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2025-07-09 09:29
一、鋰離子電池是當前的主流選擇,電池快充技術快速迭代
動力電池是指用於電動汽車、混合動力汽車及其他電動設備的電池,主要提供動力源。根據電池的化學成分和工作原理,動力電池可以分為鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池等。其中,鋰離子電池因其高能量密度、長循環壽命和較輕的重量,成為當前動力電池的主流選擇。
動力電池材料特性對比
參數 |
鉛酸電池 |
鎳鎘電池 |
鎳氫電池 |
鋰離子動力電池 |
比能量/ (wh/kg) |
35~ 45 |
45~ 65 |
70~ 80 |
500 |
比功率/ (w/kg) |
60 |
≥190 |
160~235 |
315 |
體積比能量/ (wh/L) |
70 |
140 |
70~ 170 |
210~ 300 |
單位電壓/V |
2 |
1.2 |
3.7 |
|
工作濕度/°C |
-20~ 45 |
-20~ 50 |
10~50 |
-10~ 60 |
月自放電率/% |
3.5~ 5 |
20~ 30 |
30~ 35 |
0~4 |
循環壽命/次 |
850 |
≥1100 |
≥1300 |
≥1500 |
記憶效應 |
無 |
無 |
有 |
有 |
優點 |
價格低 |
大倍率放電性能好 |
安全性能高 |
自放電小循環次數多 |
缺點 |
壽命短 |
造成環境污染 |
自放電率高 |
成本高 |
資料來源:觀研天下數據中心整理
在電池行業,「C」指的是充電倍率,6C電池意味着具有更高充電峰值倍率的電池。具體來説,6C電池意味着電池能在其額定容量的六分之一時間內充滿電,換算成實際時間,大約是10分鍾內就能充電至80%。
根據觀研報告網發佈的《中國動力電池行業發展現狀研究與投資前景預測報告(2025-2032年)》顯示,隨着動力電池技術的不斷突破,現有液態鋰離子電池能量密度逐漸接近「天花板」,動力電池快充技術迭代飛速,成為行業發展新方向。各大動力電池廠商競相推出或即將發佈超充、快充電池解決方案。
2024年國內快充電池新品(非完全統計)
品牌 |
產品 |
技術路線 |
技術亮點 |
瑞浦蘭鈞 |
問頂PEV系列 |
鐵鋰、三元 |
專屬PHEV, S0C10%-80%僅需充電8到10分鍾 |
欣旺達 |
「閃充」電池3. 0 |
鐵鋰、三元 |
支持6C閃充,全場景實現10分鍾充電至80%電量 |
中創新航 |
「頂流」5C超快充電池 |
磷酸鐵鋰 |
「頂流」超充5C, 5分鍾補能300+km, 且低阻抗低產熱 |
寧德時代 |
神行Plus |
磷酸鐵鋰 |
支持4C快充,續航里程可達1000km |
正力新能 |
正力.騏龍 |
半固態 |
46大圓柱電池、4C快充, 充電10分鍾續航500公里 |
國軒高科 |
G刻電池 |
鐵鋰、三元 |
5C超快充,充電9.8分鍾補能80%,覆蓋鐵鋰、碗酸鐵錳鋰和三元體系 |
億緯鋰能 |
0mnicell全能電池 |
三元 |
大圓柱電池,支持6C快充,可實現充電5分鍾續航300公里 |
蜂巢能源 |
短刀快充電芯 |
鐵鋰、三元 |
支持5C、6C超快充 |
力神電池 |
6C超充電池 |
磷酸鐵鋰 |
支持6C超快充,充電8分鍾10-80%S0C |
資料來源:公開數據整理
