億緯鋰能鄭為工：全極耳大圓柱磷酸鐵鋰電池解析
圖為惠州億緯鋰能股份有限公司小型動(dòng)力電芯方案總監鄭為工作主題演講
9月13-14日，由電池中國網(wǎng)、廣東省電動(dòng)車(chē)商會(huì )聯(lián)合主辦，星恒電源總冠名的“2021輕型電動(dòng)車(chē)用鋰電池技術(shù)及應用交流會(huì )”在廣州舉行，在“兩輪電動(dòng)車(chē)鋰電技術(shù)與突破”論壇上，惠州億緯鋰能股份有限公司小型動(dòng)力電芯方案總監鄭為工，發(fā)表了題為“大圓柱磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)兩輪車(chē)上的應用”的主題演講，介紹了億緯鋰能在電動(dòng)兩輪車(chē)用鋰電池技術(shù)及產(chǎn)品應用方面的探索成果。
2022年：兩輪車(chē)市場(chǎng)超千億規模
行業(yè)數據顯示，截至目前，中國市場(chǎng)電動(dòng)兩輪車(chē)保有量約為3億輛，這其中約有70%的車(chē)輛屬于“舊標”或超標車(chē)輛，在電動(dòng)自行車(chē)“新國標”推動(dòng)下，同時(shí)疊加新增車(chē)輛需求，未來(lái)電動(dòng)自行車(chē)市場(chǎng)規?？涨?，將撬動(dòng)超千億的鋰電池需求。
同時(shí)，萬(wàn)物互聯(lián)下，新經(jīng)濟、新場(chǎng)景應用市場(chǎng)高速發(fā)展，“共享電單車(chē)+換電+即時(shí)配送”等出行平臺的布局，也同步帶動(dòng)鋰電池需求的高漲。
惠州億緯鋰能股份有限公司小型動(dòng)力電芯方案總監鄭為工認為，在“新國標”的影響下，2021-2023年將迎來(lái)電動(dòng)自行車(chē)換車(chē)高峰，預計年新增新車(chē)產(chǎn)量最高達到6000萬(wàn)輛。他還指出，共享電單車(chē)+換電+即時(shí)配送等行業(yè)損耗大、換車(chē)周期短，預計2023年將迎來(lái)電動(dòng)自行車(chē)需求高峰，“2022年，兩輪車(chē)市場(chǎng)超千億規模?！?/p>
對應到鋰電池需求上，鄭為工認為，“新國標”政策的逐步落地實(shí)施和用戶(hù)對于車(chē)輛、出行輕便化要求，預計到2025年，中國市場(chǎng)對應鋰電池裝機量需求將達到29GWh，鉛酸電池也將逐步退出競爭市場(chǎng)。
值得注意的是，在疫情影響、綠色出行、技術(shù)升級等多重因素推動(dòng)下，海外電動(dòng)兩輪車(chē)市場(chǎng)也將迎來(lái)爆發(fā)。
據鄭為工介紹，目前歐洲市場(chǎng)自行車(chē)年銷(xiāo)量在3000萬(wàn)輛附近，其中以電踏車(chē)（電動(dòng)助力車(chē)）為例，2019年全球電踏車(chē)用電池需求約1.8億顆，預計到2023年需求約3.5億顆電池，對圓柱三元電池需求量持續上升。此外，2020年全球電動(dòng)平衡車(chē)出貨量達到1000多萬(wàn)輛，同比增長(cháng)23.7%，預計2025年其對電池的需求將超過(guò)3億顆。
鄭為工預計，到2025年歐美市場(chǎng)電動(dòng)兩輪車(chē)、平衡車(chē)、滑板車(chē)對鋰電池總需求約5.3GWh。
印度東南亞市場(chǎng)是全球燃油摩托車(chē)主要市場(chǎng)，鄭為工表示，在當地推動(dòng)電動(dòng)化趨勢下，預計到2025年印度、東南亞市場(chǎng)摩托車(chē)電動(dòng)化率將達到30%，電動(dòng)摩托車(chē)新車(chē)產(chǎn)量預計約1000萬(wàn)輛，相應電池需求將超過(guò)3.6GWh。
