中國儲能網(wǎng)訊：全球動力電池企業(yè)當前技術(shù)現(xiàn)狀

1.1.電池形態(tài)：形態(tài)各異，各有優(yōu)勢

LG化學和SKI：在動力電池在封裝方面，都采用疊片式軟包設(shè)計。軟包鋰電池與圓柱、方形電池之間的最大區(qū)別之處在于鋁塑膜，這是軟包鋰電池比較關(guān)鍵、技術(shù)難度較高的一個環(huán)節(jié)。軟包電池主要有安全性能好（軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問題時，軟包電池一般會鼓氣裂開，不會爆炸）、重量輕（軟包電池重量較同等容量鋁殼鋰電池輕10%-20%）、內(nèi)阻小、循環(huán)性能好、設(shè)計靈活（外形可變?nèi)我庑螤?，可以更薄，可根?jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號）等諸多優(yōu)點。軟包電池的缺點主要是一致性較差，成本較高，容易發(fā)生漏液，技術(shù)門檻高。
松下動力電池：采用的是NCA正極材料，由于NCA正極材料在充放電過程中容易產(chǎn)氣的特性，電芯封裝以圓柱為主。圓柱形電池的優(yōu)點主要有生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品良率高，有如18650、21700等統(tǒng)一規(guī)格型號，整體成本有優(yōu)勢。然而圓柱形電池缺點也比較明顯，NCA圓柱形電池由于安全性較差，需要配備非常好的熱管理系統(tǒng)，模組以及PACK集成難度大，能量密度利用率較低。另外，除了供應特斯拉的圓柱形電池外，松下還給其它車企供應方形電池，主要配套HV/PHV車型，對于HV/PHV車型，主要向高輸出功率/高容量進行突破，對于BEV車型，則向高能量密度進行突破。

1.2.化學體系：高鎳三元，大勢所趨

LG化學：目前軟包動力電池主要以正極采用NCM622摻雜LMO、負極采用石墨、涂覆隔膜的化學體系，以后正極材料會發(fā)展為712體系。NCM811體系的電池主要以圓柱為主，用于電動巴士上。

三星SDI：目前的動力電池同樣以正極NCM622+石墨負極的化學體系為主，也量產(chǎn)NCA+LMO的正極材料，目前三星SDI的單體鋰離子電池產(chǎn)品系列比較齊全，標準產(chǎn)品包括高能量的BEV(純電動)60Ah、94Ah電池，PHEV(插電式混合電動車)26Ah、37Ah電池(26Ah會逐漸被37Ah取代)，HEV(混合電動車)5.2Ah、5.9Ah電池，以及與超級電容器結(jié)合應用于低壓系統(tǒng)(LVS，lowvoltagesystem)的高功率電池(4.0Ah、11Ah)。

1.3.成組效率：方形最優(yōu)，圓柱最難

LG化學與SKI：目前軟包電池雖然單體能量密度比方形電芯高，但是在成組效率方面較低，目前能量密度轉(zhuǎn)化率預計在80%左右。

三星SDI與CATL：電芯由于采用的是方形電芯形態(tài)，成組效率較高，電芯至模組最高的能量密度轉(zhuǎn)換效率可高達90%。

1.4.能量密度：松下領(lǐng)跑，三星較慢

LG化學：電芯能量密度在250Wh/kg左右，體積能量密度在530Wh/L左右，可以滿足整車400km的續(xù)航里程需求。

三星SDI：在能量密度的提升上，和國內(nèi)通用的以Wh/kg所不同，所采用的標準是Wh/L，三星認為對于乘用車來講，Wh/L其實意義更重要。目前，三星的第3代動力電池能量密度是在550Wh/L，相當于210-230Wh/kg，已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。

2、全球動力電池企業(yè)未來技術(shù)規(guī)劃

2.1.電池技術(shù)的發(fā)展路徑

LG化學：LG電芯依然為軟包形態(tài)，在長度上會根據(jù)整車需求考慮加長，主要有兩個好處：提供電芯到模組的能量密度轉(zhuǎn)化率，提到能量密度（上升約13%）。模組形式采用VDA模組和長模組形式，減去散熱鋁板采用軟包邊緣導熱膠形式，提升散熱性能，簡化模組結(jié)構(gòu)，改善電芯至模組的能量密度轉(zhuǎn)化率，提升模組能量密度。2020-2022年單體能量密度將達到300Wh/kg，體積能量密度將達到700Wh/L，可以滿足整車500km的續(xù)航里程需求。2023-2024年能量密度將達330Wh/kg，可以滿足整車600km的續(xù)航里程需求。

三星SDI：下一代3.5代產(chǎn)品能量密度可以達到630Wh/L，預計在2019年量產(chǎn)。同時，三星還在加大力度研發(fā)第4代電池，能量密度可以達到700Wh/L，相當于270-280Wh/kg，預計2021~2022年左右量產(chǎn)，此后第5代電池會達到800Wh/L相當于300Wh/kg，這個產(chǎn)品會在2023年以后量產(chǎn)。300Wh/kg已經(jīng)是鋰電池儲能的能量密度極限，2023-2025年就需要通過變革電池創(chuàng)新來進一步提升，目前，三星也在做新型電池的基礎(chǔ)研發(fā)，樣品可以做出來，但距離產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)還比較遠：在2015年，三星SDI的全固態(tài)電池試制樣品已經(jīng)可以達到300Wh/kg(采用硫化物類的固態(tài)電解質(zhì))，至于鋰金屬電池、鋰空氣電池，三星SDI現(xiàn)在只是實驗室開發(fā)，真正應用可能要10年之后，屆時能量密度有望達到900Wh/kg，一次充電可行駛700km的目標。

2.2.材料體系的發(fā)展趨勢

LG化學未來從622做到70％的鎳，10％的鈷和20％的錳以達到712。而NCMA是LG的一個中長期目標，通過向NCM添加氧化鋁，使鎳含量接近90％，鈷含量低于10%。目前的情況是622軟包電芯正在量產(chǎn)，712型正在積極開發(fā)，會在兩到三年內(nèi)進行大規(guī)模生產(chǎn)。NCM811正極材料更適用于圓柱電池，會大量生產(chǎn)用于電動公交車，第三代電池主要的發(fā)展方向是增加能量密度（增加鎳含量），降低成本（減少鈷含量）和提高充電性能（引入人造石墨負極）。

三星SDI未來采用NCA材料，因為鋰離子在循環(huán)往復的使用過程中，容易在NCA表面形成一些殘留，會影響它的使用壽命。三星SDI通過在NCA表面做一層金屬的涂布，減少殘留，提高它的使用壽命。