在保证安全性的前提下,提升能量密度、降低生产成本、提高产品一致性,是动力电池行业内广泛关注的话题。生产成本曲线在不断波动,产品一致性也不好量化,若要评价动力电池企业的技术水平,对比电芯的能量密度则是最直观的方法。
本文就以三元电池为例,依照方壳、圆柱和软包三种封装体系,参照部分人物观点,不放卫星,以能量密度为标准分析一下国内动力电池企业的现有技术水平。
方壳:宁德时代和比亚迪,也许并不落后
官方数据显示,宁德时代现阶段方壳电芯的能量密度已经到达了240Wh/kg,技术规划是在2020年之前将电芯能量密度提升到300Wh/kg。
通过811三元正极+硅/碳混合负极提高能量密度的同时,循环、高温性能、成本啊、安全性等都要做出牺牲,同时生产工艺和环境要求也相对苛刻。知情人士透露,2017年宁德时代大批量供货的方壳电芯能量密度在190~210Wh/kg之间,2018年很可能提升至了210~230Wh/kg。
早在2017年初,宁德时代就开启了“新一代锂离子动力电池产业化技术开发”项目,研发高镍三元材料为正极、硅碳复合物为负极的锂离子动力电池。2017年,宁德时代的总产能为17.09Gwh,而刚刚公布的新版招股书中显示,当湖西锂离子动力电池生产基地项目达产后,宁德时代将新增产能24GWh,总产能将达到41.09 GWh。
而比亚迪内部人士爆料称,现阶段比亚迪大规模量产电芯的能量密度为220Wh/kg,目标也是在2020年之前实现300Wh/kg。如今,比亚迪动力电池的总共产能为16GWh,其中磷酸铁锂电池占9GWh,三元锂电池占7GWh。
国际上,方壳电芯也是三星SDI的主力产品。2017年三星SDI株式会社副社长郑世雄曾公开表示,三星SDI动力电池能量密度目前为250Wh/kg,并预计在2023年达到350Wh/kg的目标。也许在2017年三星真的已经实现了250Wh/kg方壳电芯的大规模量产,但据测可能用的是NCA三元正极材料。
方壳电池种类众多,根据客户要求,电池企业可以在容量、形状和尺寸等方面进行量身定制。考虑到正负极材料配方的差异,因此同规格的方壳电芯之间的能量密度才更具可比性。国内外方壳动力电池龙头企业在电芯能量密度上的差距或许很小,也许单从这一技术条件上看,中国可能并没有落后太多。
圆柱:比克能超越松下吗?
作为国内为数不多的专注于圆柱动力电池的企业,比克向表示,其2.75Ah动力电池电芯(18650)能量密度已经达到240Wh/Kg,并计划在2020年实现300Wh/kg。