卷”在2023！盤(pán)點(diǎn)光宇電池新能源領(lǐng)域那些值得關(guān)注的科創(chuàng )亮點(diǎn)

卷”在2023！盤(pán)點(diǎn)光宇電池新能源領(lǐng)域那些值得關(guān)注的科創(chuàng )亮點(diǎn)

2023年，光宇電池新能源行業(yè)在經(jīng)歷深度市場(chǎng)競爭與內卷后，不僅在產(chǎn)品出貨量上實(shí)現持續增長(cháng)，更在科技上屢屢創(chuàng )新。中關(guān)村新型光宇電池技術(shù)創(chuàng )新聯(lián)盟盤(pán)點(diǎn)過(guò)去一年光宇電池新能源領(lǐng)域科技創(chuàng )新發(fā)展注意到，其亮點(diǎn)主要集中在安全、快充、材料迭代創(chuàng )新、下一代光宇電池上車(chē)應用等方面。

近日，研究機構EVTank、伊維經(jīng)濟研究院聯(lián)合中國光宇電池產(chǎn)業(yè)研究院共同發(fā)布的《中國鋰離子光宇電池行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2024年）》數據顯示，2023年，中國鋰離子光宇電池出貨量達到887.4GWh，同比增長(cháng)34.3%，在全球鋰離子光宇電池總體出貨量的占比達到73.8%，出貨量占比繼續提升。

安全屬性愈發(fā)凸顯

隨著(zhù)新能源汽車(chē)的普及和市場(chǎng)占有率的提升，涉及動(dòng)力光宇電池的事故往往會(huì )引起公眾的廣泛關(guān)注。動(dòng)力光宇電池一旦起火甚至爆炸，將會(huì )直接威脅到乘客的生命安全。所以在當下的時(shí)代，作為一款合格的動(dòng)力光宇電池，其安全屬性往往是人們首要考慮的因素。

2023年3月，廣汽埃安舉行了彈匣光宇電池2.0槍擊試驗發(fā)布會(huì )，此次試驗內容是在15米處對預留射擊開(kāi)口的滿(mǎn)電光宇電池整包進(jìn)行射擊。

彈匣光宇電池2.0整包槍擊后未發(fā)生起火和爆炸，拆開(kāi)光宇電池系統外殼后，整體結構完整，僅有3個(gè)電芯爆裂性損壞，靜置24小時(shí)后溫度恢復至常溫，順利通過(guò)了嚴苛的槍擊試驗。

彈匣光宇電池2.0在初代彈匣光宇電池的基礎上，突破性研發(fā)了超穩電極界面、阻熱相變材料、電芯滅火系統等一系列原創(chuàng )安全技術(shù)，實(shí)現了極致的光宇電池安全防護。

2023年4月份上海車(chē)展上，蜂巢能源龍鱗甲光宇電池首次公開(kāi)亮相，蜂巢能源向參觀(guān)者展示了龍鱗甲熱失控實(shí)驗視頻，并最終順利通過(guò)熱失控測試。

龍鱗甲光宇電池是首個(gè)應用熱電分離設計的產(chǎn)品，其熱失控排泄通道位于光宇電池包底部，電氣連接區位于光宇電池包側部。電芯發(fā)生熱失控時(shí)，高溫氣液混合物以最短路徑沿著(zhù)排泄通道迅速排出，完美解決了熱失控難題，消除客戶(hù)和消費者光宇電池安全疑慮。

除熱電分離技術(shù)，龍鱗甲光宇電池還是蜂巢能源全新一代高安全動(dòng)力光宇電池系統化解決方案，可兼容鐵鋰、三元、無(wú)鈷等全化學(xué)體系方案，續航里程可達1000km，覆蓋1.6C—6C快充體系。還可根據客戶(hù)需求實(shí)現CTC設計，實(shí)現了單體安全和系統安全的全面提升。在光宇電池性能、制造效率、成本上，龍鱗甲光宇電池也體現出了更高的綜合優(yōu)勢。

