2022年，我国新能源汽车持续爆发式增长，产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，同比分别增长96.9%和93.4%，连续8年保持全球第一。作为新能源汽车的核心部件，各企业对新能源汽车动力电池的相关技术研究也在不断推层出新。本篇从技术发展角度，回顾2022年动力电池产业链相关技术创新发展情况。
动力电池系统集成技术“百花齐放”
新能源汽车的结构创新不断演进，空间利用愈发紧凑，电芯集成方式是一直以来的发展重点，2022年电池生产企业创新了一批新型动力电池集成管理技术。
图1 比亚迪CTB技术
2022年5月，比亚迪发布了CTB（Cell to Body）电池，将电池上盖与车身地板合二为一，以长刀电芯充当部分结构件的作用，形成蜂窝结构，使得电池系统体积利用率达66%，系统能量密度提升10%，正碰结构安全提升50%，侧碰安全性提升45%，整车扭转刚度提升一倍，扭转刚度突破40000N•m/°。
图2 宁德时代麒麟电池
6月，宁德时代发布了CTP（Cell To Pack）3.0技术及其应用产品—麒麟电池，采用多功能弹性夹层代替水冷板、隔热垫和横纵梁等独立部件，电芯底部集成了结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块，增加6%的空间，使得换热面积扩大了4倍，电池包内部体积利用率达到了72%，能量密度提升至255 Wh/kg。
图3 孚能科技大软包动力电池系统
9月，孚能科技在大软包方面推出全新动力电池解决方案—SPS（Super Pouch Solution），采用高效液冷板与底盘的一体化设计，半固态大软包电芯直接集成于系统底盘，高效液冷板和导热片的复合使用，使电池系统的散热效率提升4倍，系统部件减少50%，材料成本降低33%，提升体积利用率到75%。
图4 蜂巢能源“龙鳞甲”电池
12月，蜂巢能源发布“龙鳞甲”电池，创新采用短刀电芯底出防爆阀、“热-电分离”、双面冷却等设计，电池系统上盖、水冷板与车身乘员舱地板合三为一，显著提升安全性的同时，减少了20%的结构件，减重10-20公斤，成组效率提升至76%。
钠离子电池量产在即
2022年，碳酸锂价格飙涨导致锂离子电池成本居高不下，促使行业加快研发原材料储量丰富、生产成本较低的钠离子电池。据分析，钠离子电池的能量密度可以做到150Wh/kg左右，与磷酸铁锂电池、锰酸锂电池比较接近，循环寿命可以做到3000~6000次，与磷酸铁锂相当，优于锰酸锂和三元锂电池，热稳定性和安全性与磷酸铁锂基本相当。
目前，已有宁德时代、亿纬锂能等公司发布了钠离子电池产品，其中，宁德时代发布的第一代钠离子电池能量密度达160Wh/kg，预计2023年发布的第二代钠离子电池产品能量密度可实现200Wh/kg，能够满足续航400公里以下的纯电车需求，若采用锂钠电池混搭的AB方案，有望将能力边界拓展至500公里。12月15日，亿纬锂能于2022年12月也发布了大圆柱钠离子电池产品，以层状氧化物为正极和硬碳为负极，能量密度达135Wh/kg，循环寿命2500次，10℃下容量保持率高达90%，-40℃仍能正常工作。
图5 锂钠电池混搭的AB方案
此外，欣旺达、国轩高科、鹏辉能源、派能科技、中科海钠等公司也在钠离子电池领域加码布局，推进量产进度。虽然，理论上钠离子电池材料成本比磷酸铁锂电池低30%以上，但现阶段钠离子电池体系由于制备工艺不成熟、生产效率较低、生产良率不高等原因，导致生产成本明显高于锂离子电池，一定程度上抵消了材料成本优势。未来随着产业链逐步完善，以及制程工艺的完善，钠离子电池的成本优势将会逐步凸显出来。
磷酸铁锂、三元正极材料迎来“升级版”
2022年，动力电池正极材料技术正在发生一场深远的变革，继磷酸铁锂（LFP）、三元材料（NCM、NCA）之后，磷酸锰铁锂（LFMP）和四元材料（NCMA）也逐渐驶入产业视线内。
图6 NCMA与NCM、NCA材料对比
2022年，容百科技、格林美、华友钴业纷纷开始量产NCMA材料。NCMA结合了现阶段两大主流三元高镍材料NCM与NCA优势，比三元多一元铝（Al），本质是用Al替代Co，通过在NCM三元材料中掺杂Al 粒子，形成强度远高于Ni(Co，Mn)-O的Al-O化学键，并抑制阳离子混排和岩盐结构等杂相的生成，减少了晶界破碎，明显的提升了材料的循环寿命和热稳定性。
表1 LFMP与其他正极材料对比
图7 中创新航发布的One-Stop高锰铁锂电池
2022年8月，中创新航发布了高锰铁锂电池产品，9月孚能科技也表示将在2023年推出第一代磷酸锰铁锂产品。LMFP是是在磷酸铁锂的基础上，添加部分锰元素而获得的新型正极材料。较磷酸铁锂，LMFP兼顾高能量密度与高安全性，不仅保留了磷酸铁锂的安全性和低成本特性，且具有更高的电压平台，电池能量密度提高了15％左右。目前，宁德时代、比亚迪、国轩高科、蜂巢能源、星恒电源、瑞浦兰钧、天能股份等也都在加大磷酸锰铁锂赛道的布局。
