抢占市场、布局未来，动力电池多技术路线暗战升级

最新数据显示，受中国和欧洲强劲需求的推动，2021年全球电动汽车销量翻了一番，达到460万辆，首次超过混合动力汽车。而在供应链的上游，动力电池行业正承压前行，不仅产能快速提升，更有新技术推陈出新。

相较于目前市场上的传统电池包，宁德时代在业界首创了CTP（CelltoPack）高效成组技术。这项技术通过简化模组结构，使得电池包体积利用率提高20%~30%，零部件数量减少40%，生产效率提升50%，投入应用后可大幅降低动力电池的制造成本。据悉，传统电池包能量密度平均为140~150Wh/kg，CTP电池包的则达到200Wh/kg以上。宁德时代在2019法兰克福车展上首次亮相了CTP电池包，随后与北汽新能源合作首次实现量产车型应用。

经过几年来的快速发展，宁德时代的CTP技术持续更新换代。今年3月，宁德时代首席科学家吴凯表示，该公司通过技术迭代，研发出第三代CTP技术，可应用于旗下磷酸铁锂电池和三元锂电池，又称“麒麟电池”。据悉，CTP3.0技术已量产就绪，预计今年4月正式上市。资料显示，CTP3.0由平台电芯模块、可拓展电气模块、柔性可拓展热管理模块和柔性可拓展箱体模块组成，其中电芯模块依然采用方形电池的形式，能够更好地利用整个电池组的空间。

吴凯称，麒麟电池的系统重量、能量密度及体积能量密度将继续引领行业最高水平。“2023年将是电动汽车续驶里程突破1000km、进入大规模量产的关键时间节点，最新CTP技术在未来的重要性会大幅提升。”据他介绍，采用CTP3.0技术的磷酸铁锂电池能量密度可达160Wh/kg，三元锂电池则可达250Wh/kg。值得一提的是，在相同条件下，采用CTP3.0技术的产品，电量可比4680电池系统高13%。

2020年6月，首款配装刀片电池的新车比亚迪“汉”上市，续驶里程达605km。而坊间不断有刀片电池将配套其他车企的传闻流出，涉及的对象包括特斯拉、现代、蔚来、小米等。

进入2022年，比亚迪动力电池产能扩张的脚步依旧快速。1月，比亚迪产业园项目正式落地湖北襄阳，将建设30GWh动力电池及零部件项目。2月，一汽弗迪新能源科技有限公司动力电池项目开工仪式在长春举行。据悉，工厂全部达产后，将实现年产45GWh的动力电池产能，为超过100万辆汽车供应刀片电池。3月，比亚迪武汉黄陂基地开始建设；动力电池盐城基地二期项目“云签约”举行。4月，比亚迪与贵阳市人民政府签署投资合作协议；与浙江台州仙居县以“云签约”的方式签署战略合作协议，年产22GWh刀片电池项目落户当地。

“市场并不缺动力电池产能，缺的是车规级高品质动力电池产能。蜂巢能源将推行电动全域短刀化。”蜂巢能源董事长兼首席执行官杨红新表示，公司布局L300~L600的全尺寸短刀电池,涵盖1.6~4C的全域充电范围,适用于乘用车、储能、商用车、工程机械、非高速电车等全域使用场景,涉及从无钴、三元到磷酸铁锂的全域化学体系。

据杨红新介绍，电芯结构的长薄化是动力电池演化的行业共识，也是蜂巢能源在成立一开始就重点发力的方向之一。对于选择全域短刀化的原因，他认为，短刀电池是基于第一性原理出发的科学选择，具备高兼容性，适应不同场景和平台。对于应用端企业而言，短刀电池可满足高成组率、低成本、高安全的需求，而对于电池企业自身而言，其在良率控制和大规模工业化量产方面优势明显，同时，全域短刀化可规避大规模建厂的投资风险。据悉，在装车配套上，2021年工信部发布的345批公告中，长城欧拉一款车型配套了蜂巢能源的L600短刀磷酸铁锂电芯。在生产制造上，2021年10月，蜂巢能源的首条短刀产线在位于常州金坛的二期工厂正式投产，该产线满产产能将达到2.5GWh。

蜂巢能源董事、工艺资深总监刘小安告诉记者，常州金坛工厂的匀浆、涂布、辊压、模切、叠片、装配是短刀电池生产过程中的主要环节，该公司围绕这六大工序做了一系列的独家创新。比如，对于采用叠片工艺的电池生产，叠片速度一直是行业痛点，蜂巢能源目前采用双工位叠片，效率高达0.4s/片；已研发完成的下一代超高速刀片式电芯极组成型设备，叠片效率可以做到0.125s/片。