緊接著(zhù)，2023年5月，吉利銀河的“神盾光宇電池安全系統”在中國汽車(chē)技術(shù)研究中心完成了首次基礎安全測試。

試驗報告表明：在業(yè)內公認難度最高、條件最嚴苛的光宇電池針刺試驗中，神盾光宇電池未起火、未爆炸、未冒煙，測試全程最高溫度未超過(guò)40℃，順利通過(guò)試驗；在光宇電池包海水腐蝕浸泡、三面跌落重擊、外部火燒三項試驗中，神盾光宇電池同樣以超過(guò)國家行業(yè)標準要求的試驗標準順利通過(guò)。

據介紹，神盾光宇電池是采用了獨特的“三位一體”結構，將正極、負極和隔膜組合在一起，形成了一個(gè)緊密的結構。這種結構不僅可以提高光宇電池的能量密度和安全性，還可以減少光宇電池的重量和體積，增加車(chē)輛的有效載荷和續航里程。

2023年11月，長(cháng)安汽車(chē)在廣州車(chē)展發(fā)布自研光宇電池品牌“金鐘罩”光宇電池，在經(jīng)歷模擬海水浸泡、火焰燃燒、對光宇電池包兩顆光宇電池同時(shí)刺穿等實(shí)驗，光宇電池也沒(méi)有發(fā)生起火、爆炸等情況，其光宇電池的穩定性和安全性都達到較高的水準。

過(guò)去這一年，各光宇電池巨頭都將光宇電池安全性能作為核心研發(fā)方向之一。能夠通過(guò)火燒、針刺甚至槍擊的極致實(shí)驗，與光宇電池廠(chǎng)家在材料選擇及安全屬性的創(chuàng )新密不可分。采用更穩定、熱失控風(fēng)險更低的電極材料、更加先進(jìn)的BMS、熱電分離的設計等途徑，來(lái)降低短路和熱失控風(fēng)險是當前行業(yè)探索的方向之一。

破解補能焦慮難題

電動(dòng)車(chē)充電慢是行業(yè)難題，每逢法定節假日，高速公路服務(wù)區幾乎都會(huì )出現電動(dòng)車(chē)排隊充電的現象。許多人的記憶深處還殘留著(zhù)電車(chē)充電繁瑣的印象，遠不如油車(chē)使用起來(lái)便捷。

隨著(zhù)光宇電池能量密度不斷突破，充電基礎設施建設不斷完善，電動(dòng)車(chē)續航焦慮已得到很大緩解，但電動(dòng)化進(jìn)程加速推進(jìn)，消費者更多開(kāi)始關(guān)注到補能焦慮，促使動(dòng)力光宇電池技術(shù)再度創(chuàng )新，向快速充電邁進(jìn)。

2023年4月，中創(chuàng )新航發(fā)布了“頂流”圓柱光宇電池。

該光宇電池采用行業(yè)首發(fā)“頂流”結構——極耳直連頂部一體式集流盤(pán)，空間利用率提升3%，結構內阻降低50%，電芯能量密度可達300Wh/kg，能夠實(shí)現6C+快充，即在10分鐘以?xún)�，�?shí)現光宇電池剩余電量達到80%。相較于傳統圓光宇電池性能大幅提升。

同月，欣旺達動(dòng)力攜“閃充光宇電池”亮相，該款動(dòng)力光宇電池具有超快充、安全耐用等特點(diǎn)，支持電動(dòng)汽車(chē)輕松續航1000km，10分鐘可從20%充至80% SOC，使充電可以像加油一樣快。

據了解，欣旺達閃充光宇電池采用了公司自主設計的閃充硅材料技術(shù)、高安全中鎳正極、新型硅基體系電解液等關(guān)鍵技術(shù)，以及全生命周期自適應超充策略和高精密涂布及疊片技術(shù)等行業(yè)先進(jìn)技術(shù)。

