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動力電池是新能源汽車的重要組成部分,也是制約新能源汽車發(fā)展的“命門”,各大動力電池企業(yè)、整車廠都在奮力突破技術(shù)瓶頸。那么動力電池的未來發(fā)展趨勢是怎樣的?下文小編將帶大家了解。
正極材料高鎳化發(fā)展,逐步降低鈷、錳含量 三元鋰電池的正極材料大多由鎳鈷錳、鎳鈷鋁組成。在鎳、鈷、錳(鋁)等這些金屬原材料中,鈷資源較為稀缺并且分布不均,目前我國已探明鈷儲量約8萬噸,占全球總儲量約1%,較依賴進口。隨著新能源汽車的爆發(fā),鈷價也隨之上漲。因此三元材料中鈷含量的降低,對正極廠商整體成本控制至關重要。 鈷在三元電池中的作用是穩(wěn)定結(jié)構(gòu),并非參與電化學反應;而鎳可提高電池材料的體積能量密度。因此提高正極材料中鎳的含量,降低鈷含量,是提升電池能量密度和降低成本的重要手段。目前許多主流動力電池企業(yè)已將低鈷甚至無鈷化正極作為未來動力電池研發(fā)方向。但三元電池真正去鈷后的安全性、電解液匹配等問題仍有待突破。目前NCM811(鎳鈷錳的含量比例為8:1:1)是已實現(xiàn)量產(chǎn)的鈷含量很低的鎳鈷錳三元電池。 硅基等負極材料是未來發(fā)展方向,硅碳與硅氧為主要技術(shù)路線 鋰電池負極主要分為碳材料和非碳材料。鋰離子電池的負極材料性能的改善,可以很大程度提升鋰離子電池的性能,目前市場的負極材料以人造石墨為主,天然石墨為輔。 從技術(shù)層面來看,石墨負極材料的容量上限已無法滿足電動汽車更高能量密度的需求,硅是提升動力電池能量密度的關鍵。目前,硅基材料的主要發(fā)展方向是硅碳復合材料與硅氧復合材料。 隨著動力電池能量密度要求的提高,硅碳負極搭配高鎳三元材料的體系成為發(fā)展趨勢。如特斯拉的4680電池使用的就是高鎳正極+硅碳負極材料。許多電池企業(yè)均在4680電池技術(shù)上有產(chǎn)能規(guī)劃,4680大圓柱和快充技術(shù)也有望加速硅基負極的應用。 動力電池結(jié)構(gòu)向大模組、無模組方向創(chuàng)新 除材料迭代以外,結(jié)構(gòu)革新也是動力電池重要的技術(shù)發(fā)展路徑。傳統(tǒng)新能源汽車動力電池系統(tǒng)一般是“電芯-模組-電池包”三級裝配模式。但模組配置方式的空間利用率只有40%,很大程度限制了其它部件的空間。因此各大廠商在電芯、模組、封裝方式等方面進行結(jié)構(gòu)上的改進和精簡,以此提升電池的系統(tǒng)性能。電池一體化(CTP、CTC、CTB)的發(fā)展逐漸成為行業(yè)的重點研究、應用方向。 動力電池技術(shù)路線呈多元化發(fā)展 由于全球鋰資源的儲量有限,且我國的鈷、鎳等資源探明儲量全球占比低,鋰離子電池發(fā)展遠期將受鋰資源短缺限制。近年,國家發(fā)改委、國家能源局《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》指出,新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎裝備,要堅持儲能技術(shù)多元化發(fā)展。