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政策倒逼引发蝴蝶效应,动力电池技术革

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  • 时间:2024/3/22 13:56:34
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一、政策背景电动化大趋势愈演愈烈,我国通过系列化政策的引导和扶持,已经成为全球最大的新能源汽车市场。众所周知,新能源汽车的重要瓶颈在于电池的续航里程。在此背景下,国家《促进汽车动力电池发展行动方案》、《节能与新能源汽车技术路线图》等纷纷鼓励高能量密度电池的使用,近期《外商投资产业指导目录(年修行)》政策提出解除纯电动汽车合资企业限制以及取消汽车电子和动力电池股比限制,这也是促进国内新能源汽车市场推广应用高能量密度电池的重要举措。基于政策倒逼和动力电池技术的进步,智电汽车通过三元锂和固态锂电池的产品技术对标模型分析,来推演未来动力电池发展格局。二、动力电池发展现状分析目前,国内新能源汽车仍然在采用磷酸铁锂(BYD为主)和三元锂电池,车型续航里程基本上都能够达到公里,但是电池系统平均能量密度水平为Wh/Kg。而年3月份,国家工信部等四部委联合颁布《促进汽车动力电池发展行动方案》,指出到年,要求新型锂离子动力申池单体比能量超过Wh/Kg;系统比能量力争达到Wh/Kg。数据显示,我国动力电池现状与目标值差距达%。这对这对磷酸铁锂电池来说太难了,但是对于以特斯拉为代表的三元锂电池是完全可能的,其采用的动力电池性能好,BMS管理系统效率也高;此外,固态锂电池也是可以将电池系统能量密度提升至Wh/Kg水平。1、三元锂和磷酸铁锂电池中流砥柱当前,全球新能源车市场迎来蓬勃发展的关键时期,主流汽车企业纷纷布局新能源汽车战略,锂电池产业链快速成熟将进一步推动新能源汽车的规模化应用。从全球的角度看,典型车企配套车型主要采用日韩动力电池,以三元锂为主体,续航里程基本上都达到或超过公里的水平。国内,从年新能源汽车前6批推广目录来看,新车型搭载电池的能量密度不同程度地提升。第一批目录中能量密度超过Wh/Kg的车型仅占13.11%到第五批目录中的73%,应该说能量密度的提升已是大势所趋。主流电动车企业配套的动力电池也逐步向三元锂转型,续航里程基本上都能够达到公里的水平。综合国内外动力电池企业搭载新能源汽车情况看,三元锂电池成为主流技术路线已经不可逆转,但整车续航里程仍有提升的空间。这很可能在于动力电池能量密度、BMS效率提升等多方面原因所致。2、全固锂态动力电池发展共识世界各国先后制订了高能量密度锂电池的研发目标,均在积极地进行锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等电池的前瞻性研究。固态锂电池在继承传统锂电池的优点基础上,安全性、能量密度等方面有了大幅进步。目前,目前全固态锂电池研发可提供的能量密度基本可达~Wh/kg,其有望成为作为下一代高能量密度动力和储能电池技术的重要发展方向,为学术界和产业界的共识。图1世界各国对动力电池能量密度的阶段目标图2世界锂电池技术路线走向聚合物固态电池商业化全球动力电池关联企业加速布局全固态锂电池领域以抢占先机,目前各个技术路径呈现出不同产业化特点。目前,固态锂电池以聚合物固态电池发展较快,由于其高温工作性能较好,已经完成实验室验证并有小部分企业实现小规模产业化。硫化物固态电池能量密度高+成本低由于锂硫电池具有较高的能量密度和低廉的成本,有着巨大的开发潜力,丰田、三星、CATL、丰田等国内外企业纷纷加速布局。以丰田技术最为领先,其年就推出硫化物固态电池,年其实验原型能量密度达到Wh/kg。截止到年初,丰田固态电池专利数量达到30件,远高于其它企业。据丰田高管透露,丰田或将在年实现硫化物固态电池的产业化。国内企业CATL在硫化物固态电池方面相对领先,正加速开发纯电动汽车用的硫化物全固态锂金属电池。三、两种技术路线的对比及影响分析1、三元锂电池成熟从产品成熟度角度来看,美国特斯拉Model系列车型已经实现突破,其Model3即将规模化销量,进一步论证三元锂动力电池的可行性。Model3采用全新电池,相比电池在外观上变长变粗,能量密度也提高了20%,单体电池容量可达3~4.8Ah,大幅提升35%。毫无疑问,当前三元锂动力电池已然为主流产品。2、固态锂电池潜力从技术潜力角度来看,三元锂动力电池能量密度提升相对困难,全固态锂电池能量密度提升,从理论上讲更具可行性。一是全固态锂电池电压平台提升,固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口,有利于进一步提升电池的能量密度;二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长,材料应用体系范围大幅提升,为具有更高能量密度空间的新型锂电技术奠定基础。三是全固态锂电池当前能量密度约Wh/Kg,预估最大潜力值达Wh/Kg,有超过%的提升空间。固态锂电池必将是未来的主流产品。3、固态锂电池安全近年来国内外多次出现新能源汽车自燃事故,新能源汽车的使用越来越


本文编辑:佚名
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