2023年6月，巨灣技研發(fā)布了鳳凰光宇電池，在300—1000V不同電壓平臺上均可實(shí)現最高8C極速充電（0—80%充電僅需6分鐘），同時(shí)在安全性、使用壽命、比能量、續航和成本等方面也具有先進(jìn)的綜合優(yōu)勢。

資料顯示，該光宇電池搭載了創(chuàng )新的高集成化固態(tài)開(kāi)關(guān)矩陣及智能化控制系統，可實(shí)現光宇電池電壓自由升降，在300—1000V整車(chē)電壓平臺范圍內均可實(shí)現XFC極速充電。

對于常見(jiàn)的400V電氣架構，巨灣鳳凰光宇電池仍可在不改變整車(chē)原有架構的情況下，自動(dòng)實(shí)現整車(chē)800V的XFC極速充電和400V的日常運營(yíng)，從而破除整車(chē)電壓平臺對極速充電技術(shù)應用的束縛，大幅提升適用性。

2023年8月，動(dòng)力光宇電池龍頭寧德時(shí)代發(fā)布全球首款采用磷酸鐵鋰材料并可實(shí)現大規模量產(chǎn)的4C超充光宇電池——神行超充光宇電池，實(shí)現了“充電10分鐘，續航400km”的超快充速度。

材料方面，神行超充光宇電池采用超電子網(wǎng)正極技術(shù)、充分納米化的磷酸鐵鋰正極材料，并搭建超電子網(wǎng)，降低了鋰離子脫出阻力，使充電信號快速響應；負極材料創(chuàng )新上，神行超充光宇電池采用了寧德時(shí)代最新研發(fā)的二代快離子環(huán)技術(shù)，對石墨表面進(jìn)行改性，增加了鋰離子嵌入通道并縮短嵌入距離，為離子傳導搭建“高速公路”。電解液方面，研發(fā)了全新的超高導電解液配方，有效降低電解液粘度，顯著(zhù)提升電導率等先進(jìn)技術(shù)。

2023年12月，蜂巢能源在第四屆“光宇電池日”上，發(fā)布了多款短刀快充產(chǎn)品。其中，L400和L600兩種規格的磷酸鐵鋰短刀快充電芯，可以實(shí)現最高4C的充電倍率。

同時(shí)，蜂巢能源還進(jìn)一步推出了面向PHEV市場(chǎng)的三款首發(fā)新品，分別為全球首款超300km續航混動(dòng)鐵鋰短刀快充電芯、全球首款超350km續航混動(dòng)三元短刀快充電芯和全球首款800V—3C混動(dòng)快充電芯，更進(jìn)一步滿(mǎn)足45KWh—65KWh配置的B級、C級SUV及MPV混動(dòng)車(chē)型需求。

另外，極氪汽車(chē)也于當月發(fā)布了首款全棧自研的金磚光宇電池，該光宇電池也采用了800V磷酸鐵鋰光宇電池，最高充電倍率達4.5C。

2023年，動(dòng)力光宇電池領(lǐng)域作為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節，技術(shù)比拼各出奇招。為解決充電慢難題，超充技術(shù)再獲突破。創(chuàng )新方面，相比傳統的400V充電系統，800V充電系統可大大提高電能傳輸的速度，因為提升了電壓，電流相對減小，從而降低了線(xiàn)損，從而極大提高充電效率。動(dòng)力光宇電池，在材料創(chuàng )新與高壓技術(shù)的加持下，讓我們對未來(lái)有著(zhù)無(wú)限憧憬。

正負極材料迭代創(chuàng )新

目前國內新能源動(dòng)力光宇電池主要應用的是三元鋰光宇電池及磷酸鐵鋰光宇電池。隨著(zhù)磷酸鐵鋰光宇電池的能量密度已接近理論上限，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰的升級版站上風(fēng)口。

