紅星資本局消息，7月22日，在2022世界動力電池大會上，寧德時代（300750.SZ）首席科學家吳凱表示，公司M3P電池已經(jīng)量產(chǎn)，明年將推向市場運用。

據(jù)了解，M3P電池是寧德時代基于新型材料體系研發(fā)的電池，其能量密度高于磷酸鐵鋰，成本優(yōu)于三元電池。

(資料圖片)

工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心主任瞿國春在會上表示，近年來，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，我國動力電池產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、應用模式創(chuàng)新等方面均取得了舉世矚目的成就。

從電芯角度看，鈉離子電池、磷酸錳鐵鋰電池、半固態(tài)電池、固態(tài)電池等新型電池以高比能、高安全、長壽命、快充為目標技術(shù)提升步伐加快，成為新一代動力電池前瞻布局的重點方向。

從電池系統(tǒng)設計角度看，刀片電池技術(shù)、CTP、CTC、One-Stop、麒麟電池等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新各具特色，積極推動電池系統(tǒng)的體積利用率不斷攀升，系統(tǒng)能量密度和汽車制造效率不斷提升。

從回收利用角度看，在設計端就考慮拆解的便利性，積極發(fā)展易拆解電池和系統(tǒng)；同時，電池回收自動化程度逐步提升，鋰、鎳、鈷等有色金屬智能回收正在逐步實現(xiàn)。

寧德時代的電池新材料、新結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

M3P電池是什么？早在今年2月公布的投資者關(guān)系活動記錄表中，寧德時代就透露，“公司計劃推出的新產(chǎn)品M3P，準確說來不是磷酸錳鐵鋰，還包含其他金屬元素，公司稱之為磷酸鹽體系的三元，成本較三元下降，但仍然占據(jù)新能源車一定成本。”

申港證券研報指出，M3P體系以磷酸鐵鋰橄欖石結(jié)構(gòu)作為基礎晶格結(jié)構(gòu)，通過摻雜鎂、鋅、鋁等金屬元素中的兩種，在部分鐵元素點位上形成替代，從而生成磷酸鹽體系的三元材料，以改善充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性。

M3P的合成工藝建立在磷酸錳鐵鋰工藝基礎上，通過高溫固相反應法、水熱合成法、共沉淀法合成，工藝成熟，適合批量生產(chǎn)。M3P材料成本顯著低于高鎳三元體系，在中低端車型擁有廣闊的應用前景。

吳凱在大會上介紹，圍繞續(xù)航里程，在傳統(tǒng)的實現(xiàn)方式上，寧德時代增加了三個不同的結(jié)局方案。對于1000公里以上續(xù)航里程的車型，寧德時代降低成本，采用麒麟+高鎳三元和低硅，同時滿足低溫和高性能要求。對于700公里左右實用型車型，寧德時代用M3P替代三元材料，結(jié)合麒麟電池。對里程需求低的經(jīng)濟型車型，寧德時代結(jié)合麒麟結(jié)構(gòu)與鈉離子電池，“在體積重量許可的情況下我們優(yōu)先向客戶推介鈉離子解決方案?！?/p>

寧德時代還在麒麟電池的基礎上創(chuàng)新，把電池包上蓋與整車底板結(jié)合在一起。“這方面電池已經(jīng)有落地的設計，已經(jīng)與一些客戶進行推動，在體積利用上又多出來10毫米。”吳凱透露。

除了M3P電池，以及今年6月發(fā)布的CTP3.0麒麟電池，寧德時代還在4C快充NCM、鋰鈉金屬電池、無稀有金屬電池、鋰空電池、固態(tài)電池、無鈷電池以及凝聚態(tài)電池等多個領域投入了研究且取得了一定的成果。

理想中的電池是什么樣？

磷酸鐵鋰電池成本低、安全性能好、循環(huán)壽命長，三元鋰電池能量密度高、低溫性能好、充放電效率高。

針對路線之分，蔚來汽車（09866.HK/NIO.US）副總裁曾士哲表示，對于蔚來這樣的換電體系，電池包的試錯風險非常高?！耙坏┏霈F(xiàn)問題，沒有辦法說這一代不要了然后進行下一代?！?/p>

