提升其在动力电池技术创新方面的竞争优势。

亿纬动力电池研究院院长何巍博士指出，当前动力电池行业处于技术多样性、材料创新及结构创新并存的发展阶段。尤其是CTP、CTC、JTM等各类结构创新技术层出不穷，已经逐步成为当前动力电池市场应用的主要创新区域。

动力电池技术多元化也在驱动锂电材料体系多元化和装备工艺技术复杂化，要求材料企业和设备企业进行产品迭代和技术革新。

容百科技总裁助理、正极材料事业部总经理佘圣贤的判断是，从趋势来看，正极材料向高安全性、低成本进发。未来两大正极材料市场将迎来最快速爆发：一是LFP材料，主要迎合中低端市场需求；二是高镍三元材料，主要针对中高端市场。

整体来看，更高的能量密度、更长的循环寿命以及更高安全性是动力电池技术发展的主要方向。

当前，动力电池技术多元化和技术创新主要体现在三个层面：一是材料体系持续优化改进；二是电芯产品迭代升级；三是系统结构设计创新层出不穷。

在材料体系优化层面，正极材料是影响电池技术路线和性能提升的关键。目前LFP材料和三元材料两大主流正极体系已经在新能源汽车领域大规模应用。

为进一步提升LFP电池能量密度和改善其低温性能，包括常州锂源、德方纳米、升华科技、湖南裕能、鹏欣资源等正极材料企业正在积极改进LFP材料性能，布局LMFP材料。

而三元材料正在从此前的中镍向中镍单晶高电压三元、高镍和超高镍三元、四元材料和无钴材料方向升级演进。

包括容百科技、巴斯夫杉杉、长远锂科、振华科技等三元材料企业都在积极研发超高镍正极和下一代正极材料。

容百科技总裁助理、正极材料事业部总经理佘圣贤表示，公司第二代Ni90体系正在开发中，已进入批量量产阶段，第三代Ni96体系目前正在配合客户开发，预计今年实现小规模量产。

以宁德时代、中创新航、蜂巢能源、国轩高科为代表的动力电池企业普遍从改进材料体系和优化系统结构两条路径同时进行，提升电芯比能量、循环寿命和安全性，加上PACK结构设计优化，实现动力电池技术多元化布局和技术创新。

在电芯产品开发层面，方形、圆柱和软包三种电芯都已经大规模应用，而不同的电池企业也在根据其技术特点和客户需求开发差异化的电芯产品。

例如，宁德时代优化大方形电芯产品、中创新航推出One-Stop电芯、蜂巢能源开发短刀电芯；亿纬锂能、比克电池开发4680大圆柱电芯等。

何巍博士表示，基于安全性与经济性的绝对优势，大圆柱电池完美的兼顾了化学体系创新与结构创新两方面的需求，是中高端新能源汽车技术路线中最理想的解决方案。

捷威动力研究院副院长马华也表示，电池应用场景多元化对电池的需求也是多样化的，所以捷威动力在高比能、高倍率以及储能电池产品方面都有进行开发布局。

在系统结构设计层面，电池企业以提升电池包体积利用率，减轻电池包重量，提升系统能量密度和安全性为技术升级方向，进行电池系统结构设计创新。

例如，宁德时代推出CTP3.0麒麟电池，使电池包体积利用率突破72%；中创新航开发出One-Stop Bettery技术，实现电池包空间利用提升5%、能量密度提升10%；国轩高科推出JTM技术，直接将卷芯放在模组里面，一次完成；捷威动力基于软包大模组的概念，推出LCM&积木电池等。

除了电池企业之外，比亚迪、上汽、广汽、蔚来、零跑等主机厂也在开发动力电池技术，以电池系统结构创新为主要技术方向，加强其在动力电池系统设计和车型适配开发方面的布局，进而提升其电动汽车产品性能。

上述主机厂普遍根据其产品矩阵自主研发创新性的系统集成技术，实现差异化竞争。

例如，上汽推出魔方电池，创新采用LBS躺式电芯和先进CTP技术提升空间利用率，通过ONE PACK平台化设计的统一尺寸可实现快速更换；蔚来汽车推出三元+铁锂混搭电池技术，兼容两种电池技术的性能优势，提升电池包安全性；零跑汽车推出CTC电池底盘一体化技术，将电芯直接集成于车辆底盘，进一步升级CTP方案。

值得注意的是，部分车企还在积极研发电芯技术，谋划电芯自产，进一步提升其在电动车领域的竞争力。

整体来看，动力电池技术创新和多元化背后，主要有以下原因：

一是，新能源汽车应用场景多元化和市场竞争加剧，对动力电池技术产生多元化需求，要求电池企业进行多元化技术储备布局，并进一步提升动力电池产品性能。

全球电动化提速驱动汽车从A00级到A/B级再到C级以上的车型全面电动化。

上述车型基于车型大小、续航里程、应用场景以及成本考量等方面的差异化竞争要素，对动力电池在性能方面提出不同的要求，进而要求电池企业同时开发量产多款电池产品。

二是，动力电池市场竞争加剧叠加降成本的需要，也在倒逼动力电池企业和主机厂在动力电池产品性能上进行技术创新。

为满足客户的多元化需求，电池企业都在丰富公司的产品矩阵，同时积极探索新材料、新工艺，保持在动力电池技术创新方面的竞争优势。

三是，头部动力电池企业在方形电池的电芯和系统开发方面所形成的竞争“壁垒”，也在迫使其它电池企业探索新的电池技术路线和设计方案。

整体来看，在电池技术创新层面，无论是材料体系创新、结构创新，还是工艺及装备创新，中国电池企业不仅展示出了强大的原创技术，同时还紧贴市场需求及痛点，甚至已经开始向国际输出中国动力电池创新技术专利和方案。

在此情况之下，电池企业和主机厂在动力电池技术路线升级和系统设计优化方面的探索仍将持续，推动中国动力电池技术进一步发展。

对此，高工锂电梳理了部分电池企业和主机厂在动力电池技术创新方面的解决方案，以供行业参考：

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