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全球动力锂电池前十企业产品盘点

发布时间:2023/01/10 浏览次数:3815

锂电池已经在全球经济发展中扮演着重要角色,其市场规模也在急速增长。《全球锂电产业供需白皮书》报告显示,预计2022年全球锂电池需求量达到680GWh,市场规模将达6600亿元;到2025年锂电池市场需求将达1778GWh,市场规模将超过14000亿元。

根据韩国的市场研究机构SNE Research公布的2022年10月份全球电动车动力电池装机量排名。全球动力锂电池的产能,主要集中在亚洲地区中的中日韩三个国家,全球前十的动力锂电池企业也被这三个国家包揽,占据产能的92%。今天,我们就盘点一下全球前十动力锂电池企业中,各自比较有特点或者最新发布的产品。

一、宁德时代麒麟电池

宁德时代成立于2011年,连续六年登顶动力电池企业世界第一。其客户包括特斯拉、大众、宝马、奔驰、丰田等等大家耳熟能详的大型车企。

2022年6月23日,宁德时代发布麒麟电池(第三代CTP技术)。麒麟电池在两块电芯的中间加水冷钣,使相邻两块电芯的热传导降低,不会出现热失控;其二,可满足高压快充,4C充电不是难事,明年即可在市场上看到;第三,可极大提高电池寿命,因为水冷钣具有缓冲作用;第四,比能量提高,麒麟电池可提高利用空间,磷酸铁锂系统能量密度 160wh/kg,三元高镍可达 250wh/kg,较 4680 电池多装 30% 的电量。

此电池突破功能边界,打造三效合一的多功能弹性夹层,并独创电芯倒置方案,使电池包体积利用率突破72%。麒麟电池系统能量密度达255Wh/kg。在相同化学体系、同等电池包尺寸下,其电量相比4680系统可提升13%。同时,宁德时代首创电芯大面冷却技术,使麒麟电池换热面积扩大四倍,控温时间缩短一半,支持5分钟热启动及10分钟快充,并可实现全化学体系的热稳定、热安全提升。

麒麟电池还被美国《时代》周刊评为2022年最佳发明。

二、比亚迪刀片电池

比亚迪于1995年成立,2003年成长为全球第二大充电电池生产商,动力电池方面,比亚迪2022年1-11月位列全球第二。主要客户包括中国国家电网、中广核、美国雪佛龙、德国Fenecon、日本A-style等。

刀片电池是比亚迪于2020年3月29日发布的电池产品。 该电池采用磷酸铁锂技术。不过,“刀片电池”形状和传统磷酸铁锂电池的造型截然不同,“刀片电池”是将单个电芯“扁平化”处理,长得又长又薄,有点像刀片,所以叫“刀片电池”。

比亚迪的“刀片电池”通过改变电池包结构,提升包内空间利用率,其长宽高分别为960mm、90mm、13.5mm,重量约2kg,这样一来就可以大大提升电芯的重组效率,这也意味着可提高电池包的能量密度。而且磷酸铁锂电池不抗冻,低温性能差是行业共知的短板,但比亚迪的“刀片电池”在零下20摄氏度下,放电能力依然还能维持在90%,不仅如此,在低温低SOC情况下,反倒比三元锂表现好。

“刀片电池”不仅保留了传统磷酸铁锂电池安全性高、高温性好、寿命长、充放电倍率大、成本低等优势,同时,其电池体积比能量密度大幅提升,在低温环境中的表现也非常稳定,这样一来,就让磷酸铁锂电池在补足能量密度和抗低温两大短板后的优势非常明显。

刀片电池还通过了电池安全测试领域的“珠穆朗玛峰”——针刺测试,并成功挑战了极端强度测试——46吨重卡碾压测试,具备超级安全、超级强度、超级续航、超级寿命的特点。超级安全:针对电池使用七重安全维度测试,涵盖内部短路、外部短路、过充、碰撞、高压、连接以及危险气体;超级强度:电池包具备挤压不起火、不爆炸特性,并通过了模拟碰撞,抗压强度等测试;超级续航:续航里程轻松突破600km,超级寿命:满足充放电3000次以上,满足车辆行驶全生命周期需求。

三、LG新能源四元锂电池

LG新能源隶属于韩国LG集团,2022年1-11月装机量位列全球第三。为大众、通用、戴姆勒、福特、现代、起亚、奥迪、保时捷、雷诺、特斯拉等汽车品牌提供动力电池产品。

