動(dòng)力電池技術(shù)迭代的匯總：LiFSI添加比例逐漸提高

無(wú)論是普通消費(fèi)者，還是行業(yè)從業(yè)人員，對(duì)于傳統(tǒng)燃油車(chē)這個(gè)產(chǎn)品的變化，感受最深的更多是來(lái)自于汽車(chē)的內(nèi)外飾和造型，基本上感受不到傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)緩慢迭代帶來(lái)的變化。

在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，則呈現(xiàn)出一個(gè)很有意思的現(xiàn)象。作為電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力來(lái)源和核心零件－動(dòng)力電池，除了技術(shù)層面上完全區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)，動(dòng)力電池這個(gè)產(chǎn)品一直處于一種技術(shù)快速迭代的進(jìn)程中，這種迭代的進(jìn)程甚至?xí)永m(xù)到整車(chē)的全生命周期內(nèi)（比如目前有主機(jī)廠可以對(duì)售后車(chē)輛上的電池Pack進(jìn)行升級(jí)）。

過(guò)去幾年，對(duì)于普通消費(fèi)者，感受最深的應(yīng)該還是因動(dòng)力電池的電量變化帶來(lái)的續(xù)航里程變化，從最早期的乘用車(chē)20度電左右（續(xù)航120km左右），到目前到80度電（續(xù)航500km左右），甚至100度電以上。近兩年，隨著市場(chǎng)對(duì)電池安全要求的重視，陸陸續(xù)續(xù)有“刀片電池”，“彈匣電池”以及“大禹電池”等這些相對(duì)形象的花名出現(xiàn)在普通消費(fèi)者面前。

↑電池價(jià)格和能量密度的變化曲線

而對(duì)于行業(yè)從業(yè)人員，站在當(dāng)前時(shí)點(diǎn)，我們深刻的感受到：在續(xù)航里程，產(chǎn)品安全，循環(huán)壽命，產(chǎn)品成本，甚至碳排放約束等多重因素的驅(qū)動(dòng)下，動(dòng)力電池這個(gè)產(chǎn)品在其各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域正在悄然發(fā)生此起彼伏的變化。

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延續(xù)的高鎳化學(xué)體系

對(duì)于電芯能量密度的提升，相比CTP和刀片等結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，關(guān)鍵還要在于電化學(xué)材料體系的升級(jí)。而NMC高鎳化是當(dāng)下材料體系進(jìn)步最快的方式。除了已經(jīng)在不少中高端車(chē)型上應(yīng)用的8系之外，還有即將量產(chǎn)的9系，高鎳單晶等材料。

2

即將量產(chǎn)的4680電芯

特斯拉引領(lǐng)的4680路線，不僅是產(chǎn)品形態(tài)的變化，4680全極耳電芯則是具備降低成本和高安全雙重優(yōu)勢(shì)。低成本：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)可以容納更多的能量。

高安全：全極耳技術(shù)減少了電子傳輸?shù)穆窂?，大大地降低了電池?nèi)阻，從而降低了在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。另外圓柱電池由于其弧形表面，即使在充分接觸的情況下仍存在較大間隙，一定程度上限制了電池之間的熱量的傳遞。

另外眾所周知：電池使用后期電芯膨脹的問(wèn)題（尤其是方殼電芯），在大圓柱電芯上膨脹問(wèn)題會(huì)變得很弱化（因圓柱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以一定抑制負(fù)極的膨脹）。

可以預(yù)見(jiàn)：未來(lái)的鋰電市場(chǎng)，4680將會(huì)給方殼電芯帶來(lái)較大的沖擊。

↑傳統(tǒng)極耳與全極耳對(duì)比圖

3

濕法隔膜有望成為主流

相比干法隔膜，濕法隔膜有如下優(yōu)點(diǎn)：1）濕法隔膜孔徑均勻且小，可以耐大電流充放，2）濕法隔膜厚度更薄，有利于提高電池能量密度；3）濕法隔膜的導(dǎo)電率高于干法隔膜（PE的親液性強(qiáng)于PP）。隨著其成本與干法逐漸縮小，濕法隔膜有望成為主流。

4

涂敷隔膜應(yīng)用占比提高

隨著能量密度的提升，對(duì)產(chǎn)品安全的訴求越來(lái)越高，涂敷隔膜的應(yīng)用占比會(huì)越來(lái)越高。涂敷后的隔膜，其熱變形溫度高，耐穿刺強(qiáng)度好（防止鋰枝晶刺穿），當(dāng)前主要涂敷材料包括：PVDF，勃母石，芳綸等。

5

LiFSI添加比例逐漸提高

作為電解液中的電解質(zhì)，目前的6F存在較多的缺點(diǎn)，比如熱穩(wěn)定性較差，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，對(duì)水分較為敏感，低溫下的離子電導(dǎo)率較低（0°時(shí)下僅常溫的50％）。為契合未來(lái)高倍率，寬溫度和高安全的電芯發(fā)展特點(diǎn)，因LiFSI具備高導(dǎo)電率，高熱穩(wěn)定性和高化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，其后續(xù)在動(dòng)力電池電解液中的比列有望從目前不足1％增加到10％左右，甚至更高。

↑LiFSI產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間線

6

SiC負(fù)極加速滲透

目前負(fù)極材料以石墨為主，其雖有高電導(dǎo)率和穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)，但在能量密度方面的發(fā)展已接近其理論最大值372mAh／g 。SiC負(fù)極材料容量能輕松超過(guò)400mAh／g。對(duì)于能量密度提高的持續(xù)追求，在未來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，SiC負(fù)極是不二之選。目前特斯拉model3已經(jīng)全部使用SiC負(fù)極作為其動(dòng)力電池的負(fù)極材料。

↑SiC負(fù)極發(fā)展里程及國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)

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負(fù)極石墨化連續(xù)法將成為主流

電池負(fù)的制備是整個(gè)電池制造過(guò)程中最耗能的環(huán)節(jié)。1噸負(fù)極大概需要電量1．5萬(wàn)度電（這就是為什么國(guó)內(nèi)的負(fù)極廠都將石墨化工廠建在內(nèi)蒙）。由于碳排放的約束，為了節(jié)約能耗，相比傳統(tǒng)石墨化坩堝爐加工工藝，連續(xù)法工藝的單位電耗可以降到40－50％，連續(xù)法有望成為未來(lái)主流工藝。

以上是針對(duì)目前正在發(fā)生的動(dòng)力電池細(xì)分領(lǐng)域主要技術(shù)迭代的匯總。當(dāng)然這個(gè)還不足以覆蓋整個(gè)動(dòng)力電池電池產(chǎn)業(yè)鏈（比如本文沒(méi)有羅列半固態(tài)電池），且后續(xù)肯定還會(huì)有新的技術(shù)產(chǎn)生。還是那句看起來(lái)很俗，而又亙古不變的話：唯一不變的，就是永遠(yuǎn)在變化。

正是這些變化賦予了鋰電行業(yè)的生機(jī)和活力。當(dāng)然，這些此起彼伏的變化，必將會(huì)給產(chǎn)業(yè)鏈上下游的材料端，設(shè)備端，工藝端以及動(dòng)力電池系統(tǒng)集成端帶來(lái)沖擊和影響。我們做好準(zhǔn)備了嗎？