紅星資本局消息，7月22日，在2022世界動(dòng)力電池大會(huì)上，寧德時(shí)代（300750.SZ）首席科學(xué)家吳凱表示，公司M3P電池已經(jīng)量產(chǎn)，明年將推向市場(chǎng)運(yùn)用。

據(jù)了解，M3P電池是寧德時(shí)代基于新型材料體系研發(fā)的電池，其能量密度高于磷酸鐵鋰，成本優(yōu)于三元電池。

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工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心主任瞿國(guó)春在會(huì)上表示，近年來(lái)，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、應(yīng)用模式創(chuàng)新等方面均取得了舉世矚目的成就。

從電芯角度看，鈉離子電池、磷酸錳鐵鋰電池、半固態(tài)電池、固態(tài)電池等新型電池以高比能、高安全、長(zhǎng)壽命、快充為目標(biāo)技術(shù)提升步伐加快，成為新一代動(dòng)力電池前瞻布局的重點(diǎn)方向。

從電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度看，刀片電池技術(shù)、CTP、CTC、One-Stop、麒麟電池等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新各具特色，積極推動(dòng)電池系統(tǒng)的體積利用率不斷攀升，系統(tǒng)能量密度和汽車制造效率不斷提升。

從回收利用角度看，在設(shè)計(jì)端就考慮拆解的便利性，積極發(fā)展易拆解電池和系統(tǒng)；同時(shí)，電池回收自動(dòng)化程度逐步提升，鋰、鎳、鈷等有色金屬智能回收正在逐步實(shí)現(xiàn)。

寧德時(shí)代的電池新材料、新結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

M3P電池是什么？早在今年2月公布的投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表中，寧德時(shí)代就透露，“公司計(jì)劃推出的新產(chǎn)品M3P，準(zhǔn)確說(shuō)來(lái)不是磷酸錳鐵鋰，還包含其他金屬元素，公司稱之為磷酸鹽體系的三元，成本較三元下降，但仍然占據(jù)新能源車一定成本?！?/p>

申港證券研報(bào)指出，M3P體系以磷酸鐵鋰橄欖石結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)晶格結(jié)構(gòu)，通過(guò)摻雜鎂、鋅、鋁等金屬元素中的兩種，在部分鐵元素點(diǎn)位上形成替代，從而生成磷酸鹽體系的三元材料，以改善充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性。

M3P的合成工藝建立在磷酸錳鐵鋰工藝基礎(chǔ)上，通過(guò)高溫固相反應(yīng)法、水熱合成法、共沉淀法合成，工藝成熟，適合批量生產(chǎn)。M3P材料成本顯著低于高鎳三元體系，在中低端車型擁有廣闊的應(yīng)用前景。

吳凱在大會(huì)上介紹，圍繞續(xù)航里程，在傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式上，寧德時(shí)代增加了三個(gè)不同的結(jié)局方案。對(duì)于1000公里以上續(xù)航里程的車型，寧德時(shí)代降低成本，采用麒麟+高鎳三元和低硅，同時(shí)滿足低溫和高性能要求。對(duì)于700公里左右實(shí)用型車型，寧德時(shí)代用M3P替代三元材料，結(jié)合麒麟電池。對(duì)里程需求低的經(jīng)濟(jì)型車型，寧德時(shí)代結(jié)合麒麟結(jié)構(gòu)與鈉離子電池，“在體積重量許可的情況下我們優(yōu)先向客戶推介鈉離子解決方案。”

寧德時(shí)代還在麒麟電池的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，把電池包上蓋與整車底板結(jié)合在一起?！斑@方面電池已經(jīng)有落地的設(shè)計(jì)，已經(jīng)與一些客戶進(jìn)行推動(dòng)，在體積利用上又多出來(lái)10毫米?！眳莿P透露。

除了M3P電池，以及今年6月發(fā)布的CTP3.0麒麟電池，寧德時(shí)代還在4C快充NCM、鋰鈉金屬電池、無(wú)稀有金屬電池、鋰空電池、固態(tài)電池、無(wú)鈷電池以及凝聚態(tài)電池等多個(gè)領(lǐng)域投入了研究且取得了一定的成果。

理想中的電池是什么樣？

磷酸鐵鋰電池成本低、安全性能好、循環(huán)壽命長(zhǎng)，三元鋰電池能量密度高、低溫性能好、充放電效率高。

針對(duì)路線之分，蔚來(lái)汽車（09866.HK/NIO.US）副總裁曾士哲表示，對(duì)于蔚來(lái)這樣的換電體系，電池包的試錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)非常高。“一旦出現(xiàn)問(wèn)題，沒(méi)有辦法說(shuō)這一代不要了然后進(jìn)行下一代?！?/p>

從換電的出發(fā)點(diǎn)，蔚來(lái)不會(huì)刻意要求一定要用磷酸鐵鋰或者三元鋰電池。蔚來(lái)希望，“一是要可閉環(huán)，因?yàn)槲祦?lái)本身持有電池資料，所以在正負(fù)極選擇上一定要考慮可持續(xù)，如果一旦不可持續(xù)，我們的電池銀行就可能會(huì)出問(wèn)題。二是蔚來(lái)可以通過(guò)大數(shù)據(jù)看到用戶畫像反饋的真實(shí)需求，這是我們的基本面，其他像快充、電池壽命等需求，無(wú)論是循環(huán)還是存儲(chǔ)的，我們都會(huì)有一個(gè)成本估算?！?/p>

