宁德时代M3P电池已量产

发布日期:2022-07-25

核心提示:近期, 在2022世界动力电池大会上,宁德时代首席科学家吴凯表示,公司M3P电池已经量产,明年将推向市场运用。据了解,M3P电池是
 近期, 在2022世界动力电池大会上,宁德时代首席科学家吴凯表示,公司M3P电池已经量产,明年将推向市场运用。

据了解,M3P电池是宁德时代基于新型材料体系研发的电池,其能量密度高于磷酸铁锂,成本优于三元电池。
 
工业和信息化部装备工业发展中心主任瞿国春在会上表示,近年来,随着新能源汽车的快速发展,我国动力电池产业在技术创新、产品创新、应用模式创新等方面均取得了举世瞩目的成就。
 
从电芯角度看,钠离子电池、磷酸锰铁锂电池、半固态电池、固态电池等新型电池以高比能、高安全、长寿命、快充为目标技术提升步伐加快,成为新一代动力电池前瞻布局的重点方向。
 
从电池系统设计角度看,刀片电池技术、CTP、CTC、One-Stop、麒麟电池等系统结构创新各具特色,积极推动电池系统的体积利用率不断攀升,系统能量密度和汽车制造效率不断提升。
 
从回收利用角度看,在设计端就考虑拆解的便利性,积极发展易拆解电池和系统;同时,电池回收自动化程度逐步提升,锂、镍、钴等有色金属智能回收正在逐步实现。
 
宁德时代的电池新材料、新结构创新
 
M3P电池是什么?早在今年2月公布的投资者关系活动记录表中,宁德时代就透露,“公司计划推出的新产品M3P,准确说来不是磷酸锰铁锂,还包含其他金属元素,公司称之为磷酸盐体系的三元,成本较三元下降,但仍然占据新能源车一定成本。”
 
申港证券研报指出,M3P体系以磷酸铁锂橄榄石结构作为基础晶格结构,通过掺杂镁、锌、铝等金属元素中的两种,在部分铁元素点位上形成替代,从而生成磷酸盐体系的三元材料,以改善充放电容量及循环稳定性。
 
M3P的合成工艺建立在磷酸锰铁锂工艺基础上,通过高温固相反应法、水热合成法、共沉淀法合成,工艺成熟,适合批量生产。M3P材料成本显著低于高镍三元体系,在中低端车型拥有广阔的应用前景。
 
吴凯在大会上介绍,围绕续航里程,在传统的实现方式上,宁德时代增加了三个不同的结局方案。对于1000公里以上续航里程的车型,宁德时代降低成本,采用麒麟+高镍三元和低硅,同时满足低温和高性能要求。对于700公里左右实用型车型,宁德时代用M3P替代三元材料,结合麒麟电池。对里程需求低的经济型车型,宁德时代结合麒麟结构与钠离子电池,“在体积重量许可的情况下我们优先向客户推介钠离子解决方案。”
 
宁德时代还在麒麟电池的基础上创新,把电池包上盖与整车底板结合在一起。“这方面电池已经有落地的设计,已经与一些客户进行推动,在体积利用上又多出来10毫米。”吴凯透露。
 
除了M3P电池,以及今年6月发布的CTP3.0麒麟电池,宁德时代还在4C快充NCM、锂钠金属电池、无稀有金属电池、锂空电池、固态电池、无钴电池以及凝聚态电池等多个领域投入了研究且取得了一定的成果。
 
理想中的电池是什么样?
 
