本文目录一览:
- 1、国产电动汽车,电池都是哪些公司提供的?
- 2、探访新能源动力电池“销冠”诞生地 宁德时代为何备受青睐?
- 3、直击三元锂电痛点 超级磷酸铁锂电池能否翻身成为“刀锋战士”
- 4、锂电池pack是什么意思?
国产电动汽车,电池都是哪些公司提供的?
NO. 1 惠州比亚迪
成立时间:2006年总部:广东惠州
惠州比亚迪电池有限公司(以下简称「公司」)成立于2006年,是比亚迪股份有限公司旗下的子公司。其主要产品是方形磷酸铁锂动力电池,主要供给比亚迪旗下的秦、E6、K9等新能源汽车。
随着比亚迪新能源汽车销量的快速攀升,比亚迪电池产能已经出现供应紧张。比亚迪在惠州动力电池现有产能为1.6GWh/年,为保证新能源汽车订单的及时交付,比亚迪准备进行扩大电池产能的计划。
目前比亚迪正在深圳坑梓基地规划6GWh/年产量的电池工厂,该工厂一期工程将于2014年9月份后逐步投产,年内至少新增产能1.5GWh。
NO.2 CATL
成立时间:2011年总部:福建宁德
宁德时代新能源科技有限公司(CATL)成立于2011年,原为新能源科技集团(ATL)的动力电池分部,时代新能源(CATL)CEO曾毓群同时兼任新能源科技集团(ATL)总裁。2012年,以宁德为总部的时代新能源合资合作项目之一青海时代新能源科技有限公司在青海省西宁市注册成功,公司注资1亿元,主要从事动力锂电池、储能锂电池等高新技术产品的研发、制造和销售。
CATL现在宁德动力锂电池年产能为3.8亿Wh。同时青海时代新能源项目正在建设当中,青海项目一期工程规划产能为年产15亿Wh,其中4.6亿Wh已经于近期投产,而整个一期工程将于2016年底完工。青海时代项目整体完工后,可年产50亿Wh电池以及5万吨锂电池正极材料,预计整个建设周期为10年。
CATL动力电池的主要合作客户是宇通、宝马、一汽等。
NO. 3 力神
成立时间:1997年总部:天津
天津力神电池股份有限公司创立于1997年,大股东中海油新能源投资有限责任公司是中国海洋石油总公司直属的全资二级子公司。天津力神的动力锂电池公司前身是力神迈尔斯动力电池系统有限公司,力神迈尔斯成立于2009年,注册资本为1亿美元,股东为天津力神电池股份有限公司和美国CODA电动车公司,属于中外合资企业。后来美国CODA于2013年破产倒闭,现在力神迈尔斯已经由天津力神全资控股。
公司现有动力电池产能约为1.5亿AH,目前正在天津、武汉和青岛三处扩建产能。天津基地计划从1.5亿AH扩建至3亿AH,预计2014年内能投产。同时在武汉和青岛都有新工厂正在建设,武汉和青岛预计要到2015年中投产。
公司动力电池的主要合作客户是天津公交集团、宇通、东风扬子江、一汽客车、康迪、江淮汽车等。
NO. 4 国轩
成立时间:2005年总部:安徽合肥
合肥国轩高科动力能源有限公司(下称「国轩」)成立于2005年,是由珠海国轩贸易有限公司和合肥国轩营销策划有限公司发起设立。其主要产品是磷酸铁锂动力电池。
国轩曾于2012年11月完成股份制改革,但随着2013年IPO关闸以及证监会目前暂停接受IPO申报材料,其IPO计划最终搁浅。目前有消息称,国轩正在筹划借壳上市。
国轩现有约为3.5亿AH方形动力电池产能,其中2亿AH新增产能于今年5月在合肥投产。昆山正在新建圆柱动力电池产能,单体5AH,预计明年上半年投产。福建正在筹划建设动力电池PACK厂。
公司动力电池的主要合作客户是安凯、江淮、金龙、申沃、新大洋等。
NO. 5 沃特玛
成立时间:2002年总部:广东深圳
