“从宁德时代的技术研判看电池材料快速发展方向”

最近，在世界新能源汽车大会上，宁德时代中国区轿车处理方案部总裁项延火向外界介绍了宁德时代的化学材料体系、系统集成、电池残值、低温性能、快速充电及智能化电池管理系统等的研发思路和路线规划。

其中，电化学材料体系中，项延火介绍了宁德时代磷酸铁锂、中镍三元、高镍三元、无钴电池，以及更长期的全固态电池、锂金属电池、锂空气体电池等材料体系的开发方向。 作为全球动力电池领导者，宁德时代的每次“报告”实际上对行业有很好的参考意义。 此次报告还一览了宁德时代在各种化学材料体系中的应用周期和节点的事前判断。

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电池化学材料体系的迭代升级是提高能量密度的一个核心，该材料体系的迭代有不同的材料体系的迭代，如正极材料从磷酸铁锂到三元，也有同一材料体系内部自身的迭代，如三元材料从333到523

目前，主流磷酸铁锂材料电池的能量密度达到165wh/kg，系统能量密度达到140wh/kg附近。 磷酸铁锂电池由于经济性、安全性、循环性能高，目前多用于经济型车种。

将来磷酸铁锂材料系还会被发掘吗空期间，能量密度是否已经达到“天花板”？

项延火表示，宁德时代计划通过磷酸铁锂材料体系的设计和挖掘，将来将其能量密度提高到200wh/kg- 230wh/kg，“这样在应用于新一代产品时，可以在续航距离和价格的优化方面有更好的表现。”

事实上，近年来，国内其他几个涉及磷酸铁锂的头部公司也在不断挖掘磷酸铁锂材料的潜力。 国轩高科今年年初明确了，开发了高性能磷酸铁锂正极材料，负极采用石墨掺杂硅和预锂技术，开发了单体能量密度达到210wh/kg的磷酸铁锂电池。

比亚迪也认为磷酸铁锂电池材料还在空之间上升，在单体能量密度上也由于材料体系和工艺的优化而持续上升。

此外，由于近两年电池系统集成技术的革新，磷酸铁锂电池中的能量密度明显提高，再次焕发了“第二个春天”。

但是，在项延火中，随着电池技术、材料的革新，预计到2028年磷酸铁锂的价格、安全特性将在轿车行业被其他材料体系取代。 未来磷酸铁锂的应用场景和技术开发尚需注意。

在02中，无镍三元、无钴电池将成为性能车市场的主流

与中端市场比较，项延火预计未来几年将以中镍高压三元系动力电池技术为主。 预计电池的能量密度将上升到240 wh /公斤~ 260 wh /公斤。

据中国介绍，宁德时代以新能源的主流模式开始大量宣传单晶高电压5系电池的应用。 例如，荣威、吉利、将来与汽车合作的电池产品都使用中镍单晶5系电池。 这种电池与镍8系产品相比，经济性和安全性高，能量密度也好。

除宁德时代外，欣旺达、瑞浦能源、澎夫新能源等多家动力电池公司也将单晶中的镍材料规模化应用。

项延火表示，在这个行业，宁德时代将通过在产品循环寿命和快速充电能力方面不断挖掘和开发，满足越来越多的市场诉求。

另外，与中端汽车市场相比，宁德时代也致力于无钴材料体系的开发，进一步实现了高能量密度(电池能量密度250wh/kg以上)、高性能和综合价格的优化。 从路线图来看，宁德时代预计到2024年左右企业将推出无钴电池。

03高端市场:主要为高镍、超高镍类产品

与高端机型市场相比，项延火在宁德时代重点宣传高镍材料体系，“从现有的高镍811体系，到下一个高镍+硅体系产业化的应用，将实现300wh/kg的能量密度，并以350wh/kg的目标为目标。

从宁德时代的材料体系路线图来看，其超高镍+硅体系有望在未来冲击400wh/kg的高能量密度。

对于新一代电池技术路线，特别是进入今年以来业界关注度较高的固体电池，宁德时代预计也将于2024年左右上市，能量密度预计将达到400wh/kg。

“经过近十年的攻关研究，认为以锂金属为负极材料的全固态锂金属电池是固态电池最优的快速发展方向，该技术本质上可以提高我们电池的安全性和能量密度。 ”项延火表示，目前仍面临关键技术、技术等科学问题，但如果在技术上实现突破，350瓦时/公斤、甚至400瓦时/公斤的安全芯也将成为现实。

从更长远的快速发展来看，宁德时代还将继续投入对无金属正极材料、锂空气体等新材料电池技术的研究。 届时，电池的能量密度将突破500wh/kg，甚至600wh/kg。

04 2022年左右，第二代ctp集成计划[/s2/]

电化学材料体系的技术创新和迭代是一个方面，系统集成的创新和不断优化也是提高整车电量、采用体验、降本的重要攻关方向。

宁德时代2019年首次发布了应用于轿车的初代ctp(celltopack，将电池单元集成到电池组)电池集成技术。 项延火表示，宁德时代目前正在开发第二代平台化的ctp电池系统，计划于2022年-2023年投放市场，后推出从a00级到d级的全系列机型到第三代系列化的ctp电池系统平台

为了进一步降低价值成本、提高续航距离、优化招聘体验、降低功耗，宁德时代还将加快对CTC(celltochassis，将小区整合到机箱)技术的研究。 “宁德时代计划在2025年前后推出第四代高度集成化的ctc电池系统； 从更长远来看，宁德时代有望在2028年前后升级为第五代智能ctc电动机箱系统。 ”项延火明确。

宁德时代董事长曾毘群表示，ctc技术不仅将重新配置电池，还将纳入电机、电控、dc/dc、obc等整车高压等三电系统。 据悉，这种高度集成的电池系统可以大幅提高车辆的续航距离。

事实上，从宁德时代电池化学材料体系反复升级的方向来看，与整个行业的研究结果基本一致，未来5-10年仍是电池化学材料体系快速交替、创新的关键时期，随着电池化学材料体系、系统集成等技术的成熟，锂电池的

写作编辑部

资料来源:电池新闻