綜合國內國際電動(dòng)兩輪車(chē)市場(chǎng)分析與預測，預計到2025年，全球電動(dòng)兩輪車(chē)鋰電池需求將超過(guò)40GWh。
據悉，歐美電動(dòng)助力車(chē)用電池主要以三元圓柱為主，目前這一市場(chǎng)的主要海外電池供應商有三星SDI、LG新能源和松下電池?！半S著(zhù)電動(dòng)兩輪車(chē)市場(chǎng)圓柱三元電池國產(chǎn)化，國內主要圓柱三元電芯品牌，將開(kāi)始搶占海外市場(chǎng)份額?！编崬楣づ袛?，“印度、東南亞的電動(dòng)摩托車(chē)仍將主要以錳酸鋰、磷酸鐵鋰和圓柱18650三元為主?！?/p>
全極耳大圓柱磷酸鐵鋰電池方案
在鄭為工看來(lái)，目前業(yè)界對于電動(dòng)兩輪車(chē)鋰電池的關(guān)注主要聚焦在安全性、用戶(hù)體驗、使用壽命及BMS等方面，這主要是因為充電起火事故時(shí)有發(fā)生，充電時(shí)間較長(cháng)、放電倍率不夠，電量估算準確性差，以及高溫環(huán)境下使用壽命短等。
鄭為工表示，從目前主流的幾種鋰離子電池比較來(lái)看，磷酸鐵鋰在能量密度、高溫穩定性、循環(huán)壽命、安全性上具有比較大的綜合優(yōu)勢。
從電池封裝結構來(lái)看，鄭為工認為，目前在電動(dòng)兩輪車(chē)應用場(chǎng)景下，圓柱電池更具有優(yōu)勢，一方面體現在它可以靈活進(jìn)行PACK組裝；另一方面，在電池的極片膨脹方面，圓柱型電池結構比較穩定。
即便是圓柱電池，鄭為工認為，大圓柱電池更適合中國市場(chǎng)。一方面，隨著(zhù)電池尺寸增加，單體電池的容量越來(lái)越高，組成PACK后串并連和結構件減少，有利于降低成本；另一方面，現在新的大圓柱電池采用的是多極耳或者全極耳方式，可以有效降低電池內部歐姆阻抗，電池發(fā)熱減少，對連續充電、放電的倍率性能有了很大的提升。
“早期小圓柱電池內部阻抗在20歐姆以上，特斯拉提出的4680可以將歐姆降低到3以下，”鄭為工介紹稱(chēng)，億緯鋰能自主研發(fā)推出的多款大圓柱電池，內部阻抗可以降到3歐姆甚至1.5。
針對電動(dòng)兩輪車(chē)市場(chǎng)，億緯鋰能大圓柱磷酸鐵鋰電池方案具有高安全、長(cháng)循環(huán)、低產(chǎn)熱、低成本等突出優(yōu)勢特性，是電動(dòng)兩輪車(chē)獨特的解決方案。
據鄭為工介紹，全極耳大圓柱磷酸鐵鋰電池優(yōu)點(diǎn)主要體現在以下幾個(gè)方面：
1、高安全：磷酸鐵鋰自帶的安全性，良好的循環(huán)特性，材料成本低。
2、低產(chǎn)熱：全極耳結構低內阻，發(fā)熱少，不需要復雜的冷卻系統。
3、低成本：材料成本低、單顆電芯容量高、并聯(lián)少，有效降低pack成本。
4、結構穩定：金屬外殼，抗震，抗沖擊，相對方型、軟包電池無(wú)厚度膨脹問(wèn)題。
5、生產(chǎn)效率高：有利于大規模生產(chǎn)，可以降低制造成本。
從用戶(hù)體驗看，鄭為工表示，磷酸鐵鋰大圓柱電池使用上更安全，在充電時(shí)間、瞬間功率方面擁有更好的用戶(hù)體驗，更寬的使用溫度區間（可以實(shí)現零下10度充電，零下20度放電）以及足夠長(cháng)的使用壽命，是電動(dòng)兩輪車(chē)非常有效的動(dòng)力解決方案。
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