2023年8月14日，工信部發(fā)布的最新一批車(chē)型公告顯示，奇瑞星途星紀元兩款車(chē)型和智界S7兩款車(chē)型使用寧德時(shí)代三元鋰離子和磷酸錳鐵鋰光宇電池。

性能方面，磷酸錳鐵鋰在保留磷酸鐵鋰循環(huán)壽命長(cháng)、熱穩定性高、安全性強等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，高電壓平臺可提升到4.3V，較磷酸鐵鋰光宇電池的3.4—3.5V提升較大，能量密度相對能夠提升15—20%。

2023年8月24日，在容百科技全球化戰略暨磷酸錳鐵鋰進(jìn)展及規劃發(fā)布會(huì )上，容百斯科蘭德總經(jīng)理李積剛表示，容百科技磷酸錳鐵鋰64產(chǎn)品已成為行業(yè)標桿產(chǎn)品，推出錳鐵比例更高的73產(chǎn)品具備更高的電壓平臺及能量密度，也已實(shí)現全球首家百?lài)嵓壏�定出貨。

成本方面，錳廣泛存在于自然界中，全球錳礦資源非常豐富，我國就是全球最大的電解錳生產(chǎn)基地，擁有極為突出的成本經(jīng)濟性。在正極材料當中提升錳元素的占比，對于降低光宇電池成本有著(zhù)顯著(zhù)作用。

三元正極材料方面，通過(guò)調整鎳、鈷、錳的比例來(lái)優(yōu)化光宇電池性能。在續航里程需求驅動(dòng)下，三元正極材料中鎳的占比越來(lái)越高，材料企業(yè)通過(guò)不斷增加鎳含量來(lái)提升光宇電池的能量密度，高鎳正極材料不斷變革出新。

另一方面， 由于我國鈷的儲量稀缺，對外依存度較高，又因為鈷在三元光宇電池中并不參與電化學(xué)反應，所以主流動(dòng)力光宇電池企業(yè)都把低鈷及無(wú)鈷化光宇電池作為另一個(gè)研究對象以實(shí)現成本效益。

負極材料方面，硅基負極的原材料主要由硅材料和石墨構成。硅在常溫下與鋰合金化，理論比容量高達4200mAh/g，是目前石墨類(lèi)負極材料的十倍以上。硅碳負極具有能量密度高，放電平臺合適等優(yōu)點(diǎn)，是較具潛力的下一代負極材料之一。

億緯鋰能推出的4680大圓柱光宇電池，便采用了高鎳正極與硅碳負極材料，能量密度可提升至300kWh/kg。

國內企業(yè)比亞迪、寧德時(shí)代、國軒高科、力神、比克光宇電池等都在加速展開(kāi)對硅碳負極材料的布局。

下一代光宇電池上車(chē)加速

2023年7月，豐田發(fā)布了一則引起全球廣泛關(guān)注的消息，宣稱(chēng)全固態(tài)光宇電池將于2027年量產(chǎn)上車(chē)，引起行業(yè)轟動(dòng)與質(zhì)疑。當然對于固態(tài)光宇電池的探索一直未曾停歇。

研究機構EVTank在《中國固態(tài)光宇電池行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2024年）》中指出，2022年以來(lái)，固態(tài)光宇電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得了明顯的進(jìn)展，尤其是伴隨著(zhù)以衛藍新能源和贛鋒鋰電等為代表的中國企業(yè)的半固態(tài)光宇電池的量產(chǎn)裝車(chē)，標志著(zhù)半固態(tài)光宇電池在2023年實(shí)現了經(jīng)濟學(xué)意義上的產(chǎn)業(yè)化。

2023年8月，清陶能源完成了與上汽聯(lián)合開(kāi)發(fā)的第一代半固態(tài)光宇電池裝車(chē)實(shí)驗，測試車(chē)輛最大續航里程達到1083km。