近年來,包括寧德時代、比亞迪、國軒高科、億緯鋰能(維權)、孚能科技、蜂巢能源、瑞浦蘭鈞、力神電池、欣旺達等頭部電池企業,都已佈局大電量電池的研發和升級,以滿足市場需求。
2024年上半年國內純電動乘用車平均單車電量達56.72kWh,呈現逐年增長趨勢,這是市場需求導向與技術進步雙重作用下的結果。與此同時,70kWh以上高電量份額逐年擴大,反映了市場對長續航車型的青睞;50kWh以下低電量市場份額出現下滑,凸顯了市場結構的優化與升級。這一現象不僅為動力電池企業指明瞭產品升級與技術創新的新方向,也預示着電動汽車市場正朝着更高效、更環保的方向發展。
二、碳酸鋰成本大幅下降,磷酸鐵鋰電池綜合優勢較為明顯
據中國汽車動力電池產業創新聯盟發佈的數據,2024年我國動力電池累計裝車量548.4GWh,累計同比增長41.5%。從技術路線佔比看,2024年,磷酸鐵鋰電池累計裝車量409.0GWh,佔總裝車量的74.6%,同比增長56.7%,12月的裝車量佔比更是高達80.9%。相比之下,三元電池累計裝車量139.0GWh,佔比25.3%,同比增長10.2%。磷酸鐵鋰電池憑藉低成本和高安全性優勢,市場份額持續擴大。
對比磷酸鐵鋰、三元鋰電池的技術特性,可以看出磷酸鐵鋰電池在安全性、經濟性、原材料豐富度和循環壽命方面優勢明顯,而三元鋰電池在能量密度、低温性能和充電效率方面優勢明顯。因此,磷酸鐵鋰電池技術更適合用於中短距離用車(中低端車型)、電動自行車、儲能等場景;三元鋰電池技術更適用於長距離用車(高端車型)、消費電子、醫療等場景。
碳酸鋰價格較之前頂峰的60萬元/噸,下降至目前的8萬元/噸左右,降幅超80%,帶動動力電池價格下調,助力大電量電池包在越來越多的新車型,尤其是中高端車型上實現配套。
目前主流應用的動力電池成組率在60%-70%,磷酸鐵鋰電池系統能量密度一般在100Wh/kg-160Wh/kg,三元鋰離子電池系統在150Wh/kg-200Wh/kg。頭部電池企業研發的更高能量密度、更大容量的電芯,及更高成組率的系統,使得在相同體積/重量下的電池包電量不斷提高,可以滿足市場新需求。
動力電池PACK(電池包)和儲能PACK(電池包)在結構設計上有一些顯著的區別,這些區別主要源於它們的應用場景、工作環境和性能要求的不同。動力電池注重高功率密度、輕量化,用於汽車等需快速充放電場景;儲能電池追求高能量密度、長壽命,用於家庭、商業儲能等需長時間穩定輸出場景。
動力電池PACK和儲能PACK性能指標區別
指標 |
動力電池 |
儲能電池 |
能量密度 |
高功率密度,適合短時間高功率輸出 |
高能量密度,適合長時間能量儲存和釋放 |
冷卻系統 |
通常採用液冷系統,散熱效率高 |
通常採用風冷或自然冷卻系統,成本較低 |
防護等級 |
需要更高的防護等級,如IP67,以應對複雜的工作環境 |
防護等級相對較低,如IP54,但仍需適應户外環境 |
機械強度 |
需要承受車輛行駛中的振動和衝擊 |
需要承受長期的靜態負荷 |
成本效益 |
成本較高,追求高性能和輕量化 |
成本效益較高,追求長壽命和高能量密度 |
資料來源:觀研天下數據中心整理
2020年由工業和信息化部指導、中國汽車工程學會發布了《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》,其中動力電池路線圖涵蓋了能量型、能量功率兼顧型(含快充電型)和功率型三大類別動力電池,同時包含了動力電池關鍵材料、系統集成、製造裝備、測試評價、梯次利用和回收以及新體系電池等重點技術。