深圳市沃特玛电池有限公司成立于2002年。公司现有员工1300余人,研发人员300余人,现日产32650型5Ah电芯22万支,新厂区规划产能为日产32650型5Ah电芯50万支,是国内最早成功研发磷酸铁锂新能源汽车动力电池,并率先实现规模化生产和批量应用的磷酸铁锂电池企业之一。
公司动力电池的主要合作客户是五洲龙、金龙、扬州亚星、郑州海马、中联重科等。
NO. 6 万向
成立时间:2011年总部:浙江杭州
浙江万向亿能动力电池有限公司是由万向集团与美国Ener1 Inc.于2011年7月份投资设立的中外合资企业,注册资本为1.2亿美元,主营业务为锂离子电池及由动力电池组装的锂离子电池系统的设计、服务及技术升级。万向亿能动力专利技术来自于美国Ener1公司,使用的是Ener1的自动电池组组装技术。
2011年11月,公司开始建设年产3亿AH锂离子动力电池项目,一期产能1.2亿AH已经投产,二期1.8亿AH正在建设当中。
公司动力电池的主要合作客户是康迪、众泰、万向电动车、国家电网等。
NO. 7 威能
成立时间:2006年总部:山东寿光
山东威能环保电源有限公司成立于2006年,是山东威能环保电源(集团)有限公司旗下子公司。山东威能环保集团有山东威能环保电源有限公司、青岛威能电动车辆电控有限公司、青岛隔膜新材料有限公司、北京五和动力科技有限公司、昆山威能环保电源有限公司五个分公司。
公司主要生产采用的电池单体是16AH、36AH、50AH和100AH等,16AH、36AH主要用在低速车、混动客车和乘用车,而50AH和100AH主要用在纯电动大巴。公司现有产能约为1.5亿AH。公司动力电池的主要合作客户是申沃、欧辉、中通、南京金龙等。
NO. 8 中航
成立时间:2009年总部:河南洛阳
中航锂电(洛阳)有限公司成立于2009年,是中航工业集团公司及所属单位共同投资组建,成飞集成控股的专业从事锂离子动力电池、电池管理系统研发及生产的新能源公司。
公司的主要产品锂离子动力电池,单体容量覆盖了10AH到500AH,已与国内多家汽车整车厂商建立合作关系。其产品已广泛运用于电动车、机车、储能等民用领域及军用电源等军工领域。公司动力电池的主要合作客户是宇通、东风、奇瑞、康迪、长安福特等。
NO.9 微宏
成立时间:2006年总部:浙江湖州
微宏动力系统湖州有限公司成立于2006年,是一家有着深厚研发能力的高科技化工与能源产品供应商。公司从事新能源及储电技术产品的研发、生产以及销售,致力于为不同应用领域提供清洁能源解决方案。
公司的优势在于产业链整合,集团公司旗下的子公司已经形成锂电池从材料——电芯——电池组的垂直产业链,包括微宏动力系统(湖州)有限公司、微宏动力解决方案(休斯顿)有限公司,湖州欧美新材料有限公司、湖州欧美化学有限公司及湖州的材料研发中心和应用产品开发基地。公司使用的电解液、隔膜、钛酸锂负极材料都是由集团旗下的子公司自主生产。公司的主要客户是重庆恒通客车。
NO.10 国能
成立时间:2012年总部:北京
北京国能电池科技有限公司成立于2012年,是国能集团控股的下属公司。北京国能锂电池产品以储能和动力电池为主。
公司主要生产的单体电芯主要型号为60AH和100AH,正极材料采用磷酸铁锂和三元材料。其磷酸铁锂电池主要用于储能和电动大巴,而三元电池则主要采用于电动汽车和低速车等。公司正在积极扩产当中,计划2014年年底产能扩张到2亿AH/年以上。公司动力电池主要客户是五洲龙、常隆客车、郑州日产、苏州金龙等。
探访新能源动力电池“销冠”诞生地 宁德时代为何备受青睐?