曾士哲透露，“我們現(xiàn)在與供應(yīng)商一起深度合作開(kāi)發(fā)（電池）。我們最近覺(jué)得寧德時(shí)代的麒麟電池是非常好的方向?！?/p>

孚能科技（688567.SH）董事長(zhǎng)王瑀指出，預(yù)計(jì)到2030年，動(dòng)力電池運(yùn)動(dòng)能量可能達(dá)到600Wh/kg或者700Wh/kg，而汽油的運(yùn)動(dòng)能量約為3500Wh/kg。

提高電池能量密度的途徑，一是從物理方面進(jìn)行能量密度的提升，比如電芯做得更大，減少殼體材料，取消模組取消，或者從系統(tǒng)方面做改進(jìn)；二是材料創(chuàng)新?！按蠹医?jīng)常談到的固態(tài)、液態(tài)、半固態(tài)電池是電解液的創(chuàng)新，這在能量密度方面沒(méi)有大幫助，但可以幫助解決一系列安全問(wèn)題。”王瑀預(yù)計(jì)孚能電池第四代半固態(tài)可能剩下15%左右的電解液。

在王瑀看來(lái)，性能、成本和安全，是動(dòng)力電池發(fā)展的鐵三角。現(xiàn)階段安全續(xù)航里程不再是憂慮，續(xù)航里程變成了性能和成本的博弈。

據(jù)介紹，過(guò)去兩年，磷酸鐵鋰電池增長(zhǎng)到50%-60%的市場(chǎng)份額?！盎诎踩沧R(shí)情況下，目前整個(gè)市場(chǎng)向成本更低的電池進(jìn)行傾斜。但是我們認(rèn)為這是短期的，長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)能量密度的趨勢(shì)，1000Wh/kg的終極目標(biāo)是不變的?！?/p>

王瑀認(rèn)為，未來(lái)5-10年理想的電池，續(xù)航里程在800公里左右，系統(tǒng)能量密度超過(guò)300Wh/kg，10分鐘充滿80%，可用于全部車型系列，安全可控，還要做到全部回收，能用更加豐富的材料進(jìn)行代替。

電池液冷存在巨大安全風(fēng)險(xiǎn)

耐熱動(dòng)力電池必定是未來(lái)

根據(jù)應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年全國(guó)電動(dòng)車發(fā)生3000余起火災(zāi)事故，按照近800萬(wàn)輛的新能源汽車保有量計(jì)算，著火概率約為萬(wàn)分之三。

歐盟科學(xué)院院士孫金華指出，從事故統(tǒng)計(jì)來(lái)看，60%是三元電池新能源汽車，5%是磷酸鐵鋰電池的汽車，還有35%是不明的。

從汽車所處狀態(tài)來(lái)看，35%在充電狀態(tài)，40%在行駛狀態(tài)，25%在靜止?fàn)顟B(tài)。從季節(jié)來(lái)看，在高溫期階段的火災(zāi)發(fā)生概率比冬季和其他季節(jié)高出許多。

賓夕法尼亞大學(xué)王朝陽(yáng)教授指出，動(dòng)力電池最大的挑戰(zhàn)是必須同時(shí)解決低溫續(xù)航、高溫安全、快充、低成本等問(wèn)題。

高比能電池的快充是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車電池包小型化的重要手段，也是降成本和可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。“要在電池當(dāng)中儲(chǔ)存一度電需要1000元，而充一度電只需要1元，也就是說(shuō)，要盡量讓能量?jī)?chǔ)存縮小到最小的范圍。因此快充永遠(yuǎn)是首選，沒(méi)有之一?！?/p>

對(duì)電池包集成，王朝陽(yáng)認(rèn)為，現(xiàn)在比較流行的電池液冷，特別是在電芯之間有很多窄小的縫里面也充滿液體的液能方式可能會(huì)有巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)?！半娦纠匣倪^(guò)程是不斷膨脹的，巨大的壓力擠壓到處都存在的液體管道，引起可能的泄露?！?/p>

他認(rèn)為，下一代的C2B的集成不需要液冷，電芯工作在較高的溫度中，完全可以用汽車在行駛當(dāng)中自然吸進(jìn)的環(huán)境空氣來(lái)冷卻，且在電芯之間不需要留有冷卻管道，這樣可以適合各種擠壓的情況。

在熱調(diào)控電芯結(jié)構(gòu)下面，電池材料不需要具備倍率的性能或者動(dòng)力學(xué)的高性能，未來(lái)電池材料唯一需要做的就是提供穩(wěn)定性和安全性，以及低成本。

他還預(yù)測(cè)，粘稠、非燃電解液一定成為主流。耐熱動(dòng)力電池必定是未來(lái)。全固態(tài)電池最大的指標(biāo)不是高性能，而是高穩(wěn)定性。

紅星新聞?dòng)浾?吳丹若 羅敏

編輯 余冬梅

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關(guān)鍵詞： 能量密度 鐵鋰電池