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电芯的技术升级路线与现状

来源:知化汽车 浏览次数:122 发布日期:2020-04-30

1、

电动汽车的几个痛点问题,比如续航,充电,成本和安全等,都直接与电芯相关。

所以,电芯是汽车电气化率先启动的一个技术领域。我们分国内外两块来看,从下面这张图可以看出,从2010年左右,到17年,电池系统的皆能从80多提高到了160,170,差不多一倍。

这个图的横坐标是体积比能,纵坐标是质量比能;电芯的提高,很大一部分是在纵坐标上,当然如果尺寸改变了,同时也会提高体积比能;而模组,系统层面的提高,往往会二者都有促进。

2、

这里我们来看下3种电芯的代表案例,来感性地认识下这个升级过程。

软包上,以LG为例,

  • 通用Volt第一代,在2010年发布,采用的是NCM111,比能

  • Volt第二代,在2015年上市,采用的是NCM242,还有些其他的元素

  • 到了BOLT EV,也就是2016年,就采用了LG的NCM 622

  • Bolt EV在2020年也进行了一次小的升级,由原来的62.2kWh(可用容量为58kWh),提升至68kWh(可用能量为64kWh),有可能是更新到了NCM712。

方形电芯上,以三星SDI为例,它在宝马i3上的升级过程,是一个非常经典的电芯尺寸不变,而比能提高的过程。

  • i3 一代,2014年发布,采用的是60Ah NCM111+LMO

  • i3二代,2016年发布,采用的是94Ah NCM333

  • 到了2018年,也就是最新一代i3,就换成了NCM622的120Ah

圆柱上,以松下为例,

  • Model S在2012开发布的时候,采用的是特斯拉18650一代,3.1Ah

  • 2016年进行了一次升级,到了3.6Ah

  • 2017年Model 3上市,采用了21700这个第三代电芯,4.8Ah,负极采用了500mAh/g以上容量的硅合金复合材料。

国内的话,从14年开始到现在,电池系统的平均比能从90提升到了145,增加了60%左右,这个行业整体的提升节奏和宝马i3的升级类似,2014年i3的93左右到了2018年的155。

我们以宁徳时代电芯在各时期的代表车型来大体看下国内的升级历程:

在2013年,华晨宝马的芝诺上市,采用的是宁徳时代的磷酸铁锂。

随后,宁徳刚始了宝马的第二个项目,就是宝马的X1 PHEV,这款车于2016年上市,采用的是NCM111,也就是从这个项目开始,宁徳开启了在三元路线上的快速奔跑。

另一个代表车型在吉利帝豪EV,2016年EV300上市的时候采用的是NCM111,到了2018年升级到了NCM523,续航也达到了450公里;

然后就是到了去年,除了X1升级了NCM8111,广汽AIONS,小鹏P7,吉利几何A也都装上了811。

3、

从目前在市面上的车型来看,LG和宁徳在后期路线策略上稍微有些不同,LG现在配的更多车型是622的,宁徳以523为主,LG的下一步是更新到NCM712和NCMA,宁徳基本就跳到了NCM811。 

目前量产化 NCM811 材料比容量可达 200mAh/g 左右, NCA 材料比容量可达 190 ~200mAh/g左右。使用 NCM811 和 NCA 材料均已开发出能量密度为 300Wh/ kg的动力电池,NCA 和NCM811 材料的圆柱形动力电池已规模化应用,方形NCM811也已量产,但NC M811软包动力电池的大规模量产和应用尚需一段时间。 

尽管技术仍在向前推进,但电芯这个领域的升级到此,差不多就要告一个段落了,特斯拉,宁徳和LG就像是主力,在过去5年内,把整体的比能拉了一个惊人的涨停,让国内大大小小的企业都在追涨,接下来要横盘一段时间。这里面我感觉还是有很多的问题,不是每家企业都能跟得上这个节奏,就到了所谓的洗牌了吧,国家也需要一个窗口期来评估电芯的安全。另外就是,这个领域的提升难度在加大。

这个背景之下,有关模组和PACK系统层面的创新优势开始凸现出来了。

标签:  电动汽车
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