2020年宁德时代全年动力电池装机量达34GWh,占据世界市场份额的24.82%、国内市场份额的50%,连续四年夺得全球冠军。我们熟知的特斯拉、蔚来、宝马等国内外一线品牌都是宁德时代的忠实“用户”,那么为何世界各大主机厂都如此青睐宁德时代的产品?带着这个问题,我探访了位于福建宁德的宁德时代总部和其附近的电池工厂。
众所周知,目前市面上主流的电动车电池大体分为磷酸铁锂和三元锂电池两类:磷酸铁锂电池成本低、相对安全、电池寿命较长;而三元锂电池虽然能量密度高、性能更好,但价格和安全性又是它的短板。这也使得众人对二者中谁才是更优选择争论不休。那么目前到底有没有一个相对完美的电池产品呢?在金融政策方面有一个“不可能三角”(Impossible trinity)理论。“不可能三角”是指经济社会和财政金融政策目标选择面临诸多困境,难以同时获得三个方面的目标。资本自由流动、固定汇率和货币政策独立性三者也不可能兼得。即一个国家不可能同时实现资本流动自由,货币政策的独立性和汇率的稳定性。
而在工业制造领域同样也存在这个不可能三角。就新能源电池来说,不可能同时具有更加优越的性能、好的安全性以及更低的成本。新能源电池是一种非常复杂的系统,性能、安全性、成本之间相互制约,可以说是一门妥协的艺术。不过宁德时代通过技术的进步达到了更高层面的均衡,使宁德时代的电池成为了"六边形战士"。
安全永远是电池技术发展的基石。为此,宁德时代在电池材料选型上使用了多次实验得出的拥有高稳定性的电解液和正负级材料。为防止某一电芯因意外状况导致状态不正常,而后引发起火和爆炸,宁德时代在电芯上设计了防爆阀,一旦电芯出现问题防爆阀随之打开,泄去电芯中积累的气体和热量,避免发生热失控,影响其他电芯。在Pack和电池包模组的设计上宁德时代的工程师通过先进的模拟软件进行仿真,最终设计出先进的留道,保证一旦电芯出现问题需要泄压时,气体和热量可以流畅的排出到Pack或电池包模组外,杜绝热扩散。
在解决了电池安全性的问题后,便需要考虑如何让锂电池拥有更好的性能,毕竟在当下,电动车的补能问题还没完全得到解决,所以在相对条件下,提升单位体积的电池能量密度能为车辆带来更长的续航里程。对此,宁德时代在业内首创了CTP(cell to pack)无模组技术。即取消以往的中间状态模组,直接使用电芯组成电池包。与传统的MTP(module to pack)技术相比,由于不需要组装成模组,减少了许多不必要的零部件,省下来的空间可以放置更多的电芯。根据统计减少40%了零部件数量、提升了15%-20%空间利用率,最终能量密度提升了10%-15%。宁德时代的工程师透露,下一项CTC(cell to chassis)技术也已经在研发中。这次脑洞更大,打算直接将电池和汽车的底盘融合,这种设计不但能极大的提升能量密度还可以增强底盘的扭转刚性。
