在9月4日 “双碳论坛：动力电池技术的突破与变局”中，蜂巢能源科技股份有限公司高级副总裁、技术中心主任张放南发表了题为“电池技术发展趋势”的演讲。
蜂巢能源科技股份有限公司高级副总裁、技术中心主任 张放南
以下为演讲实录：各位领导、各位专家、各位朋友大家好，我是蜂巢能源的张放南。我跟大家分享的题目是“电池技术发展趋势”。报告共分为三个部分：第一，对市场做一个简单的分析。第二，对电池的技术发展趋势做一个介绍。最后，对蜂巢能源的产品和技术规划做一个分享。
我对市场的分析，可能做得相对细一点，从细分领域做了一个拆分。目前已经连续4个月，新能源整车渗透率超过25%，提前达到了国家2025年的设定目标。新能源从最初的A00级车型，已经全面覆盖A0级、B级、C级，实现了渗透率的快速提升。A00级和C级目前的渗透率是最高的，A00已经达到99%以上，C级的渗透率达到40%以上。整个市场呈现哑铃型结构，目前主流的A级车市场还有很大的提升空间，相信很快就会出现爆发的机会。根据价格划分，同样印证了不同等级车型在市场占有率上的分布情况。同样是5万以内的车型，以A00为主，目前市场渗透率是最高的。其次是25-35万的中高端车型，目前的渗透率占比也是很高。从15万到30万，主流的市场目前爆发的速度其实比较慢，随着消费的升级，我们认为未来15万-30万区间的车型会实现快速的增长。
结合着市场和车型的发展趋势，以及未来的爆发点，我们对电池的技术发展趋势也做了一个初步的分析。从长期看，圆柱、软包和方型电池将长期存在，但是主流市场仍然是以方型为主。尤其是在国内市场，方型占比超过90%以上，整个国际市场方型的占比在60%左右。但是长期看，这三种形态的电池会持续、长期存在。结合着市场，我们对圆柱、方型、软包的未来发展方向，做一个简单的解读。圆柱和传统的方型是以卷绕类型为主。结合着整车电压的匹配，我们认为未来电池的主要发展方向就是把电池做大，在容量和尺寸上做到极致。当然这个前提主要是考虑轻量化和集成化，通过轻量化设计、极简化设计，使电池的尺寸和容量做到最大，来降低成本，实现体积利用率的快速提升。圆柱主要的方向从早期的18650、21700逐渐发展到现在的4680、46100等等，无论是直径还是高度尺寸都在进一步做大。从原有的几个安时到现在三十多安时，快速提升。未来的方向在增大尺寸的同时，主要的方向是厚度方向，同时做极简化的设计。同时还有短刀和长刀片电池，这两个方向也会长期存在，但是我们更看好短刀的趋势。软包以叠片为主，从早期的355到590到后期更长的发展。整包电池未来的主流方向主要是做集成化、轻量化的设计。热管理部件代替部分电池包的结构件，实现集成化的设计，包括排气通道和电池包的防护结构设计等等，实现由传统的标准模组到CTP、CTC的设计趋势。我们认为这个趋势不会发生大的变化，这是主流的趋势。
针对体系技术路线，从目前全球的装机发展来看，仍然是以三元占主流，大概占到60%以上，但是铁锂近两年来装机的比例大幅提升。目前国内的铁锂装机量已经超过50%。我们相信这个数据会进一步增加。随着刚才提到的电芯集成化进一步提升，我们预计短刀铁锂能够在A级车上实现800公里的续航，B级车上实现700公里的续航。我们认为它的占比未来会进一步增加。从两轮车、低速车一直到B级以上的高端车型，从续驶里程到售价做完分析之后，我们对材料体系的不同车型占比做了一个划分。第一行这个是锰酸锂、铁锂和三元是目前主流的材料体系，下面的无钴尖晶石等是下一步研究内容。300公里以内的车型会以铁锂为主。300-700公里的车型，铁锂、锰铁锂会占据主流的市场份额。在700、800公里以上会有三元，包括中镍、高镍的体系，固态、半固态会成为主流的市场。但是现在技术发展突破是很快的。未来铁锂的主要发展方向就是通过补锂，来实现循环寿命的快速提升，做到12000次、20000次的循环，进一步满足储能和商务车对于循环寿命的要求。我们对材料体系做了一个简单的划分。首先低成本、高性价比的产品，在体系上未来的发展方向主要是三元会从原有的高镍无钴，发展到低镍无钴。去锂化是未来锂电池的一个主要方向，在能量密度相对较低的应用市场，钠、镁等新的电池未来竞争会更加激烈。其他的优化方向，包括壳体薄型化，其他材料规模化和自动化等，同样，控制成本、提升质量、提高性价比也是主要趋势之一。同样，制成技术会从原有的常规电极发展到厚电极、双层涂布等，通过这些工艺技术的提升，使能量密度、电池性能和质量得到进一步提升。
