从目前现状来看，动力电池的研发主体是电池企业与车企，从“降低成本+提升能量密度+提升循环寿命与安全性”三个目标出发，在材料、工艺、电池体系上做出很多突破，主要发展趋势表现在正极减钴到无钴、负极加硅、电解液向固态方向发展。近年来，锂电池技术处于快速发展中，锂电池研究主要集中在进一步提高使用寿命、提升安全性、降低成本，以及新的正负极材料等方面。- 动力电池技术发展路线与目标
动力电池技术发展方向符合《节能与新能源汽车技术路线图2.0》相关规划。电池 | 2025年 | 2030年 |
单体电池 | 比能量 （Wh/kg） | 400 | 500 |
比功率 （W/kg） | 1300 | 1500 |
循环 （周） | 2000 | 2000 |
成本 （元/Wh） | 0.6 | 0.6 |
电池材料 | 分类 | 新型锂离子电池 | 革新性锂离子电池 |
正极 | 高镍锰基固溶体 | 高容量富锂正极 |
负极 | 高容量硅/碳负极 | 硅负极 |
电解液 | 耐高压有机电解液，逐步提高浓度 | 全固态电解质 |
隔膜 | 耐高温隔膜 |
正极减钴到无钴，负极加硅，电解质减有机溶剂并逐步向全固态方向发展：面向2025年发展目标，采用更高比容量的富锂材料，高容量的硅碳负极，逐步开始向固态电解质转型。到2030年，全固态电解质预计有望实现大规模商业化。近来，正极材料低钴/无钴化技术不断发展，继比亚迪“刀片电池”、宁德时代“CTP电池”之后，蜂巢能源、LG化学、三星SDI等近期都在电池无钴化方面展开布局。时间 | 企业 | 事件 |
2021年11月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源二代短刀片电池完成开发，预计2022年量产 |
2021年10月 | LG/三星SDI | LG新能源解决法案和三星SDI将开发无钴电动汽车电池 |
2021年9月 | LG化学 | LG化学设定目标2025年之前开发出无钴锂电池正极材料 |
2021年8月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源开发的全球首款无钴电池包正式搭载长城欧拉首款SUV车型樱桃猫，实现量产装车 |
2021年4月 | 蜂巢能源 | 蜂巢能源无钴正极材料正式量产下线 |
2021年1月 | 松下 | 松下将开发无钴锂离子电池 |
2.2 聚焦电芯，重点关注正负极材料选择提升能量密度在动力电池领域，系统的能量密度与电动汽车的续航里程直接挂钩，高能量密度几乎成为市场衡量电池性能的绝对标准。从能量密度视角看，正负极选材是提升电芯能量密度的关键与核心。多研发机构研究新型正负极材料提高能量密度：高性能特种材料制造商Unifrax开发硅纤维负极技术，可提高锂离子电池的能量密度；休斯顿大学卡伦工程学院教授Yan Yao、休斯顿大学博士后Jibo Zhang，与莱斯大学的研究人员共同研究证明，通过溶剂辅助过程来改变电极微结构，可以将有机基固态锂电池的能量密度提高至以前的两倍；SES发布全球单体容量最大锂金属电池，其容量高达107 Ah，也是世界上首次公开展示的超过100 Ah的单体锂金属电池。2021年以来，长城大禹电池、国轩高科302Wh/kg三元电池等陆续推出。为提高动力电池安全水平，多家车企和动力电池厂商纷纷推出不起火电池方案，未来动力电池安全问题依然是企业关注重点。为了提高动力电池的安全水平，多家车企和动力电池厂商推出不起火电池方案，未来动力电池安全问题依然是企业关注重点。企业名称 | 技术方案 | 技术特点 |
岚图 | “琥珀”，“云母”电池系统“ | 通过三维隔热墙技术，PACK五层安全防护，云BMS等方面对电池包进行优化 |
极氪汽车 | ”极芯“电池包 | 搭载“NTP无热蔓延不起火”技术，结合预警模型和热管理策略，实现高安全性 |
广汽埃安 | 弹匣电池 | 类似安全舱设计，可阻隔热失控电芯蔓延 |
宁德时代 | “永不起火”811电池 | 自隔离安全技术，材料创新，电芯结构优化，电池热管理提升，系统热扩散控制 |
蜂巢能源 | 果冻电池 | 基于无钴正极材料和电解液材料的凝胶电池，具备高电导，自愈合，阻燃等特点 |
欣旺达 | “只冒烟，不起火”动力电池 | SWD系统五层安全设计，电芯采用镍5X三元材料体系 |
比亚迪 | 无烟，无明火“刀片电池” | 结构扁平设计，在经历外界损坏后，触发短路导致的发热量减少，利于散热 |
孚能科技 | “永不起火”电池 | 实验检测电池在加热394秒后，触发第一个电芯失控，之后24小时内未出现起火并逐渐恢复至安全常温状态 |
2.4 新型电解液改善电池循环寿命，固态电池技术获发展空间动力锂离子电池的失效直接影响电池的使用寿命与安全性。而失效的诱因通常是一连串的“反常”反应，而且多数难以避免。改善电芯使用寿命的主要方法是对电解液改性。固态电池技术获发展空间，半固态电池量产在即，全固态还需5-10年。3. 技术总体趋势：正极减钴到无钴、负极加硅、电解液向固态方向发展从目前现状来看，动力电池的研发主体是电池企业与车企，从“降低成本+提升能量密度+提升循环寿命与安全性”三个目标出发，在材料、工艺、电池体系上做出很多突破，主要发展趋势表现在正极减钴到无钴、负极加硅、电解液向固态方向发展。原文始发于微信公众号（锂电产业通）：动力电池电芯研发方向：正极减钴，负极加硅，电解液向固态