磷酸铁锂电池成本低、安全性能好、循环寿命长,三元锂电池能量密度高、低温性能好、充放电效率高。
 
针对路线之分,蔚来汽车(09866.HK/NIO.US)副总裁曾士哲表示,对于蔚来这样的换电体系,电池包的试错风险非常高。“一旦出现问题,没有办法说这一代不要了然后进行下一代。”
 
从换电的出发点,蔚来不会刻意要求一定要用磷酸铁锂或者三元锂电池。蔚来希望,“一是要可闭环,因为蔚来本身持有电池资料,所以在正负极选择上一定要考虑可持续,如果一旦不可持续,我们的电池银行就可能会出问题。二是蔚来可以通过大数据看到用户画像反馈的真实需求,这是我们的基本面,其他像快充、电池寿命等需求,无论是循环还是存储的,我们都会有一个成本估算。”
 
曾士哲透露,“我们现在与供应商一起深度合作开发(电池)。我们最近觉得宁德时代的麒麟电池是非常好的方向。”
 
孚能科技(688567.SH)董事长王瑀指出,预计到2030年,动力电池运动能量可能达到600Wh/kg或者700Wh/kg,而汽油的运动能量约为3500Wh/kg。
 
提高电池能量密度的途径,一是从物理方面进行能量密度的提升,比如电芯做得更大,减少壳体材料,取消模组取消,或者从系统方面做改进;二是材料创新。“大家经常谈到的固态、液态、半固态电池是电解液的创新,这在能量密度方面没有大帮助,但可以帮助解决一系列安全问题。”王瑀预计孚能电池第四代半固态可能剩下15%左右的电解液。
 
在王瑀看来,性能、成本和安全,是动力电池发展的铁三角。现阶段安全续航里程不再是忧虑,续航里程变成了性能和成本的博弈。
 
据介绍,过去两年,磷酸铁锂电池增长到50%-60%的市场份额。“基于安全共识情况下,目前整个市场向成本更低的电池进行倾斜。但是我们认为这是短期的,长期来说能量密度的趋势,1000Wh/kg的终极目标是不变的。”
 
王瑀认为,未来5-10年理想的电池,续航里程在800公里左右,系统能量密度超过300Wh/kg,10分钟充满80%,可用于全部车型系列,安全可控,还要做到全部回收,能用更加丰富的材料进行代替。
电池液冷存在巨大安全风险
 
耐热动力电池必定是未来
 
根据应急管理部消防救援局发布的数据,2021年全国电动车发生3000余起火灾事故,按照近800万辆的新能源汽车保有量计算,着火概率约为万分之三。
 
欧盟科学院院士孙金华指出,从事故统计来看,60%是三元电池新能源汽车,5%是磷酸铁锂电池的汽车,还有35%是不明的。
 
从汽车所处状态来看,35%在充电状态,40%在行驶状态,25%在静止状态。从季节来看,在高温期阶段的火灾发生概率比冬季和其他季节高出许多。
 
宾夕法尼亚大学王朝阳教授指出,动力电池最大的挑战是必须同时解决低温续航、高温安全、快充、低成本等问题。
 
高比能电池的快充是实现电动汽车电池包小型化的重要手段,也是降成本和可持续发展的必经之路。“要在电池当中储存一度电需要1000元,而充一度电只需要1元,也就是说,要尽量让能量储存缩小到最小的范围。因此快充永远是首选,没有之一。”
 
对电池包集成,王朝阳认为,现在比较流行的电池液冷,特别是在电芯之间有很多窄小的缝里面也充满液体的液能方式可能会有巨大的安全风险。“电芯老化的过程是不断膨胀的,巨大的压力挤压到处都存在的液体管道,引起可能的泄露。”
 
他认为,下一代的C2B的集成不需要液冷,电芯工作在较高的温度中,完全可以用汽车在行驶当中自然吸进的环境空气来冷却,且在电芯之间不需要留有冷却管道,这样可以适合各种挤压的情况。
 
在热调控电芯结构下面,电池材料不需要具备倍率的性能或者动力学的高性能,未来电池材料唯一需要做的就是提供稳定性和安全性,以及低成本。
 
他还预测,粘稠、非燃电解液一定成为主流。耐热动力电池必定是未来。全固态电池最大的指标不是高性能,而是高稳定性。

 
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