2023年终系列:回归制造属性后的动力电池
动力电池由强科技属性,转变至强制造属性。
这意味着两点,一是动力电池从技术领先进入到成本领先阶段,技术创新进入瓶颈阶段,更新迭代速度减缓,大多是对产品性能的修修补补;二是由于技术门槛降低,技术壁垒转变为制造壁垒,制造的效率、良品率、产线利用率成为关键,车企制造电芯成为可能。
其实,从2020年宁德时代提出了“极限制造”理念开始,动力电池就开始进入到制造业拼规模、效率、成本的阶段。
进入2023年,这一情况更为明显,车企电芯项目纷纷落地,广汽的因湃智能工厂落地、极氪的金砖电池量产,以及奇瑞电芯量产。
这一阶段特点是,产品趋于成熟,形状、技术开始趋同;技术门槛降低,也就意味着外行进入门槛降低。
01
磷酸铁锂开启4C快充时代
性能上,磷酸铁锂就是在补齐充电速度和低温性能的短板。例如,今年磷酸铁锂电芯都在发布4C快充产品。
2023年8月16日,宁德时代发布“神行”超充电池新品发布会,是全球首款磷酸铁锂4C超充电池,充电10分钟续航400公里。
12月12日,蜂巢能源发布的L600 的短刀快充电芯,将覆盖3-4C 场景,预计 2024 年 Q3 量产;基于L400 的短刀超快充电芯将覆盖 4C 及更高倍率场景。
12月14日,极氪发布的金砖电池,最高可实现4.5C充电倍率;极充15min实现续航增加超500km+。
这意味着,明年磷酸铁锂4C产品量产落地。
一直以来,由于磷酸铁锂导电性较差,被认为很难做成快充电池,充电速度也只能2C左右,不过随着电池企业对材料的不断改性和优化,将磷酸铁锂的能力推到了4C的倍率。
要提升充电倍率,一般来讲,企业对电芯的改进包括以下几个方面:正极,将磷酸铁锂材料进行纳米化,搭配复合导电剂,提高锂离子脱出效率;负极,材料表面形成多孔结构,增大反应物之间的接触面,为锂离子嵌入提供丰富的活性位点;电解液,主要就是降低电解液粘度,提升电导率。
总之,快充的解决思路是趋同的。
02
方形电池短刀化
产品外观也在趋同。方形电芯作为动力电池的主流产品,形状上开始趋向于“短刀化”。
中国方形电池,早期主流方向上遵循欧洲的VDA尺寸,后期随着电池电量提升要求,厚度不断增长。例如宁德时代,后期就有3倍厚度的VDA电芯,宁德时代为广汽AION.S配套的NCM811电池,尺寸已经做到79*148*103;VDA对应的尺寸是26.5*148*91,达到了业内常说的3倍厚度。
这与宁德时代早期客户是德国宝马,更喜欢遵循欧洲标准有关系。
中国方形电池的鼻祖比亚迪,则是喜欢将电芯做长。翻阅比亚迪的电池,可以发现其产品大多是长条状的。
一直到2020年,比亚迪正式推出了刀片电池——近1米长的长条状磷酸铁锂电池。
自此,长条状的方形电芯开始流行起来。
蜂巢能源针对生产工艺难度的问题,将长条状的电芯尺寸做短,推出400-600mm的短刀片。
此后,越来越多的企业采用短刀片的形式。
例如近期发布的因湃的P58电芯和极氪的金砖电池采用的都是短刀片形状。
比亚迪在插混车型上实际使用的也是短刀片。
例如,比亚迪秦DMI车型,采用的就是长240mm的电芯,唐DMI采用的则是152mm的电芯。
资料来源:小鱼老师
宁德时代也有向长薄化进展的趋势,例如一款电芯的尺寸是300mm*117mm*27mm,更形似一个更短的刀片。
资料来源:小鱼老师
后期进入的车企,大多采用成熟工艺,选择长条状的方形磷酸铁锂产品。
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