关键技术大盘点！国内锂电池六大企业新技术“凶猛”现身！
在SNE Research统计的前十大排名中，今年上半年宁德时代以112GWh的装机量排名第一，市场份额为36.8%。接下来是比亚迪和LG化学，装机量分别是47.7GWh、44.1GWh，市场份额分别是15.7%、14.5%。不管是装机量还是市场份额，后两者之和都不及宁德时代一家，可见宁德时代在全球市场上的竞争优势。
与宁德时代的市场竞争力同样令人惊喜的是他的技术实力。在电池领域，宁德时代发布了钠离子电池、凝聚态电池、麒麟电池。又在今年8月份发布了全球首款磷酸铁锂4C超充电池。该电池基于材料、超高导电解液配方、石墨快离子环技术等多个方面的技术创新，实现充电10分钟，行驶400公里。
排名第二的比亚迪与LG化学之间相差3.6GWh的装机量。这两家电池厂商的较量将比比亚迪与宁德时代之间的较量来得更近。在动力电池领域，比亚迪于2020年推出“刀片电池”，提升了磷酸铁锂电池能量密度，比亚迪汉的电池包能量密度达到140Wh/kg，并且还解决电动汽车电池在安全性、循环寿命和续航里程等方面的问题。刀片电池的推出又提升了比亚迪电池的竞争优势。除了自供，比亚迪电池还供货给其他汽车厂商，包括双龙汽车、中国一汽、长安汽车和中通客车等。
此外，在今年7月比亚迪官宣将布局圆柱电池。当前，多家动力电池企业都在大张旗鼓地布局圆柱电池，其中包括亿纬锂能等。若比亚迪的圆柱电池面向市场，将成为刀片电池之后的又一大利器。动力电池已经成为比亚迪的重要营收来源，公司财报显示比亚迪2022年全年汽车和动力电池业务收入达3246.91亿元，同比增长151.78%。
排名第三的LG化学是一家韩国动力电池企业，与三星SDI、SKI合称为韩系三巨头。这是三家厂商也是本次上榜前十的唯一三家韩国企业。据了解，LG的电池主要是采用镍基、钴基和锰基电池，无钴磷酸铁锂电池相较这类产品将能有效降低成本。预计会在2025年开发出无钴锂电池阴极材料，产品将供应给特斯拉。
LG化学的无钴磷酸铁锂电池将给它带来两大方面的积极影响。一方面，LG化学的新技术将给公司带来更强大的技术竞争优势，争取在快速发展的新能源汽车市场分得更大的市场份额。另一方面，在宁德时代、比亚迪积极推出新品时，LG化学的新电池瞄准宁德时代，在追赶宁德时代的同时，超越比亚迪。
中创新航是今年上半年国内排名第三的动力电池厂商，今年上半年的装机量为13GWh，全球市场份额为4.3%。在技术实力上，中创新航已经成为全球为数不多拥有磷酸铁锂及三元锂电池，并能够为主机厂提供全系车型配套能力的动力电池厂商。公司首创了高能量密度电池系统不起火技术，并且持续投入，开发锂硫电池，能量密度能够达到420Wh/kg。当其能量密度突破500Wh/kg时，电动汽车的续航里程就能突破1000km。此外，中创新航还推出大圆柱电池，能量密度可达300Wh/kg，6C+快充。
国轩高科和亿纬锂能在今年上半年的装机量均超过6GWh，是国内第四和第五大动力电池企业。当前，三元锂电池和磷酸铁锂电池是动力电池的两大技术路线，国轩高科选择这两大技术路线并驾齐驱。国轩高科的技术发展指标是从高安全固态电池，逐步发展至高性能固态电池。
今年正是国轩高科发展高性能固态电池的关键阶段。今年5月份，国轩高科发布了自主研发的全新 LMFP（磷酸锰铁锂）体系L600启晨电芯及电池包。启晨L600 LMFP电池的质量能量密度为240Wh/kg，体积能量密度为525Wh/L，能够在18分钟内充满10%-80%的电量，实现续航1000km。
01
锂电池技术路线
锂离子电池是指以锂为能量载体的二次电池（充电电池），充电时锂离子从正极脱出，经过电解液和隔膜，嵌入负极，放电发生相反过程，又称摇椅式电池。