仅仅提升能量密度还不够,温度也是影响锂电池的一大硬性指标,过冷或过热都会影响锂电池的工作效率。这就是为什么寒冷地区新能源车的续航下降,性能下降。为了使电池包工作在适宜的温度条件下,宁德时代创新的使用了电池包“自加热”技术。与传统方式为电池包增加PTC材料的加热贴片来为电池加热不同,宁德时代的解决方式是利用高频开关来精确控制电池内部的短路时间,利用电池内阻来产生热量。换句话说,传统加热方式像是往电池包上贴上一些暖宝宝,不仅加热不均匀,能耗和质量也会增加;而宁德时代的“自加热”技术则是让电池内部自行发热,像是冬天喝下的一碗姜茶,由内而外的对整个电池包进行加热。
根据官方资料显示,宁德时代的自控温专利数量总计超过60余项,加热速率可以从传统模式的0.2-1℃/min提升至1.4-2℃/min,同时电芯之间的温差比起传统模式也更小。更重要的是,由于无需加入额外的配件,整个电池包的成本也得到了很好的控制。
正如前文所提到的,目前电动车所谓的动力电池制造商。
在参观过程中我见证了针刺、火烧等实验。在针刺实验中钢针刺入电芯后,我只是观察到了电芯的电压有了一个轻微的下降,而电芯外观没有什么变化,没有冒烟、没有起火、也没有爆炸。而宁德时代火烧实验的流程是,把电池包放在温度是590摄氏度左右的火焰上烧1个小时,而国家的火烧实验的标准仅仅是130秒,我观察时实验已经时间过去了span style="text-indent:
直击三元锂电痛点 超级磷酸铁锂电池能否翻身成为“刀锋战士”
前不久,当特斯拉与宁德签订合作协议之后,又宣布要使用无钴电池,于是很多注意力又来到比亚迪身上,因为很多人的概念里,无钴电池就是指的磷酸铁锂电池,而这项技术正是比亚迪所擅长的。不过就在最近,特斯拉澄清,无钴电池并非只有磷酸铁锂一种,但不管怎么说,这次乌龙使得比亚迪回到了动力电池界的风口浪尖。
当然,比亚迪也的确没闲着。
3月29日,比亚迪在深圳召开了一场线上发布会。
作为靠电池起家的汽车厂商,几乎很少有人会质疑比亚迪在三电技术上的研发能力。所以当比亚迪的“超级磷酸铁锂电池”发布时,即在情理之中、也在意料之中。唯一出乎意料的,是比亚迪竟然没有为其搭配一个更为“耀眼”的名字,而是直接沿用了内部开发时期的称呼——刀片电池。
▲比亚迪在3月29日召开的刀片电池发布会
去年比亚迪董事长王传福在年中业绩交流会上就表示过,这款刀片电池不仅能够满足电动汽车600公里续航,而且放电倍率还大幅提升,寿命长达8年120万公里,成本可以节约30%,在电池体积缩小的情况下,能量密度将能提升近50%。
科技的发展就像有轮回一样,要知道国内新能源车行业的萌芽期使用的大部分电池都是磷酸铁锂电池。但随后,三元锂电池凭借超高的能量密度、低温下更好的续航里程赢得了消费市场的青睐,磷酸铁锂电池逐渐淡出我们的视线。
而此次磷酸铁锂电池回归,不仅带来了新技术,也正巧赶上三元锂电池自乱阵脚,起火、自燃事件层出不穷,似乎现在正是磷酸铁锂电池“拨乱反正”的关键时刻。
▲上海特斯拉自燃事件
那么比亚迪的刀片电池到底有什么过人之处呢?它是否能反转磷酸铁锂电池目前的弱势地位呢?
一、什么是刀片电池?
