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力電芯方案總監(jiān)鄭為工作主題演講
9月13-14日，由電池中國網(wǎng)、廣東省電動車商會聯(lián)合主辦，星恒電源總冠名的“2021輕型電動車用鋰電池技術及應用交流會”在廣州舉行，在“兩輪電動車鋰電技術與突破”論壇上，惠州億緯鋰能股份有限公司小型動力電芯方案總監(jiān)鄭為工，發(fā)表了題為“大圓柱磷酸鐵鋰電池在電動兩輪車上的應用”的主題演講，介紹了億緯鋰能在電動兩輪車用鋰電池技術及產(chǎn)品應用方面的探索成果。
2022年：兩輪車市場超千億規(guī)模
行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，截至目前，中國市場電動兩輪車保有量約為3億輛，這其中約有70%的車輛屬于“舊標”或超標車輛，在電動自行車“新國標”推動下，同時疊加新增車輛需求，未來電動自行車市場規(guī)模空前，將撬動超千億的鋰電池需求。
同時，萬物互聯(lián)下，新經(jīng)濟、新場景應用市場高速發(fā)展，“共享電單車+換電+即時配送”等出行平臺的布局，也同步帶動鋰電池需求的高漲。
惠州億緯鋰能股份有限公司小型動力電芯方案總監(jiān)鄭為工認為，在“新國標”的影響下，2021-2023年將迎來電動自行車換車高峰，預計年新增新車產(chǎn)量最高達到6000萬輛。他還指出，共享電單車+換電+即時配送等行業(yè)損耗大、換車周期短，預計2023年將迎來電動自行車需求高峰，“2022年，兩輪車市場超千億規(guī)模。”
對應到鋰電池需求上，鄭為工認為，“新國標”政策的逐步落地實施和用戶對于車輛、出行輕便化要求，預計到2025年，中國市場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。
值得注意的是，在疫情影響、綠色出行、技術升級等多重因素推動下，海外電動兩輪車市場也將迎來爆發(fā)。
據(jù)鄭為工介紹，目前歐洲市場自行車年銷量在3000萬輛附近，其中以電踏車（電動助力車）為例，2019年全球電踏車用電池需求約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(xù)上升。此外，2020年全球電動平衡車出貨量達到1000多萬輛，同比增長23.7%，預計2025年其對電池的需求將超過3億顆。
鄭為工預計，到2025年歐美市場電動兩輪車、平衡車、滑板車對鋰電池總需求約5.3GWh。
印度東南亞市場是全球燃油摩托車主要市場，鄭為工表示，在當?shù)赝苿与妱踊厔菹拢A計到2025年印度、東南亞市場摩托車電動化率將達到30%，電動摩托車新車產(chǎn)量預計約1000萬輛，相應電池需求將超過3.6GWh。
綜合國內(nèi)國際電動兩輪車市場分析與預測，預計到2025年，全球電動兩輪車鋰電池需求將超過40GWh。
據(jù)悉，歐美電動助力車用電池主要以三元圓柱為主，目前這一市場的主要海外電池供應商有三星SDI、LG新能源和松下電池。“隨著電動兩輪車市場圓柱三元電池國產(chǎn)化，國內(nèi)主要圓柱三元電芯品牌，將開始搶占海外市場份額。”鄭為工判斷，“印度、東南亞的電動摩托車仍將主要以錳酸鋰、磷酸鐵鋰和圓柱18650三元為主。”
全極耳大圓柱磷酸鐵鋰電池方案
在鄭為工看來，目前業(yè)界對于電動兩輪車鋰電池的關注主要聚焦在安全性、用戶體驗、使用壽命及BMS等方面，這主要是因為充電起火事故時有發(fā)生，充電時間較長、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看，磷酸鐵鋰在能量密度、高溫穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、安全性上具有比較大的綜合優(yōu)勢。
從電池封裝結構來看，鄭為工認為，目前在電動兩輪車應用場景下，圓柱電池更具有優(yōu)勢，一方面體現(xiàn)在它可以靈活進行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(wěn)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。一方面，隨著電池尺寸增加，單體電池的容量越來越高，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(xiàn)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(nèi)部歐姆阻抗，電池發(fā)熱減少，對連續(xù)充電、放電的倍率性能有了很大的提升。
“早期小圓柱電池內(nèi)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，億緯鋰能自主研發(fā)推出的多款大圓柱電池，內(nèi)部阻抗可以降到3歐姆甚至1.5。
針對電動兩輪車市場，億緯鋰能大圓柱磷酸鐵鋰電池方案具有高安全、長循環(huán)、低產(chǎn)熱、低成本等突出優(yōu)勢特性，是電動兩輪車獨特的解決方案。
據(jù)鄭為工介紹，全極耳大圓柱磷酸鐵鋰電池優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
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(nèi)阻，發(fā)熱少，不需要復雜的冷卻系統(tǒng)。
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(wěn)定：金屬外殼，抗震，抗沖擊，相對方型、軟包電池無厚度膨脹問題。
5、生產(chǎn)效率高：有利于大規(guī)模生產(chǎn)，可以降低制造成本。
從用戶體驗看，鄭為工表示，磷酸鐵鋰大圓柱電池使用上更安全，在充電時間、瞬間功率方面擁有更好的用戶體驗，更寬的使用溫度區(qū)間（可以實現(xiàn)零下10度充電，零下20度放電）以及足夠長的使用壽命，是電動兩輪車非常有效的動力解決方案。
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