另一个方向就是快充化、高端化。行业里快充需求的明确越来越细，量产的节奏越来越快。我们分析，市场上的车型应该在今年底或明年初实现4C充电、800伏产品的量产。针对快充，我们就未来的主要方向做了一个解读，快充从原有的45分钟到现在20分钟、10分钟。10分钟充电已经能够使整车达到续驶250公里，我们也完成了相应的测试和认证。未来快充是不是进一步提升，由4C提到5C、6C等等，我们认为需要结合着市场的充电桩布局能力，以及现在整车的其他附件配合能力来共同实现。目前4C已经能够满足大部分市场需求。结合充电桩情况，对下一步是否提升快充能力，还需进一步分析。更高的能量密度主要是固态、半固态，以及锂空气等新型化学体系。高安全、高密度成为所有电池企业追求的主要方向之一。
下面介绍一下蜂巢能源在材料体系、技术和产品的布局。首先，蜂巢能源的技术路线。我们把技术路线分成两大类。主要划分的类别是无钴系和传统的三元。我们叫大无钴，包括铁锂、钠电、三元都在其中，未来这部分会达到70%-80%。在整个化学体系的路线方向上，我们做了明确的划分。未来各个技术路线，包括无钴、三元，主要的发展方向是提升能量密度，通过材料技术的提升以及结构的简化、轻薄化等等，最终的主要方向还是在保证安全、降本的前提下，进一步提升能量密度。铁锂的未来发展方向中能量密度的提升就是锰铁锂，三元无钴未来的方向是尖晶石。我们已经有两款产品，实现了无钴化。245Wh/kg的产品主要适配800公里，240Wh/kg会适配600公里的产品。这是蜂巢未来全域电池的短刀化布局。我们覆盖从L3-L6短刀全尺寸，覆盖从1.6-4C的全充电范围，覆盖无钴、三元等全化学体系。覆盖乘用车、商用车、非高速电动车等全域的使用场景。我们现在做的PHEV以及增程式L4产品。短期内PHEV和增程式会出现爆发，市场需求会提升。针对PHEV产品，去年初我们就完成了续驶里程50公里、150公里、250公里的全部布局，重点布局铁锂的产品。我们通过磷酸铁锂来实现这几个里程的PHEV全面覆盖和布局。全域短刀化布局，重点介绍一下L6纯电动产品的布局和应用情况。目前主流布局了5款产品，包括从A0-B级以上，包括传统的SUV到轿跑等稍低底盘的产品。我们做过短刀产品的电池包布置分析，从目前看，短刀产品的成组效率要比传统的电池包成组效率高30%以上。尤其在高度尺寸受限的轿跑车型，它的成组效率会更好一些。这些产品都陆续在开发过程中，184实现量产预计一年左右，196今年实现量产，其他产品会陆续实现量产。这是快充产品的布局。整个市场对快速充电的需求越来越明确，越来越迫切。我们蜂巢对快充产品也完成了布局，包括两款，一款是149Ah，4C产品，已经匹配了客户的整车，完成了冬标和夏标的标定。160Ah，2.2C的产品，能量密度在250Wh/kg，完成了产品的设计和定型，配合整车做相应的标定和开发，明年中旬实现量产。短期内800V,4C产品，需要结合着充电桩、整车其他电器件的情况。我们对电芯的容量做过推导，最终的结论就是150Ah左右的产品适配400-800V，是最优容量的选择。短期内，在充电桩布局快但布局没那么完整的前提下，我们做的800V系统可以兼容400V充电桩。这款产品结合了市场分析、客户需求分析，最终完成产品设计和定义开发。
蜂巢愿携手行业各位同仁共创未来，谢谢大家！