與技術路線圖1.0版相比,本路線圖對動力電池的技術方向和產品應用領域進行了拓展,電池系統集成的內容也移到電池路線圖部分,產品涵蓋乘用車和商用車兩大應用領域,實現了動力電池的技術方向、產品應用和全產業鏈內容的全覆蓋。
動力電池技術路線圖以能量型動力電池、能量功率兼顧型動力電池和功率型動力電池等重點產品的比能量、能量密度、比功率、成本、安全性能等得到全面提升爲核心目標,提出發展高比容量和熱穩定性好的正負極材料、耐高温隔膜材料、耐高壓阻燃電解液等關鍵材料技術,系統集成技術、智能製造技術及裝備、測試評價技術、梯次利用與回收技術,並佈局全固態鋰離子和鋰硫電池等新體系電池研發。
中國動力電池總體路線圖
三、方形電池佔據我國動力電池主要份額,鈉離子電池發展空間較大
中國目前電池總產能規劃已超過5000 GWh,其中,華東地區憑藉整車廠集中、產業配套完備、人才聚集度高、政策支持力度大、營商環境良好等優勢,成為電池廠商佈局的核心區域,規劃產能超過2230 GWh,佔總規劃產能的48%;華中地區以880 GWh電池規劃產能位列第二,佔總規劃產能的19%;西南地區以電池規劃產能870 GWh緊隨其后,佔總規劃產能的18%。同時電池產業的投資重點正在向西南地區轉移,產能增長迅速,尤其四川成為電池產業鏈企業佈局的重點地區,其原因在於西南的鋰資源、綠電、土地及人力成本等優勢。
2024年國內動力電池企業裝車量TOP10,寧德時代、比亞迪、中創新航排名前三。其中,寧德時代以246.01GWh,市佔比45.08%穩居第一;比亞迪135.02GWh,佔比24.74%排名第二;中創新航36.48 GWh,佔比6.68%穩居第三。
2024年國內動力電池企業裝車量TOP10
序號 |
企業名稱 |
裝車量(GWh) |
佔比 |
1 |
寧德時代 |
246.01 |
45.08% |
2 |
比亞迪 |
135.02 |
24.74% |
3 |
中創新航 |
36.48 |
6.68% |
4 |
國軒高科 |
25.04 |
4.59% |
5 |
億緯鋰能 |
18.7 |
3.43% |
6 |
蜂巢能源 |
17.36 |
3.18% |
7 |
欣旺達 |
15.79 |
2.89% |
8 |
瑞浦蘭鈞 |
12.14 |
2.22% |
9 |
正力新能 |
9.85 |
1.80% |
10 |
愛爾集新能源 |
7.66 |
1.40% |
資料來源:創新聯盟,觀研天下數據中心整理
根據封裝方式的不同,動力鋰電池技術路線可分為軟包、方形和圓柱。從技術路線的市場份額情況來看,方形電池佔據我國動力電池的主要份額,204年我國方形電池佔比約為80%以上,軟包和圓柱市場佔比遠小於方形電池。
國內不同封裝類型動力鋰電池產品情況
封裝類型 |
方形電池 |
圓柱電池 |
軟包電池 |
主流品牌 |
CATL、三星SDI、國軒高科 |
松下、三洋、億緯鋰能 |
LG化學、孚能科技、蜂巢能源、 |
常見配備車型 |
蔚來汽車 |
特斯拉 |
奔馳EQC |
理想ONE |
零跑S01 |
奧迪e-tron |
|
比亞迪 |
奇瑞eQ1 |
保時捷Taycan |
|
豐田汽車 |
江淮iEV6E |
領克插電混動 |
資料來源:觀研天下數據中心整理
鈉電池處於行業發展早期,尚未進入產能競賽階段,產能佈局總體呈現小而散的特點。除頭部企業單項目產能規劃在25~30 GWh,其他企業的項目規模普遍小於10 GWh,各企業產能總規劃達到350 GWh以上。
