全球动力电池企业的技术现状如何？电池技术的发展路径有哪些？

中国储能网讯：全球动力电池企业当前技术现状

1.1.电池形态：形态各异，各有优势

LG化学和SKI：在动力电池在封装方面，都采用叠片式软包设计。软包锂电池与圆柱、方形电池之间的最大区别之处在于铝塑膜，这是软包锂电池比较关键、技术难度较高的一个环节。软包电池主要有安全性能好（软包电池在结构上采用铝塑膜包装，发生安全问题时，软包电池一般会鼓气裂开，不会爆炸）、重量轻（软包电池重量较同等容量铝壳锂电池轻10%-20%）、内阻小、循环性能好、设计灵活（外形可变任意形状，可以更薄，可根据客户的需求定制，开发新的电芯型号）等诸多优点。软包电池的缺点主要是一致性较差，成本较高，容易发生漏液，技术门槛高。
松下动力电池：采用的是NCA正极材料，由于NCA正极材料在充放电过程中容易产气的特性，电芯封装以圆柱为主。圆柱形电池的优点主要有生产工艺成熟，产品良率高，有如18650、21700等统一规格型号，整体成本有优势。然而圆柱形电池缺点也比较明显，NCA圆柱形电池由于安全性较差，需要配备非常好的热管理系统，模组以及PACK集成难度大，能量密度利用率较低。另外，除了供应特斯拉的圆柱形电池外，松下还给其它车企供应方形电池，主要配套HV/PHV车型，对于HV/PHV车型，主要向高输出功率/高容量进行突破，对于BEV车型，则向高能量密度进行突破。

1.2.化学体系：高镍三元，大势所趋

LG化学：目前软包动力电池主要以正极采用NCM622掺杂LMO、负极采用石墨、涂覆隔膜的化学体系，以后正极材料会发展为712体系。NCM811体系的电池主要以圆柱为主，用于电动巴士上。

三星SDI：目前的动力电池同样以正极NCM622+石墨负极的化学体系为主，也量产NCA+LMO的正极材料，目前三星SDI的单体锂离子电池产品系列比较齐全，标准产品包括高能量的BEV(纯电动)60Ah、94Ah电池，PHEV(插电式混合电动车)26Ah、37Ah电池(26Ah会逐渐被37Ah取代)，HEV(混合电动车)5.2Ah、5.9Ah电池，以及与超级电容器结合应用于低压系统(LVS，lowvoltagesystem)的高功率电池(4.0Ah、11Ah)。

1.3.成组效率：方形最优，圆柱最难

LG化学与SKI：目前软包电池虽然单体能量密度比方形电芯高，但是在成组效率方面较低，目前能量密度转化率预计在80%左右。

三星SDI与CATL：电芯由于采用的是方形电芯形态，成组效率较高，电芯至模组最高的能量密度转换效率可高达90%。

1.4.能量密度：松下领跑，三星较慢

LG化学：电芯能量密度在250Wh/kg左右，体积能量密度在530Wh/L左右，可以满足整车400km的续航里程需求。

三星SDI：在能量密度的提升上，和国内通用的以Wh/kg所不同，所采用的标准是Wh/L，三星认为对于乘用车来讲，Wh/L其实意义更重要。目前，三星的第3代动力电池能量密度是在550Wh/L，相当于210-230Wh/kg，已经实现量产。

2、全球动力电池企业未来技术规划

2.1.电池技术的发展路径

LG化学：LG电芯依然为软包形态，在长度上会根据整车需求考虑加长，主要有两个好处：提供电芯到模组的能量密度转化率，提到能量密度（上升约13%）。模组形式采用VDA模组和长模组形式，减去散热铝板采用软包边缘导热胶形式，提升散热性能，简化模组结构，改善电芯至模组的能量密度转化率，提升模组能量密度。2020-2022年单体能量密度将达到300Wh/kg，体积能量密度将达到700Wh/L，可以满足整车500km的续航里程需求。2023-2024年能量密度将达330Wh/kg，可以满足整车600km的续航里程需求。

三星SDI：下一代3.5代产品能量密度可以达到630Wh/L，预计在2019年量产。同时，三星还在加大力度研发第4代电池，能量密度可以达到700Wh/L，相当于270-280Wh/kg，预计2021~2022年左右量产，此后第5代电池会达到800Wh/L相当于300Wh/kg，这个产品会在2023年以后量产。300Wh/kg已经是锂电池储能的能量密度极限，2023-2025年就需要通过变革电池创新来进一步提升，目前，三星也在做新型电池的基础研发，样品可以做出来，但距离产业化量产还比较远：在2015年，三星SDI的全固态电池试制样品已经可以达到300Wh/kg(采用硫化物类的固态电解质)，至于锂金属电池、锂空气电池，三星SDI现在只是实验室开发，真正应用可能要10年之后，届时能量密度有望达到900Wh/kg，一次充电可行驶700km的目标。

2.2.材料体系的发展趋势

LG化学未来从622做到70％的镍，10％的钴和20％的锰以达到712。而NCMA是LG的一个中长期目标，通过向NCM添加氧化铝，使镍含量接近90％，钴含量低于10%。目前的情况是622软包电芯正在量产，712型正在积极开发，会在两到三年内进行大规模生产。NCM811正极材料更适用于圆柱电池，会大量生产用于电动公交车，第三代电池主要的发展方向是增加能量密度（增加镍含量），降低成本（减少钴含量）和提高充电性能（引入人造石墨负极）。

三星SDI未来采用NCA材料，因为锂离子在循环往复的使用过程中，容易在NCA表面形成一些残留，会影响它的使用寿命。三星SDI通过在NCA表面做一层金属的涂布，减少残留，提高它的使用寿命。