动力锂电池技术走势全面剖析

一：动力电池发展现状分析

现状：磷酸铁锂和三元锂电池为主；续航里程300公里；平均能量密度仅为115Wh/Kg。

未来：2020年，电池单体比能量超过300Wh/Kg；系统比能量力争达到260Wh/Kg。

中流砥柱——三元锂和磷酸铁锂电池

三元锂电池成为主流技术路线的趋势已经不可逆转，但整车续航里程仍有提升的空间。

全球主流动力电池配套情况

国内主流动力电池配套情况

发展方向——全固锂态动力电池

固态锂电池继承了传统锂电池优点，同时安全性、能量密度（300~400Wh/kg）都有所提升。

世界各国对动力电池能量密度的阶段目标

全固锂态动力电池—硫化物固态电池

·丰田

2010年开始推出固态电池，2014年其实验原型能量密度达到400Wh/kg

截止到2017年年初，专利累计30件

·三星日本研究所

用硫化物类固体电解质试制出2000mAh、175Wh/kg的压层型全固态二次电池。

·Sakti3（美国）

以陶瓷等为电解质，金属锂或锂类合金为负极，能量密度达到1000Wh/L，目前仍处于研发阶段

·清陶能源

公司核心在于高固含量的全陶瓷隔膜和无机固体电解质的开发和生产

·CATL

主要研发方向是硫化物电解质，采用正极包覆方法，解决了界面反应问题，热压方式降低了界面电阻

二：两种技术路线对比

1.三元技术路线

• Model3采用全新21700电池，相比18650电池在外观上变长变粗，能量密度也提高了20%，单体电池容量可达3~4.8Ah，大幅提升35%

• 国内三元电池逐渐替代磷酸铁锂应用在乘用车

2.固态锂电池

优势：固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口，有利于进一步提升电池的能量密度； l固态电解质能阻隔锂枝晶生长，材料应用体系范围大幅提升；全固态锂电池当前能量密度约400Wh/Kg，预估最大潜力值达900Wh/Kg。

安全性能对比

• 三元锂电池液态电解质易燃易爆，在长期使用过程中容易触发“热失控”，在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜，引起电池短路，造成安全隐患。

• 全固态锂电池的固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液，同时也克服了锂枝晶现象，搭载全固态锂电池的汽车的自燃概率会大大降低。

三：未来发展意见

未来企业要进入竞争力梯队，需要重点做好两点：

• 一是要转变思维方式和“居安思危”，由粗放规模化发展向“技术和规模化”并重的发展模式转型，加速全固态锂电池或新锂离子电池技术储备；

• 二是要注重产品的安全性，既要加强与整车企业的合作，同时要规避“高田气囊”事件在动力电池行业上演。