作为全球最早量产三元正极材料的公司,LG新能源聚焦市场对高续航里程、高安全新能源车型的需求,在行业中率先实现了升镍降钴的四元锂电池(NCMA)的量产。加入铝元素的高镍四元锂电池有着高能量密度优势的同时,相比于三元8系材料,将大幅降低放电热流峰值,并且可以提高达峰的温度,因此具有非常优异的热稳定性。

LG新能源的新一代四元电池技术可以实现1次充电续航650公里。同时这一技术方案的亮点还在于在能够在300wh/kg以上的高能量密度基础上,通过先进的热管理技术,实现超级快充,充电5分钟行驶280公里,可以从根本上解决目前新能源用户普遍存在的里程焦虑。

四、松下圆柱电池

松下是目前日本唯一排名前十的动力锂电池企业,2022年1-11月位列第四位,主要客户是特斯拉、大众、丰田、福特等。

松下主要动力电池产品都是圆柱电池,而4680是其最新电池产品。和传统汽车品牌使用的软包式或方形的电池芯不同,圆柱形由于其形状的关系,在模组或电池包内存有空隙,空间效率较为差些。不过也有很多优势,比如稳定、散热快、成本低等。特斯拉的成功亦在某种程度上,得益于圆柱型电池的显著优势。

4680电池与上一代2170电池相比,电池体积大大增加,单位容量增加5倍,内部还采用了无极耳设计,有助于降低内阻和发热,从而给车辆带来更好的能耗性能和充电性能。此外,特斯拉还采用了结构化的电池组设计,取消了内部模块,直接由电池组成,带来了更高的空利用率,提升了整个电池组的能量密度。电池组中会有大约960个电池,与上一代相比大大减少,从而减轻了电池管理系统的负担。

依托全新的4680电池和特斯拉控制的生产工艺,特斯拉车型续航里程将提升54%,每千瓦时电池成本降低56%,每千瓦时投资成本降低69%。参数方面,整车续航里程也将提升16%,比极耳电池的电功率提升6倍。

五、SK On SF电池

SK On是韩国公司SK Innovation在2021年10月初分拆出来的电池子公司,2022年1-11月全球排名第五,主要客户为现代、起亚、奔驰、北汽等知名汽车厂商。

SK On一直是全球软包电池业的头部企业之一,该公司在2018年收到一家全球汽车制造商的请求,要求该公司制造一种可在18分钟内快速充电的电动汽车(EV)电池,该公司答应了该制造商的请求,于是便研发了SF电池(Super Fast Battery,超级快速电池),SK On在今年的CES 2023上展示了这种电池,并且获得了“嵌入式技术”类别的最佳创新荣誉奖。

SK On公司应用了其独特的涂层技术,大大降低了电阻,并提出了一种新的电池材料,提高了充电速度。该公司还应用了一种制造解决方案,最大限度地减少了SBR的使用,这是一种在涂层过程中导致产生电池电阻的粘合剂。

对于SF电池来说,其电池寿命并不受快充的影响,循环寿命也可以达到 1000 次,SK On称这是该公司严格测试后取得的成绩。

SK On公司在 2019 年完成了SF电池的开发,2021 年,配备SF电池的电动车型在市场上首次亮相,该公司现在的目标是制造可以在10分钟内快速充电的电池。

六、三星SDI棱柱锂离子电池

三星SDI是韩国三星集团的附属企业,2022年1-11月位列全球第六,主要客户有特斯拉、三星、福特、宝马、沃尔沃、大众、奥迪、捷豹、菲亚特等。

三星SDI电池的外部为了达到最小包装空间,形成非常理想的棱柱状锂电池外壳。此外,不需要额外增加冷却模块的结构。

三星SDI的棱柱形锂离子电池,由于棱柱外可以设计保持内部气压的稳定,阴极 阳极和电解质材料的选择不受任何约束。因此,棱柱电池为了获得更大的能量密度,可以选择的材料范围也比其它任何形式的电池都要广泛。

三星SDI棱柱锂离子电池,拥有业界最高水平的内置型安全装置,在电池生产中安全是最重要的因素,因为电池依赖一些挥发性化学物质的反应而放电,一些电池具有很高的能量密度。三星SDI已经开发和采用了自己独特的安全设备如保险丝、钉安全装置、过载安全装置和安全功能层,保障在最恶劣的条件下也能确保司机的安全。