在中国电动汽车百人会论坛（2022）上，深圳市比克动力电池有限公司副总裁樊文光带来了《大圆柱动力电池未来可期》的主题演讲。在比克电池看来，大圆柱电池之“大”并不只在于尺寸，更在于步子之大、前景之大和挑战之大。作为未来5~10年中高端电动汽车的最优解和电动汽车渗透率的突破口，圆柱电芯是目前主流电池形态中安全性最高的一类：第一，它的单体最小，可以分散风险；第二，每个单体由钢壳或铝壳保护，且都有独立的卸压装置；第三，采用蜂窝状排列，电芯之间天然留有空隙，电芯单体和外部之间也有很大的热交换面积，可以保证电池包的绝对安全。据称，目前不少新能源车企已敲定未来5~10年的动力电池方案，面向大众市场的车型采用方形或刀片磷酸铁锂电池，中高端车型采用三元锂+大圆柱电池的布局。

樊文光介绍称，比克电池目前共有46系和26系两个系列的全极耳大圆柱电池产品。具体来看，46系电芯去年开始陆续有样品批量交付，性能表现符合预期。26系则以26105铝壳电芯为主，B样品阶段产品能量密度270Wh/kg，功率密度大于2000W/kg，配套车型的续驶里程可达700公里以上；12分钟充电，可续驶500km以上，5分钟快充，可续驶280km以上，纯快充循环寿命800次以上。按照规划，该款电芯将在2024年量产，届时能量密度将达285Wh/kg。

据介绍，卫蓝新能源已开发出一系列产品，包括150Wh/kg针对大规模储能的混合固液储能电池、270Wh/kg针对无人机的高比能混合固液电池和300Wh/kg混合固液动力电池。在此基础上，该公司还进一步开发了360Wh/kg混合固液动力电池，该款产品可以通过针刺、过充、挤压等安全性测试，满足电动汽车的要求。

卫蓝新能源认为，今后动力电池将朝着更高的比能量方向发展，同时电芯将从液体向更安全的混合固液和全固态方向发展。未来，动力电池和储能电池的发展路线包括：基于高镍和富锂锰基的正极以及纳米硅碳负极和锂碳复合负极的电芯，可以满足续驶里程达到1000km电动乘用车和电动飞机的要求；基于改性锰酸锂、磷酸铁锂、镍锰尖晶石的正极材料，与高容量的负极材料匹配，针对续驶里程600km纯电动汽车的解决方案；针对更低成本的储能应用的钠离子电池和固态磷酸铁锂电池的解决方案。

需要指出的是，相关企业要想实现固态电池量产还需进一步锻造产业链，优化和开发新的正极材料、负极材料、电解质材料、预锂化材料、超级粘结剂、导电添加剂，以及新一代的金属沉积的集流体，同时开发新的前段、中段和后段的工艺，实现工厂智能化。

据SES创始人、首席执行官胡启朝介绍，其锂金属电池技术包括三部分，一是Hermes，新材料研发平台；二是Apollo，车用锂金属电池的工程制造能力；三是Avatar，人工智能安全监测软件。2021年，SES对外展示了第一款车规级锂金属电池，根据初步的测试数据，其容量达到107Ah，能量密度为417Wh/kg、935Wh/L，重量不到1kg。据称，这是全球首款100Ah以上的锂金属电池，也是世界上最大的锂金属电池。

在2015年，SES做过一次重要的技术路线调整，从全固态锂金属电池路线转向了现在的混合锂金属电池路线。此后，SES的商业化进程一直在加速。目前，SES与通用、现代、本田三家车企一起进行A样品的联合开发，这也是全球第一款锂金属车用A样品的开发。按照目前的计划，明年进入B样品，后年C样品，2025年正式投入量产。

SES宣称研发的混合锂金属电池有三大优势：一是锂金属负极的材料创新，让电池能量密度可达到400~500Wh/kg；二是电解液，希望从根本上改变锂枝晶的生长方式，提升电池的安全性；三是算法，利用人工智能监测电芯在整个生产、运行环节的健康状态，通过大量的细节数据建立模型，对风险进行精确预测。

作为SES全球化战略布局的一个重要环节，SES于2018年在上海嘉定建立了生产研发中心，现在这家中心正在升级为全球第一个1GWh锂金属电池超级工厂。今年3月，SES在上海正式启动了首个A样品锂金属电池的生产和测试。目前，SES在不断扩展波士顿总部的研发团队，同时在韩国建设第二个生产基地，以响应更多车企的需求。在国内，SES的投资方包括上汽、吉利、富士康、天齐锂业等。