在技術路線選擇方面,具有能量密度優勢的、適用於低速車的層狀氧化物受到更多企業的青睞,部分企業選擇有循環壽命優勢的聚陰離子鈉電池用於儲能,少部分企業在探索普魯士藍技術路線。
在區域佈局上,鈉離子電池的佈局以華東為核心,但在西北也規劃了較多產能,以滿足儲能需求。
國內相關鈉離子電池產品(不完全統計)
企業 |
主導產品及解決方案 |
產品特點 |
發佈時間 |
海辰儲能 |
首款電力儲能專用鈉離子電池∞Cell N162Ah |
採用聚陰離子(磷酸焦磷酸鐵鈉正極搭配硬碳負極)的技術路線,專為寬温高倍率儲能場景而生,在循環性能、寬温域和大倍率充放電性能以及能量效率等方面具有顯著優勢 |
2024年12月12日 |
比亞迪 |
鈉離子電池儲能系統產品——MC Cube-SIB ESS |
採用比亞迪長刀片電池技術和「CTS超級集成設計」,容量為2.3MWh,標稱電壓為1200V,電壓範圍為800V-1400V |
2024年12月1日 |
華為 |
「電解質添加劑及製備方法、電解質及鈉離子電池」專利 |
能夠有效地抑制正極與電解液之間可能發生的副反應,減少電池內部的能量損耗和性能衰減,有望從根本上改善鈉電池庫侖效率低、循環壽命差等關鍵問題 |
2024年11月22日 |
寧德時代 |
第二代鈉離子電池 |
和初代的鈉離子電池相比,第2代產品提升了電池的能量密度、低至零下40 度的耐低温性能、更高的安全性,以及更廣泛的應用平臺,預計最快2025 年就能試產、2027 年商用化量產 |
2024年11月18日 |
派能科技 |
實現鈉電產品小規模量產及交付 |
核心優勢在於低温性能,能夠解決冬天低温環境下長續航運行的痛點 |
2024年11月13日 |
傳藝鈉電 |
18650圓柱形電芯、26700圓柱形電芯、71173204方 形鋁殼電芯等,以及正極材料、負極材料、鈉(鋰)電解液等材料 |
其高能量密度和長循環壽命滿足了用户對高效、耐用電池的需求:其優異的安全性能則為用户提供了更加安全可靠的儲能解決方案 |
2024年8月8日 |
眾鈉能源 |
高倍率硫酸鐵鈉鈉離子電芯NFS-50 |
具備高安全、大倍率、長壽命、低温升的核心優勢,擁有50Ah 容量,標稱電壓3. 6V,能量密度100Wh/kg, 循環壽命大於5000次,充放電温度支持-20 ~55S℃。相比同等,性能的鋰電產品,NFS-50的成本降低了50% |
2024年4月2日 |
鵬輝能源 |
91Ah和3050mAh鈉離子電芯 |
兩款電芯在能量密度上突破145Wh/kg,同時在壽命上可達3000周。其具有寬温程工作特性,放電温度區間在-40℃~55℃,-20℃放電容量>90%,60℃ 存儲7天后的容量恢復率>96% |
2023年4月7日 |
昆宇電源 |
方形鈉離子電芯 |
更寬温域,匹配-40℃-55℃; 疊片工藝,能量密度提升30%,倍率性能更優;高性價比;高精度防爆閥設計,安全性高 |
2022年9月 |
資料來源:ESCN,觀研天下數據中心整理
鈉電池的發展前景與碳酸鋰價格走勢強相關,若碳酸鋰價格持續處於低位,鈉電池的市場空間及產業化進程將受到限制,若鋰價處於上升周期,則會刺激鈉電池發展。當然從戰略層面上看,鈉離子電池發展仍具有積極的意義,鈉電池需求預計2030年和2035年分別可達到130 GWh和250 GWh,若當前規劃產能全部落地,可滿足未來市場需求。(cyy)