锂离子电池按照正极材料不同分为磷酸铁锂电池和三元锂电池。
磷酸铁锂材料生产资源丰富，成本、循环寿命和热稳定性优于三元材料，适合于商用车、中低端乘用车、储能等领域。三元锂电池理论比容量（能量密度）比磷酸铁锂高60%，充电倍率更高，低温性能好，适合于中高端乘用车等领域。
锂电池封装工艺
锂离子电池按照封装工艺不同分为方形电池、软包电池和圆柱电池。
方形电池优点是封装可靠度较高、结构简单、单体能量密度较高、系统成组效率较高、稳定性相对较好，缺点是型号多，工艺难统一，单体差异性较大，使系统寿命低于单体寿命。
软包电池采用铝塑膜包装，优点是能量密度较高，电池内组小、循环寿命长，缺点是高端铝塑膜依赖进口、生产效率低、成品率不高。
圆柱电池硬壳封装可靠度较高，优点是电池一致性较高，工艺成熟，成本较低，电池产品良率、散热性能较好，但缺点是成组后散热设计难度大，系统能量密度较低。
02
动力锂电池技术路线
磷酸铁锂动力电池重回主导地位。
近三年内，随着政策补贴力度下降，磷酸铁锂在成本、安全方面的优势逐渐显现，市场装机快速上升，市场占比逐年提升，2021年实现对三元电池装机量的反超，2022年上半动力电池份额增至到55%。
中国动力电池装机量保持高速增长势态，到2025年年均复合增长率达到49%。受中国新能源汽车快速增长拉动，中国动力电池装机量2022年上半年达到110.1GWh，同比增长109.8%，预计2022年装机量超过280GWh，2025年将超过750GWh。
高比能量方面，三元软包电池单体能量密度最高到达300Wh/kg。目前三元方壳电池单体比能量已接近300Wh/kg，系统能量密度达到255Wh/kg。磷酸铁锂刀片（方形）电池能量密度接近170Wh/kg，系统能量密度超过140Wh/kg。三元软包电池比能量已达到300Wh/kg，系统能量密度达到接近220Wh/kg。
动力锂电主要技术方向
高安全方面，现阶段主要通过使用本体安全、过程安全、消防安全三种方式提升电芯安全性能。本体安全主要依靠难燃和不燃电解液、高熔点隔膜和正极材料改性和包覆来提高电池的本体安全。
长寿命方面，磷酸铁锂电池使用寿命普遍高于三元电池。磷酸铁锂刀片电池使用寿命超过5000次，其次是三元软包电池，使用寿命超过3000次，再次是方形电池，使用寿命超过2000次，圆柱电池使用寿命稍低，约1000次左右。
快充性能方面，三元电池倍率均在由目前的2C左右向5C倍率发展，充电时间缩短60%。多家企业在提升三元电池补能速度，通过提升充电电压和电池大电流耐受度，提升电池快充性能。
03
储能锂电池技术路线
大型储能是主要应用场景
中国储能电池出货量保持高速增长势态，未来3年年均增长率超过50%。2021年中国储能电池出货量达到48GWh，同比增长167%，预计2022年装机量超过90GWh，同比增长88%，2025年将超过324GWh。
国内储能电池主要应用于大型储能（电力系统储能）、通信系统储能、家庭储能和便携式储能。大型储能是储能电池的主要应用场景，主要用于发电侧、电网侧及用户侧的储能集装系统，出货量占比达到61%，其次是通信系统储能，主要用于通信基站备电，占比达到25%，家庭储能产品主要出口国外。便携式储能占比最少，仅3%。
多家企业以储能电池入局储能电池市场
储能电池正处于快速发展阶段，市场格局未定。宁德时代以强大的控本能力与规模优势后来居上，目前与国网、五大发电集团、科士达、星云股份、阳光电源等企业建立广泛合作，暂居第一；鹏辉能源借助海外市场，在家庭储能方面快速扩张，占据国内出货量第二；比亚迪深耕欧美市场，客户与渠道优势稳固，暂居国内第三。
