從目前現狀來看，動力電池的研發主體是電池企業與車企，從“降低成本+提升能量密度+提升循環壽命與安全性”三個目標出發，在材料、工藝、電池體系上做出很多突破，主要發展趨勢表現在正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解液向固態方向發展。近年來，鋰電池技術處于快速發展中，鋰電池研究主要集中在進一步提高使用壽命、提升安全性、降低成本，以及新的正負極材料等方面。- 動力電池技術發展路線與目標
動力電池技術發展方向符合《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》相關規劃。電池 | 2025年 | 2030年 |
單體電池 | 比能量 （Wh/kg） | 400 | 500 |
比功率? （W/kg） | 1300 | 1500 |
循環 （周） | 2000 | 2000 |
成本 （元/Wh） | 0.6 | 0.6 |
電池材料 | 分類 | 新型鋰離子電池 | 革新性鋰離子電池 |
正極 | 高鎳錳基固溶體 | 高容量富鋰正極 |
負極 | 高容量硅/碳負極 | 硅負極 |
電解液 | 耐高壓有機電解液，逐步提高濃度 | 全固態電解質 |
隔膜 | 耐高溫隔膜 |
正極減鈷到無鈷，負極加硅，電解質減有機溶劑并逐步向全固態方向發展：面向2025年發展目標，采用更高比容量的富鋰材料，高容量的硅碳負極，逐步開始向固態電解質轉型。到2030年，全固態電解質預計有望實現大規模商業化。近來，正極材料低鈷/無鈷化技術不斷發展，繼比亞迪“刀片電池”、寧德時代“CTP電池”之后，蜂巢能源、LG化學、三星SDI等近期都在電池無鈷化方面展開布局。時間 | 企業 | 事件 |
2021年11月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源二代短刀片電池完成開發，預計2022年量產 |
2021年10月 | LG/三星SDI | LG新能源解決法案和三星SDI將開發無鈷電動汽車電池 |
2021年9月 | LG化學 | LG化學設定目標2025年之前開發出無鈷鋰電池正極材料 |
2021年8月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源開發的全球首款無鈷電池包正式搭載長城歐拉首款SUV車型櫻桃貓，實現量產裝車 |
2021年4月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源無鈷正極材料正式量產下線 |
2021年1月 | 松下 | 松下將開發無鈷鋰離子電池 |
2.2 聚焦電芯，重點關注正負極材料選擇提升能量密度在動力電池領域，系統的能量密度與電動汽車的續航里程直接掛鉤，高能量密度幾乎成為市場衡量電池性能的絕對標準。從能量密度視角看，正負極選材是提升電芯能量密度的關鍵與核心。多研發機構研究新型正負極材料提高能量密度：高性能特種材料制造商Unifrax開發硅纖維負極技術，可提高鋰離子電池的能量密度；休斯頓大學卡倫工程學院教授Yan Yao、休斯頓大學博士后Jibo Zhang，與萊斯大學的研究人員共同研究證明，通過溶劑輔助過程來改變電極微結構，可以將有機基固態鋰電池的能量密度提高至以前的兩倍；SES發布全球單體容量最大鋰金屬電池，其容量高達107 Ah，也是世界上首次公開展示的超過100 Ah的單體鋰金屬電池。2021年以來，長城大禹電池、國軒高科302Wh/kg三元電池等陸續推出。為提高動力電池安全水平，多家車企和動力電池廠商紛紛推出不起火電池方案，未來動力電池安全問題依然是企業關注重點。為了提高動力電池的安全水平，多家車企和動力電池廠商推出不起火電池方案，未來動力電池安全問題依然是企業關注重點。企業名稱 | 技術方案 | 技術特點 |
嵐圖 | “琥珀”，“云母”電池系統“ | 通過三維隔熱墻技術，PACK五層安全防護，云BMS等方面對電池包進行優化 |
極氪汽車 | ”極芯“電池包 | 搭載“NTP無熱蔓延不起火”技術，結合預警模型和熱管理策略，實現高安全性 |
廣汽埃安 | 彈匣電池 | 類似安全艙設計，可阻隔熱失控電芯蔓延 |
寧德時代 | “永不起火”811電池 | 自隔離安全技術，材料創新，電芯結構優化，電池熱管理提升，系統熱擴散控制 |
蜂巢能源 | 果凍電池 | 基于無鈷正極材料和電解液材料的凝膠電池，具備高電導，自愈合，阻燃等特點 |
欣旺達 | “只冒煙，不起火”動力電池 | SWD系統五層安全設計，電芯采用鎳5X三元材料體系 |
比亞迪 | 無煙，無明火“刀片電池” | 結構扁平設計，在經歷外界損壞后，觸發短路導致的發熱量減少，利于散熱 |
孚能科技 | “永不起火”電池 | 實驗檢測電池在加熱394秒后，觸發第一個電芯失控，之后24小時內未出現起火并逐漸恢復至安全常溫狀態 |
2.4 新型電解液改善電池循環壽命，固態電池技術獲發展空間動力鋰離子電池的失效直接影響電池的使用壽命與安全性。而失效的誘因通常是一連串的“反常”反應，而且多數難以避免。改善電芯使用壽命的主要方法是對電解液改性。固態電池技術獲發展空間，半固態電池量產在即，全固態還需5-10年。3. 技術總體趨勢：正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解液向固態方向發展從目前現狀來看，動力電池的研發主體是電池企業與車企，從“降低成本+提升能量密度+提升循環壽命與安全性”三個目標出發，在材料、工藝、電池體系上做出很多突破，主要發展趨勢表現在正極減鈷到無鈷、負極加硅、電解液向固態方向發展。原文始發于微信公眾號（鋰電產業通）：動力電池電芯研發方向：正極減鈷，負極加硅，電解液向固態