简单点说,刀片电池就是普通磷酸铁锂电池的“高阶进化版”。
▲刀片电池的外观
我们都知道,动力电池由电池单体(CELL)、电池模组(BatteryModule)、电池包(Pack)三部分组成。这三部分与电池的类型无关,三元锂电池和磷酸铁锂电池均是如此,直到宁德时代推出CTP技术。
这项技术原理比较好理解,就是去掉电池模组这一环节,直接将单体组装为电池包,从而大幅提升电池的能量密度。
从本质上来看,比亚迪的刀片电池和宁德时代CTP方案路径十分相似。CTP又称“CelltoPack”,简单讲就是省去了中间模组环节,将电芯直接集成为电池包。目前具备这项技术的产品只有LG的590电芯、宁德时代CTP方案、比亚迪刀片电池这三家。
▲宁德时代的CTP方案
根据比亚迪的官方定义,这是一种采用全新结构的“超级磷酸铁锂电池”。通过结构创新,在成组时可以跳过模组,大幅提高了体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。
关于比亚迪的刀片电池,我们还在国家专利局找到如下的专利申请:
图中的这个电池专利是一种针对电池包设计的专利。在这个电池包中,比亚迪很“聪明”的采用了长单体电池的设计,然后把多个长单体电池集合成电池阵列,从而提高电池包的容量。与此同时,单体电池有其特定尺寸,通过电池本身来提高电池包整体的刚性。
进一步说,比亚迪对电池单体进行改进,可以使得电池包内布置更多电池单体。同时,因为减少了电池包中横梁或纵梁的使用(甚至可以不使用横梁或纵梁),从而提高了电池包的空间利用率,进而提高整个电池包的容量、电压以及续航能力。
二、刀片电池的优势和劣势
通过梳理发布会的内容,我们会发现刀片电池的真正优势有三点:长续航、高安全、低成本。
▲比亚迪董事长王传福在讲解刀片电池的优势
先说长续航,这主要和刀片电池的空间利用率提升有关。
刀片电池的能量密度可以达到180Wh/kg,相比传统的动力电池,能量密度提升大约9%。此外,传统的电池包的空间利用率只有40%,而刀片电池的电池包的空间利用率可以达到60%以上。
空间利用率的提高,带来的直接好处就是大幅提升汽车的续航里程。举个例子:假设刀片电池有40%~60%的提升,那一辆续航400公里的新能源车,在搭载刀片电池之后,能够直接增加近100公里的续航里程。
不过相比续航里程的提升,安全性才是刀片电池真正的“杀手锏”。这也是比亚迪坚信刀片电池能够颠覆业界的最重要原因。
刚才我们提到过,减少了横梁和纵梁的使用,电池组的制作工艺得到简化,单体电池的组装复杂度降低,在一定程度上给电池组减重。
用上这种电池组的电动车,理论上来说可以实现轻量化和续航能力的提升。此外,因为单体电池为硬壳(铝壳或钢壳)且尺寸很长,直接通过单体电池本身便可代替加强结构来保证电池组的结构强度,确保电池组在外力作用下不易发生形变。
除了结构强度,发布会上的宣传视频也起到了“稳定军心”的作用。视频显示,刀片电池在各方面的表现均优于另外两种实验电池(三元锂电池、传统磷酸铁锂电池)——尤其是三元锂电池。
▲比亚迪官方发布的一支对比视频,三元锂电池根本禁不起一丁点穿刺
刀片电池在穿刺后没有明火,也没有浓烟,电池表面的温度仅有30~60℃左右,电池表面的鸡蛋几乎没有任何变化,仍处于可流动的液体状态。
不过坦白说,这个表现看上去虽然十分亮眼,但其实由于磷酸铁锂电池的物理特性,这种电池即便是在早期也从来没有出现过燃烧、爆炸、冒烟等现象。比亚迪宣传片的主要目的,还是为了告诉消费者刀片电池实现比三元锂电池更长的续航里程前提下,可以在保证高安全性。
▲即便是早期的磷酸铁锂电池仍然要比三元锂电池稳定、安全
在长续航和高安全性的保障下,我们习惯性的会以为刀片电池的成本会提高,但其实不然。由于刀片电池省去了电池模组组装这一环节,使得电池包零部件数量减少了40%,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,生产效率提升了50%,所以各项综合下来大幅降低了刀片电池的制造成本。
总的来看,比亚迪的刀片电池并不是一种电芯本身技术上的革新,更多的是针对电池包进行的一种创新和优化。但客观来说,它确实起到了减轻重量,提升电池容量的目的。
但考虑到现在只有三家企业有能力制造这种电池,我们还是应该为国内这家“电池鼻祖”的厂商用力地鼓鼓掌。
三、可能会应用的车型有哪些?