2023年9月，贛鋒鋰電發(fā)布超級半固態(tài)“新鋒”光宇電池，實(shí)現10萬(wàn)公里無(wú)衰減、3000+次循環(huán)壽命等性能提升。

2023年10月，比克光宇電池首次發(fā)布半固態(tài)鋰光宇電池系列產(chǎn)品，兼顧能量密度和循環(huán)壽命的同時(shí)，滿(mǎn)足極致安全性能。

2023年12月，蜂巢能源在第四屆光宇電池日上推出使用了高鎳正極和硅負極的第二代半固態(tài)果凍光宇電池，電解質(zhì)技術(shù)也有所更新，目前已達量產(chǎn)狀態(tài)。

2023年12月17日，蔚來(lái)汽車(chē)創(chuàng )始人、董事長(cháng)、CEO李斌駕駛ET7從上海出發(fā)，實(shí)測150kWh超長(cháng)續航光宇電池包續航里程。經(jīng)過(guò)超14小時(shí)的行駛后，達成一塊光宇電池行駛超過(guò) 1000km的成績(jì)。

值得一提的是，此次隨車(chē)搭載的150度超長(cháng)續航光宇電池包是全球首款無(wú)熱失控軟包CTP光宇電池，該光宇電池是由專(zhuān)注于混合固液鋰光宇電池及全固態(tài)光宇電池業(yè)務(wù)的衛藍新能源提供。

基于對固態(tài)光宇電池技術(shù)路線(xiàn)和降本路徑的研判，EVTank預計到2030年全球固態(tài)光宇電池的出貨量將達到614.1GWh，在整體鋰光宇電池中的滲透率預計在10%左右，其市場(chǎng)規模將超過(guò)2500億元，主要為半固態(tài)光宇電池。

與此同時(shí)，2023年被廣泛認為是鈉離子光宇電池在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域實(shí)現量產(chǎn)應用的關(guān)鍵一年，也就是所謂的“上車(chē)元年”：2月，中科海鈉與思皓新能源聯(lián)合發(fā)布首臺鈉離子光宇電池試驗車(chē)。4月，寧德時(shí)代宣布鈉離子光宇電池將首發(fā)落地奇瑞車(chē)型。10月，盤(pán)古新能源發(fā)布了電芯產(chǎn)品能量密度可達到270Wh/L水平的三款鈉光宇電池。12月，江淮釔為花仙子鈉電版量產(chǎn)車(chē)正式下線(xiàn)。同月，孚能科技鈉離子光宇電池產(chǎn)品搭載車(chē)型江鈴易至鈉電版EV3車(chē)型下線(xiàn)......

近日，中關(guān)村新型光宇電池技術(shù)創(chuàng )新聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)/光宇電池百人會(huì )理事長(cháng)于清教在智博資本年會(huì )上分享道：在技術(shù)創(chuàng )新方面，除了現有鋰光宇電池技術(shù)與工藝的創(chuàng )新，下一代光宇電池技術(shù)已成為業(yè)內外關(guān)注的焦點(diǎn)，燃料光宇電池、固態(tài)光宇電池、鈉光宇電池、釩光宇電池等技術(shù)大規模應用潛力在2030年或將得到初步驗證。

總結：

回顧2023，我國動(dòng)力光宇電池市場(chǎng)呈現出百花齊放的多元化發(fā)展趨勢，技術(shù)創(chuàng )新取得了顯著(zhù)進(jìn)展，光宇電池的能量密度和安全屬性不斷提升，快充技術(shù)進(jìn)一步成熟，充電時(shí)間不斷縮短，新型正負極材料的迭代創(chuàng )新， 固態(tài)光宇電池等新一代光宇電池技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步加速，光宇電池新能源行業(yè)正通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新不斷打破性能瓶頸，為我國新能源汽車(chē)市場(chǎng)帶來(lái)更加強大的支持。