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2024年,电池企业在推动快充动力电池应用方面发力更猛。
从宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、巨湾技研、欣旺达、蜂巢能源、瑞浦兰钧等电池企业推出的快充动力电池产品看来,快充动力电池所瞄准的应用场景正在扩大。
(文章来源 微信公众号:高工锂电 ID:weixin-gg-lb)
除了面向乘用车可选择的快充电池有了三元、铁锂甚至(半)固态多种材料体系选择,面向商用车、电动船舶、eVTOL等细分应用场景电池快充性能也出现不同程度的提升。
尽管推动全面电动化并不能单靠动力电池的快充性能提升,但从2024年锂电产业链上下游的快充实践看,快充有望助力产业链在多元应用场景打开新的局面。
全域电动化暴露补能痛点
海陆空全域电动化时代开启。除了新能源乘用车这一动力电池最坚实的配套市场,海运、空域交通中,动力电池的需求正在起量。
高工产研(GGII)此前数据预计,2035年船舶锂电出货规模将超50GWh,预计2040年eVTOL用电池市场规模超万亿元人民币。
但海陆空每一领域都已暴露出补能痛点。
陆路交通电动化表现出两大特点。一是乘用车市场中电动化渗透放缓,新能源汽车产销渗透已稳定在30%以上水平,电动化转型进入攻坚阶段,转变由市场化竞争主导电动化渗透;
新能源汽车补能痛点现被要求得以更彻底地解决,除了实现价格上的“电比油低”,“充电像加油一样快”成为消费者考量的另一要素。
二是新能源汽车向全场景渗透,但在道路客运、城市配送、重载运输、工程机械等商用车市场,电动化渗透迅速,但仍有很大空间。
作为对补能成本与商用收益有着敏感考量的市场,随着动力电池成本的下降,2024年以来商用车电动化爆发增速,Q1数据显示,国内新能源商用车销量同比增长87%。但市场渗透仅为乘用车的三分之一,低市场渗透率同样将商用车市场对补能现状的不满足暴露出来。
在电动船舶、eVTOL两大处于成长阶段的市场,更便捷的补能诉求也有所表现。
电动船舶因电池数量多,为了快速获得能量补充,常采用快充模式,充电电压从380V到950V不等,对动力电池提出了兼具成本优势与快充性能的诉求。eVTOL则因垂直起降的飞行属性,要求动力电池具备更高倍率,而快充则将助其在旅游、农业、物流等领域做更多商业模式探索。抓住全面电动化补能痛点的电池企业,正以快充为锚,开拓多元应用市场。
锂电产业链抢抓快充机遇
2024以来,宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、巨湾技研、欣旺达、蜂巢能源、瑞浦兰钧都面向多元应用场景推出动力电池新品。
GGII预计,2024年高压快充将快速普及,结合海内外主机厂800V平台新车型集中释放,2024年将带动国内快充锂电池产品出货超10GWh。
结合快充动力电池新品以及对应细分市场,高工锂电认为,锂电产业链的快充发展出现以下两大趋势。
一是,面向多元应用市场,快充电池向低成本发展,铁锂系快充扩大装车。
以宁德时代铁锂系快充——神行超充电池为例,2024年其装机朋友圈持续扩大,搭载奇瑞星纪元ET车型、小米SU7 Pro,推进铁锂系快充电池的市场开拓。
这一路线也获得了其他电池企业,以及自研电池的车企跟进。
极氪汽车磷酸铁锂超快充金砖电池匹配800V极充技术,金砖电池最高充电功率可达500kW,最大充电倍率达到4.5C;在10%至80%快充区间内,实现充电15分钟续航增加500km以上。
欣旺达闪充电池3.0系列中的LFP欣星驰电池充电峰值倍率达6C。
瑞浦兰钧在4月北京车展期间则展出148、194、220系列PHEV电池,可实现2-4C快充、超180Wh/kg能量密度的性能提升。
国轩高科则在第十三届科技大会上推出“G刻”5C超快充电池,同时覆盖了磷酸铁锂、磷酸锰铁锂和三元等多元材料体系。
亿纬锂能的则推出面向商用车的“开源电池”具备3C超快充电速度,15分钟可从20%快充至80%SOC,比能量大于160Wh/kg,循环寿命超过7000次。
巨湾技研则与西部智联联合开发的超快充商用车动力电池,可实现15分钟从10%充到80%,作业4小时;整车动力电池系统具备最大放电功率590kW、最大制动回充功率可达800kW的能力。
二是顺应快充电池趋势发展,材料、制程工艺同步变化。
快充电池对正极、负极、电解液、隔膜等材料都有着更进一步的要求。对比常规铁锂电芯,铁锂快充电芯成本涨幅在10%。
其中负极被视为提升电池快充性能的关键之一,业内主要以碳包覆、二次造粒的方式提升负极材料快充性能,碳包覆技术可打造更大的石墨层间距和通道;二次造粒则可提高压实密度、增大比表面积,更便于锂离子脱嵌,可使材料能量密度和倍率性提高。
目前,杉杉科技、璞泰来、中科星城等负极企业在这一领域都已取得进展,逐步实现出货中。
此外有助于快充性能提升的碳纳米管、锂盐添加剂等辅材也有望凭借快充爆发增速。
制程工艺方面,随着工作电压与能量密度的提升,动力电池制程也在焊接、包蓝膜等细节方面做改进。
在800V高压架构下,在电池绝缘方面,UV涂装工艺有望替代PET蓝膜和粉末涂装。
而在多层极耳焊接环节,能显著降低电池内阻的压熔焊工艺也正在逐渐导入电池产线。
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