虽然电池的容量减少是正常的,问题是如何在电池的使用寿命内保持高效率。三星SDI的棱杜电池采用激光煌接进行密封装配,因此不受外部的温度影响,同时保持内部有充足的电解液,确保性能的长期稳定。

七、中创新航One-Stop的高锰铁锂电池

中创新航2022年1-11月成为世界第七的动力电池厂商。其成立于2015年,前身是央企背景的中航锂电。2022年10月6日在港股上市,与广汽、小鹏、长安、零跑、吉利、合创、东风、本田、上汽通用五菱、奇瑞、瑞驰、东风小康等车企已经建立业务上的联系。

中创新航开发了One-Stop的高锰铁锂电池,具有以下的特点,一个是更好的安全性,采用了TPP2.0的热电分离的技术,保证了系统安全的鲁棒性;第二,大幅的降低了稀有金属的用量,包含了镍钴以及锂的用量,帮助大家在相同的条件下获得更低的购买成本,电池包的能量密度达到了180瓦时每公斤,能量密度的保持率就突破80%里程,支持整车达到700公里。但是这些前提还是在电池包高度大概是110毫米高的前提下,如果做的更高就会有更高的能量密度和更长的里程。同时从用户的使用成本上,中创新航做到了少磕碰,高度减少7%,离地间隙更高。在补能体验上,是可充、可换,同时整个的电池包会在2024年左右的时候,在市面上跟大家见面。

八、国轩高科半固态电池

国轩高科成立于2006 年,于2015年5月上市,2022年排名全球第八。主要客户包括江淮、上汽、通用、五菱、奇瑞、北汽等国内大型车企业。

掌握国轩高科的半固态电池,已经在固态电池的道路上略占优势。半固态电池是由美国麻省理工学院的科学家研制出的一种新型半固态液流电池。其是指任一侧电极不含液体电解质,另一侧电极含有液态电解质的电池。或单体中固体电解质质量或体积占单体中电解质总质量或总体积之比的一半。

与目前的锂离子电池相比,半固态锂电池体积小,更加稳定安全。简单来说就是半固态电池成本仅为现有电动汽车所用电池的三分之一,能量密度却更高,能让电动汽车一次充电的行驶里程加倍,柔性化的特性也让其更安全。

据了解,高合汽车HiPhi X可能率先搭载国轩高科半固态电池,电池包能量密度260Wh/kg,电量达到160kWh,续航里程达1000km,车辆百公里加速时间为3.9s。从数据看来,已经算是顶尖水平了。

九、欣旺达SFC480超级快充电池

欣旺达成立于1997年,公司于2011年4月上市,2022年排名全球第九。欣旺达最初是做锂电池模组的,严格说就是代工。公司主要客户为苹果、飞利浦、亚马逊、联想、OPPO、步步高、海尔、SanDisk、顶星、华硕·凌海达、海洋王、迈瑞等国内外知名企业。

SFC480超级快充电池是欣旺达自主研发的首款量产超充电池,在材料、工艺、结构方面均有突破性创新,欣旺达从液冷和电芯工艺两方面着手。SFC480采用了一种加热和散热效率更高,同时兼顾低温充电效率的3D液冷技术。

同时,欣旺达SFC480电芯的无连接片设计类似于大圆柱电池,取消了极耳转接,整体设计能让电芯的内阻下降3%,相同超充电流下温升降低2.5摄氏度。电池极耳是电池进行充放电时的正负两极的接触点,是电芯中将正负极电流引出来的金属导电体。

SFC480超级快充电池将于今年量产,最大充电功率达480 KW,一次充电可实现续航里程700公里,充电5分钟则可支持200公里续航。这意味着,欣旺达正在突破技术创新上的短板。

十、亿纬锂能4695大圆柱电池

亿纬锂能成立于2001年,于2009年在深圳创业板首批上市,2022年排名全球第十。当前,亿纬锂能主要客户有小鹏、东风、广汽、广汽、大运、现代起亚及戴姆勒、宝马、捷豹路虎、博世等国内外头部车企。