储能电芯产品发展趋势是产品标准化、大电芯化、去模组化，各家企业均在进入该行业并试图做大做强。3年后将会呈现强者恒强局面，不具备规模化优势与高性能电芯研发设计能力的中小玩家将加速被淘汰。
磷酸铁锂电成为国内主流路线
锂电池性能要求包括能量密度、功率密度、成本、寿命和安全性等。储能应用对电池的能量密度和功率密度的要求有所放宽，更强调降低配储度电成本，储能电池需具有低成本、长寿命，且确保电池应用的安全性。
磷酸铁锂电池性能与储能需求适配度较高，已成为国内主流路线。
三元锂电池能量密度和功率密度高，但成本较高，且安全性相对较弱。2022年6月国家能源局综合司《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》，提出中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池。
磷酸铁锂电池安全性优、循环寿命长、金属资源储量丰富、成本较低且环保，已成为储能电池的主要选择。
大型储能技术发展方向
大型储能装机规模通常在MWh级以上，大电芯有望成为主流。
大型储能系统是推动可再生能源大规模应用、建设新型电力系统的重要设施，可以起到调峰、调频、备用容量、平滑出力、缓解电网阻塞等作用，包括发电侧、电网侧储能等，通常在几十甚至上百MWh，使用的电芯以大容量方形电芯为主。
在储能应用中，280Ah及以上的大容量电芯能够有效降低储能系统成本，并降低集成难度，优势明显，正逐步在电力储能场景替代原有的50Ah和100Ah电芯产品。
电力储能大电芯发展趋势明显。需求侧，大型电力储能设施的业主和投资者对280Ah大电芯的关注度快速上升，华能、中国能建等业主方在其最新储能电池招标中均要求单体容量不低于280Ah。
供给侧，自2019年宁德时代推出280Ah电芯以来，国内已超过10家电芯企业推出280Ah电池产品；海辰、中创新航等电芯厂商均加码扩产280Ah电芯。
户储技术发展方向
户用场景对电池能量密度等要求相对较低，影响用户体验的主要是产品整体设计，包括电池管理和全屋能源调配等，对电芯性能的要求相对放宽，主要强调安全性和降本。
户用储能系统规模在10kWh级别，大圆柱电池（单体容量10Ah-50Ah），方形（50Ah-300Ah），软包（30Ah-80Ah）方案均有公司选用，目前户储采用的电芯封装路线并无定型。
小电芯或将成为户储主流。当前欧洲户储市场正经历低压向高压系统的产品迭代。高电压平台可降低电流，从而控制系统发热量，提高放电效率。储能系统容量不变的情况下，高压系统对应的电芯容量减小。例如，低压平台储能电芯多为100Ah，高压平台逐渐向50Ah过渡。100Ah以下小容量电池在户用家储领域仍有较长的应用生命周期。
04
电池材料关键技术
五大电池材料
正极、负极、电解液、锂电铜箔、隔膜是锂电池主要直接材料。
正极材料是最主要的材料成本，占比约55%。锂离子电池主要以正极材料不同分为磷酸铁锂电池和三元电池，动力电池二者均有，储能电池目前国内几乎均为磷酸铁锂电池。
负极材料占总成本约14%，包括人造石墨和天然石墨。人造石墨可用于动力电池和储能电池，而天然石墨多用于消费电池。
电解液占总成本约13%，其主要成分为溶质、溶剂和添加剂。溶质包括LiPF6和新型锂盐LiFSI，是主要成本来源。溶剂以环状碳酸酯和链状碳酸酯为主，包括PC、EC、DMC、DEC和EMC等，添加剂主要用于成膜、过充保护、耐低温、阻燃、提升倍率等，常见产品包括VC、FEC、PS、LiBOB、DTD、LiDFOB等。
锂电铜箔为电解铜箔，成本占比约8%。锂电铜箔用于锂电负极集流体。
隔膜占总材料成本的4%，分为湿法隔膜和干法隔膜。湿法隔膜的主要成本为PE、干法隔膜主成分为PP。
来源：锂电那些事