根据消息称,目前“刀片电池”已经在位于重庆璧山的弗迪电池工厂下线,年产能达到20GWH。而且可以确认的是,比亚迪汉EV将会率先搭载“刀片电池”,其它车型暂时还没有量产计划。按照新车的时间线来看,汉EV在今年也将会与我们见面了。
▲比亚迪汉EV将会率先使用刀片电
另外,由于特斯拉已经和宁德时代达成了合作。接下来特斯拉会持续采购宁德时代的无钴电池,据了解该无钴电池其实就是宁德时代最新的磷酸铁锂CTP电池,与比亚迪刀片电池属于“近亲产品”。
由此可见,虽然比亚迪在今年会应用刀片电池的车型不多,但相似的技术别的厂商也已经研发成熟,所以不排除其它厂商也会有搭载“超级磷酸铁锂电池”的新车出现。即使抛开宁德时代,我相信LG化学、三星SDI、松下、SKI等厂商也已经跃跃欲试了。
这些体量巨大的供应商一旦有了技术支撑,将产品推向市场的速度会非常快。比亚迪确实用刀片电池占了先机,但差距只有半步之遥。如果想用技术超过竞争对手,比亚迪应该抓紧这段“空档期”才是最优的解决方案。
▲宁德时代等厂商也已经在“超级磷酸铁锂电池”上开展相应的研发工作了
写在最后
比亚迪的刀片电池真的颠覆业界了吗?客观来说,它确实起到了一定的推动作用,也在最佳的时间,以最佳的方式展现在了消费者面前。但还是那句话,如果某项先进技术轻而易举就能被别人复制,那就不能称之为颠覆。
在各种各样的新能源车自燃起火之后,三元锂电池被时代所终结只是早晚的事,新型电池技术的出现更是显得顺理成章。无论是比亚迪、还是宁德时代、或是LG,它们用长久以来沉淀的技术底蕴搭上了第一班顺风车。
比亚迪卧薪尝胆,终于抢险完成了磷酸铁锂电池的改造和升级,成为有可能引领新能源车进入下一个阶段进化的基础技术,而对于另外一个强有力竞争对手,也是三元锂电的生产大户宁德来说,构成了很大的压力,宁德虽然也在开发相关的技术,但此时明显慢了半拍。
再加之比亚迪自带汽车生产能力,可以将电池技术迅速应用到量产车型上进行推广,反馈和持续的改进,这点作为单纯生产电池的宁德就又落后了半步。
只不过,电池的技术本身也是动态的,机会同样留给了宁德或者其他电池厂家。科技真的有轮回,说不定下次会是哪家厂商带着“改进后的三元锂电池“卷土重来呢?
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锂电池pack是什么意思?
锂电池pack是指电池组。
电池组是指分串联和并联,并联的电池组要求每个电池电压相同,输出的电压等于一个电池的电压,并联电池组能提供更强的电流,串联电池组没有过多的要求。在电池组中,单体之间的差异总是存在的,以容量为例,其差异性永不会趋于消失。
而是逐步恶化的,组中流过同样电流,相对而言,容量大者总是处于小电流浅充浅放、趋于容量衰减缓慢、寿命延长,而容量小者总是处于大电流过充过放、趋于容量衰减加快、寿命缩短,两者之间性能参数差异越来越大,形成正反馈特性,小容量提前失效,组寿命缩短。
意义和用途
电池组分串联和并联,并联的电池组要求每个电池电压相同,输出的电压等于一个电池的电压,并联电池组能提供更强的电流,串联电池组没有过多的要求,
只要保证电池的容量差不多即可,串联电池组可以提供较高的电压。电池组在生活中用的十分广泛,电视遥控器,电子玩具,手电筒中都有串联电池组。