從換電的出發(fā)點，蔚來不會刻意要求一定要用磷酸鐵鋰或者三元鋰電池。蔚來希望，“一是要可閉環(huán)，因為蔚來本身持有電池資料，所以在正負極選擇上一定要考慮可持續(xù)，如果一旦不可持續(xù)，我們的電池銀行就可能會出問題。二是蔚來可以通過大數(shù)據(jù)看到用戶畫像反饋的真實需求，這是我們的基本面，其他像快充、電池壽命等需求，無論是循環(huán)還是存儲的，我們都會有一個成本估算?！?/p>

曾士哲透露，“我們現(xiàn)在與供應商一起深度合作開發(fā)（電池）。我們最近覺得寧德時代的麒麟電池是非常好的方向?！?/p>

孚能科技（688567.SH）董事長王瑀指出，預計到2030年，動力電池運動能量可能達到600Wh/kg或者700Wh/kg，而汽油的運動能量約為3500Wh/kg。

提高電池能量密度的途徑，一是從物理方面進行能量密度的提升，比如電芯做得更大，減少殼體材料，取消模組取消，或者從系統(tǒng)方面做改進；二是材料創(chuàng)新?！按蠹医?jīng)常談到的固態(tài)、液態(tài)、半固態(tài)電池是電解液的創(chuàng)新，這在能量密度方面沒有大幫助，但可以幫助解決一系列安全問題?！蓖醅r預計孚能電池第四代半固態(tài)可能剩下15%左右的電解液。

在王瑀看來，性能、成本和安全，是動力電池發(fā)展的鐵三角。現(xiàn)階段安全續(xù)航里程不再是憂慮，續(xù)航里程變成了性能和成本的博弈。

據(jù)介紹，過去兩年，磷酸鐵鋰電池增長到50%-60%的市場份額?！盎诎踩沧R情況下，目前整個市場向成本更低的電池進行傾斜。但是我們認為這是短期的，長期來說能量密度的趨勢，1000Wh/kg的終極目標是不變的?！?/p>

王瑀認為，未來5-10年理想的電池，續(xù)航里程在800公里左右，系統(tǒng)能量密度超過300Wh/kg，10分鐘充滿80%，可用于全部車型系列，安全可控，還要做到全部回收，能用更加豐富的材料進行代替。

電池液冷存在巨大安全風險

耐熱動力電池必定是未來

根據(jù)應急管理部消防救援局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年全國電動車發(fā)生3000余起火災事故，按照近800萬輛的新能源汽車保有量計算，著火概率約為萬分之三。

歐盟科學院院士孫金華指出，從事故統(tǒng)計來看，60%是三元電池新能源汽車，5%是磷酸鐵鋰電池的汽車，還有35%是不明的。

從汽車所處狀態(tài)來看，35%在充電狀態(tài)，40%在行駛狀態(tài)，25%在靜止狀態(tài)。從季節(jié)來看，在高溫期階段的火災發(fā)生概率比冬季和其他季節(jié)高出許多。

賓夕法尼亞大學王朝陽教授指出，動力電池最大的挑戰(zhàn)是必須同時解決低溫續(xù)航、高溫安全、快充、低成本等問題。

高比能電池的快充是實現(xiàn)電動汽車電池包小型化的重要手段，也是降成本和可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路?！耙陔姵禺斨袃Υ嬉欢入娦枰?000元，而充一度電只需要1元，也就是說，要盡量讓能量儲存縮小到最小的范圍。因此快充永遠是首選，沒有之一?！?/p>

對電池包集成，王朝陽認為，現(xiàn)在比較流行的電池液冷，特別是在電芯之間有很多窄小的縫里面也充滿液體的液能方式可能會有巨大的安全風險?！半娦纠匣倪^程是不斷膨脹的，巨大的壓力擠壓到處都存在的液體管道，引起可能的泄露。”

他認為，下一代的C2B的集成不需要液冷，電芯工作在較高的溫度中，完全可以用汽車在行駛當中自然吸進的環(huán)境空氣來冷卻，且在電芯之間不需要留有冷卻管道，這樣可以適合各種擠壓的情況。

在熱調(diào)控電芯結(jié)構(gòu)下面，電池材料不需要具備倍率的性能或者動力學的高性能，未來電池材料唯一需要做的就是提供穩(wěn)定性和安全性，以及低成本。

他還預測，粘稠、非燃電解液一定成為主流。耐熱動力電池必定是未來。全固態(tài)電池最大的指標不是高性能，而是高穩(wěn)定性。

紅星新聞記者 吳丹若 羅敏

編輯 余冬梅

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關(guān)鍵詞： 能量密度 鐵鋰電池