動力電池標準化還有多遠？大圓柱+半固態趨勢顯現
“在奧特能電動車平臺上的三大品牌(凱迪拉克、別克、雪佛蘭)二十多款車型里面，我們最終會將電芯尺寸收窄到3個尺寸。”在第五屆新能源汽車及動力電池(CIBF2024重慶)國際交流會——“聚焦固態、半固態，電池標準化趨勢的探討”圓桌對話上，泛亞汽車(通用汽車公司與上海汽車集團組建的汽車設計開發中心)高級技術經理白陽表示，電池尺寸標準規格繁多是主機廠近些年面臨的一大痛點，電池尺寸標準化至關重要。
在新能源汽車發展初期，各家主機廠、電池企業產品開發需求不一，基于對性能和不同應用場景的匹配，電池規格不一，尺寸繁多。
在座談中，白陽認為，電芯標準化最后也一定會實現，主要是電池尺寸標準化的優勢已經非常明顯：
· 首先，電池尺寸實現標準化，電池、設備企業產線投資會減少，降低產線開發、換型資金和時間成本。
· 其次，對于主機廠來說，電池標準化后，整車平臺開發更方便，可以降低電動車型開發成本，給終端客戶更好的產品體驗，同時便于車企升級新一代的結構。
· 再者，標準化的電池可以大規模批量生產，匹配不同車型甚至不同車企，既降低了電池生產成本，也降低了電池廠商的庫存風險。
· 最后，從退役電池梯次利用和回收角度來看，標準化的電池更利于退役管理。
白陽認為，電池標準化需要電池企業、主機廠、行業組織和國家共同去推動，希望整個行業最后形成小于十種規格的電池尺寸。
圖為“聚焦固態、半固態，電池標準化趨勢的探討”圓桌對話
01
46系列圓柱電池或是標準化最優解之一
圓桌對話中，中汽中心首席科學家王芳也表示，經過多年市場和產品驗證，當前電芯尺寸逐漸趨于穩定，一些典型的尺寸已經受到業界普遍認可，未來也會逐漸納入相關標準中。
值得一提的是，國內電池企業正力新能已經與跨國車企攜手，推進“電芯標準化，電池包平臺化”。正力新能PHEV標準化電芯及平臺化電池包已經配套通用旗下別克全新GL8陸尊PHEV車型。此外，特斯拉、寶馬、大眾等國際主流車企近年來也已經在電芯標準化方面開始了行動。其中，特斯拉、寶馬等車企已經在圓柱形態上敲定了46系列圓柱尺寸;大眾汽車在方形電池上推出了自家的標準電芯。
據電池中國了解，近年來，國內電池企業也在致力于尋求電池標準化“最優解”，包括正力新能、億緯鋰能、力神電池、比克電池等，都押注了46系列圓柱電池。
“公司今年4月推出的騏龍圓柱電池包也是基于未來電池標準化的考量。”正力新能首席產品官于哲勛表示，46系列圓柱電池由于其單體能量相對較小、安全性高、對極致化學體系兼容性好，且易于標準化，便于大規模生產制造、成組靈活等優點，越來越受到中高端乘用車市場的青睞。
46系列圓柱電芯尺寸，直徑采用標準化的46mm，而高度覆蓋80mm-125mm，可以滿足不同車型對能量和電池包空間的需求，具有極強的適應性和兼容性。
于哲勛指出，通過標準化的電芯不僅可以滿足不同車型的開發，還便于整車的性能升級迭代，“通過替換搭載不同化學體系的電芯，進而實現整包性能上的大幅提升，這也將是未來電池和整車發展的一個方向。”
據悉，正力新能將46系列圓柱電池作為公司推出的標準電芯之一，還應用了公司自主研發的同側出極耳技術，使得電子傳輸路徑大幅縮短80%，歐姆阻抗下降 30%，充放電倍率更強、體積利用率更高，可以滿足高端乘用車極致動力需求。同時，正力新能將傳統的氟橡膠密封圈設計升級為刻蝕納米注塑技術(極能蓋技術)，相較于傳統的頂蓋集成技術，成本可降低10%;PPS與頂蓋、極柱表面形成納米級的錨栓結構和化學鍵結合，氦檢氣密性是傳統密封圈水平的100倍，從而提高了電芯單體空間利用率及全生命周期可靠性。
02
半固態電池率先導入
電池能量密度進入300Wh/kg+時代
長續航、快充、高安全和高能量密度是主機廠對動力電池性能從未間斷的追求。相較于液態鋰電池，半固態電池電解液含量更少，安全性更高，對激進化學材料兼容性更強，因而被業界視為突破液態電池能量密度天花板的重要路徑。
據電池中國不完全統計，目前包括正力新能、清陶能源、衛藍新能源、孚能科技、力神電池、比克電池等多家電池企業，公布了其半固態電池技術研發或量產進展，半固態電池配套的“風口”已經開啟。
值得一提的是，正力新能在半固態電池技術研發上，與電芯標準化相結合進行正向開發，率先推出了行業首款雙重半固態超長續航大圓柱電池，電芯能量密度達到306Wh/kg。
在圓桌對話中，于哲勛指出，電池能量密度的提升主要是通過正負極材料體系的迭代實現，正力新能的46系列雙重半固態圓柱電池，采用超高鎳正極+高硅負極的材料體系，實現了遠高于現階段主流電池體系的能量密度。
據于哲勛介紹，正力新能的雙重半固態電池技術，包含超高鎳正極材料的固態電解質表面修飾技術，以及固態電解質復合隔膜技術。基于該雙重半固態技術，一方面，電池的失效起始溫度提升10°C，失效后最高溫度降低150°C，安全性能得到有效提升;另一方面，在功率性能上，零下20°C 低溫功率提升了20%，使得其具有良好的低溫放電性能。
此外，半固態電池技術跟現有鋰電池制造工藝有比較高的兼容性，能夠更快實現產業化。
在半固態電池能量密度迭代上，于哲勛透露，未來正力新能還會導入克容量大于250mAh/g，甚至300mAh/g以上的新型正極材料，比如層狀富鋰錳等，實現電池能量密度的持續突破。
電池中國了解到，正力新能將標準化的46系列圓柱電芯與半固態電池技術結合，推出的正力騏龍電池系統，系統能量密度超245Wh/kg，整包電量高達 170kWh，是目前國內乘用車最大電量電池系統，支持大型純電MPV車型，滿電續航1000公里以上。
46系列標準化圓柱電芯，疊加半固態電池技術，使得正力騏龍電池集超安全、超高能量密度、及整車100萬公里超長壽命和充電10分鐘續航500公里的超快充技術于一體，極大地提升了整車性能和客戶體驗。這是正力新能依托化學體系差異化、電芯形態標準化、電池系統平臺化的技術路線和產品矩陣，深度推進“LISA-321”全場景到多路徑發展戰略，與頭部客戶開展平臺化項目開發探索的寶貴實踐經驗，相信這一方向在整個行業會逐漸成為趨勢。
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