4695大圆柱电池,能量密度达到350Wh/kg,能够实现9min超快充及500-1000km续航,其生产周期小于7天,制造效率提升30%,制造成本降低50%。同时,公司发布全新圆柱“π”电池系统。

公司全自动中试线累计产出电池已达到50万颗,整体优率92%,克服了全极耳揉平、焊接、注液等技术难点。首个大圆柱20GWh的工厂在湖北荆门即将建成,实现第一代280Wh/kg的大圆柱锂电池产品的量产。公司2025年规划大圆柱总产能超100GWh,将拥有辽宁沈阳、四川成都、湖北荆门、匈牙利等生产基地。

“π”电池系统是公司在4695大圆柱电池的基础之上研发的“π”型冷却系统,具有超快充、高比能、长续航里程和高安全的特点。超快充:三维立体传热,换热面积比高达52.3m^2/Wh,较传统冷却提升2.7倍,可以实现9min超快充;高比能:使用高效复合新型材料与高强度轻量化新型胶粘剂,实现系统减重10%,能量密度达到260Wh/kg;高续航里程:超高兼容,可以匹配A/B/C级轿车或SUV等不同用车场景需求,续航里程可以满足500-1000公里;高安全:设立定向极速泄压和独立泄压通道,可以保障系统全生命周期NTP。

从这些产品中,我们看到了相同的几个点:

1、安全。曾经一系列的电动汽车锂电池安全事件,让很多新能源意向车主对购买电动汽车望而却步。如何保证锂电池的安全,成为锂电池企业首要考虑的指标,各家发布的产品中,也都提及了他们采用了什么方法来让电池变的更安全;

2、补能。电动汽车相较于燃油车,补能方面一直处于劣势。因此,提升补能效率是所有锂电池企业要克服的困难。在一定充电时间内可实现的续航里程,是电池快充能力的另一种衡量指标。美国能源部(DOE)将6C充电定义为可在10分钟内充至电量的80%,新增322公里的整车续航。目前各大锂电企业,都在通过一次次技术创新不断向着这个指标前进。另外一种方式就是换电,目前宁德时代、北汽、奥动新能源、蔚来、吉利、一汽、上汽、广汽等企业都投入了相当大的人力物力发展充换电站业务。不过因为充换电站投资成本高,兼容面窄的原因,普及速度极大受限。不过目前不管是政府层面,还是行业内部都有制定统一标准,降低充换电站普及门槛的意向。或许在未来,充换电站可以像如今的加油站一样普及;

3、续航里程。从目前各大锂电池企业公布的数据来看,电动汽车在续航里程上已经赶上甚至超过了燃油车,并且未来还有非常大的提升空间;

4、降低成本。不管是亿纬锂能4695大圆柱电池、国轩高科半固态电池、中创新航One-Stop的高锰铁锂电池、松下圆柱电池,在发布的时候,都提到了产品在成本方面做出的优化。

从这几个方面来看,随着各家锂电池企业在产品技术方面的不断突破,基于不同应用场景需求,多种技术路线共同发展又互相借鉴、融合,不断推动电池性能、成本的优化。让新能源汽车各方面的性能不断追赶甚至超越燃油车,也被越来越多的意向车主所接受,新能源汽车替代燃油车的趋势也越发明显。并且从现在各企业的发展趋势来看,未来,头部电池企业都将会构建多元化的技术路线,以适应不同车企、场景的应用需求。

最后,中国坐拥全球最大的新能源汽车市场,这是中国锂电池企业的巨大优势。这也助推了中国锂电池企业占据全球动力电池前十中的六席,拥有市场65%以上的市场份额。另外,中国相关企业已掌握了全球一半以上的锂矿资源,其中很大一部分在南美锂三角,也就是阿根廷、智利、玻利维亚,而这三个国家都加入了一带一路,中国企业在此地的投资和锂矿开采有着巨大的政治优势,可以预见的是,中国短期内不会陷入无“锂”可用的境地。

可以说在锂电领域,中国已经在技术、市场、原料全方位的占据了领导优势,不管是现在还是未来,在锂电领域,中国绝对会拥有相当巨大的话语权。但在锂电领域,领导者几经易主,先是日本后来又是韩国,现在又被中国占据。然而,不管是日本还是韩国都不甘心,始终在发力追赶,再加上欧美也在旁虎视眈眈,中国还远远没有到高枕无忧的时刻。

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