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鄭為工作主題演講
9月13-14日，由電池中國網、廣東省電動車商會聯合主辦，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鄭為工，發表了題為“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品應用方面的探索成果。
2022年：兩輪車市場超千億規模
行業數據顯示，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模空前，將撬動超千億的鋰電池需求。
同時，萬物互聯下，新經濟、新場景應用市場高速發展，“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。
據鄭為工介紹，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，在當地推動電動化趨勢下，預計到2025年印度、東南亞市場摩托車電動化率將達到30%，電動摩托車新車產量預計約1000萬輛，相應電池需求將超過3.6GWh。
綜合國內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化，國內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、高溫穩定性、循環壽命、安全性上具有比較大的綜合優勢。
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，圓柱電池更具有優勢，一方面體現在它可以靈活進行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，億緯鋰能自主研發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、低產熱、低成本等突出優勢特性，是電動兩輪車獨特的解決方案。
據鄭為工介紹，全極耳大圓柱磷酸鐵鋰電池優點主要體現在以下幾個方面：
1、高安全：磷酸鐵鋰自帶的安全性，良好的循環特性，材料成本低。
2、低產熱：全極耳結構低內阻，發熱少，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、軟包電池無厚度膨脹問題。
5、生產效率高：有利于大規模生產，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，更寬的使用溫度區間（可以實現零下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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