1、
電動汽車的幾個痛點(diǎn)問題,比如續(xù)航,充電,成本和安全等,都直接與電芯相關(guān)。
所以,電芯是汽車電氣化率先啟動的一個技術(shù)領(lǐng)域。我們分國內(nèi)外兩塊來看,從下面這張圖可以看出,從2010年左右,到17年,電池系統(tǒng)的皆能從80多提高到了160,170,差不多一倍。
這個圖的橫坐標(biāo)是體積比能,縱坐標(biāo)是質(zhì)量比能;電芯的提高,很大一部分是在縱坐標(biāo)上,當(dāng)然如果尺寸改變了,同時也會提高體積比能;而模組,系統(tǒng)層面的提高,往往會二者都有促進(jìn)。
2、
這里我們來看下3種電芯的代表案例,來感性地認(rèn)識下這個升級過程。
軟包上,以LG為例,
通用Volt第一代,在2010年發(fā)布,采用的是NCM111,比能
Volt第二代,在2015年上市,采用的是NCM242,還有些其他的元素
到了BOLT EV,也就是2016年,就采用了LG的NCM 622
Bolt EV在2020年也進(jìn)行了一次小的升級,由原來的62.2kWh(可用容量為58kWh),提升至68kWh(可用能量為64kWh),有可能是更新到了NCM712。
方形電芯上,以三星SDI為例,它在寶馬i3上的升級過程,是一個非常經(jīng)典的電芯尺寸不變,而比能提高的過程。
i3 一代,2014年發(fā)布,采用的是60Ah NCM111+LMO
i3二代,2016年發(fā)布,采用的是94Ah NCM333
到了2018年,也就是最新一代i3,就換成了NCM622的120Ah
圓柱上,以松下為例,
2016年進(jìn)行了一次升級,到了3.6Ah
2017年Model 3上市,采用了21700這個第三代電芯,4.8Ah,負(fù)極采用了500mAh/g以上容量的硅合金復(fù)合材料。
國內(nèi)的話,從14年開始到現(xiàn)在,電池系統(tǒng)的平均比能從90提升到了145,增加了60%左右,這個行業(yè)整體的提升節(jié)奏和寶馬i3的升級類似,2014年i3的93左右到了2018年的155。
我們以寧徳時代電芯在各時期的代表車型來大體看下國內(nèi)的升級歷程:
在2013年,華晨寶馬的芝諾上市,采用的是寧徳時代的磷酸鐵鋰。
隨后,寧徳剛始了寶馬的第二個項目,就是寶馬的X1 PHEV,這款車于2016年上市,采用的是NCM111,也就是從這個項目開始,寧徳開啟了在三元路線上的快速奔跑。
另一個代表車型在吉利帝豪EV,2016年EV300上市的時候采用的是NCM111,到了2018年升級到了NCM523,續(xù)航也達(dá)到了450公里;
然后就是到了去年,除了X1升級了NCM8111,廣汽AIONS,小鵬P7,吉利幾何A也都裝上了811。
3、
從目前在市面上的車型來看,LG和寧徳在后期路線策略上稍微有些不同,LG現(xiàn)在配的更多車型是622的,寧徳以523為主,LG的下一步是更新到NCM712和NCMA,寧徳基本就跳到了NCM811。
目前量產(chǎn)化 NCM811 材料比容量可達(dá) 200mAh/g 左右, NCA 材料比容量可達(dá) 190 ~200mAh/g左右。使用 NCM811 和 NCA 材料均已開發(fā)出能量密度為 300Wh/ kg的動力電池,NCA 和NCM811 材料的圓柱形動力電池已規(guī)?;瘧?yīng)用,方形NCM811也已量產(chǎn),但NC M811軟包動力電池的大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用尚需一段時間。
盡管技術(shù)仍在向前推進(jìn),但電芯這個領(lǐng)域的升級到此,差不多就要告一個段落了,特斯拉,寧徳和LG就像是主力,在過去5年內(nèi),把整體的比能拉了一個驚人的漲停,讓國內(nèi)大大小小的企業(yè)都在追漲,接下來要橫盤一段時間。這里面我感覺還是有很多的問題,不是每家企業(yè)都能跟得上這個節(jié)奏,就到了所謂的洗牌了吧,國家也需要一個窗口期來評估電芯的安全。另外就是,這個領(lǐng)域的提升難度在加大。
這個背景之下,有關(guān)模組和PACK系統(tǒng)層面的創(chuàng)新優(yōu)勢開始凸現(xiàn)出來了。