近日，研究机构EVTank、伊维经济研究院联合中国电池产业研究院共同发布的《中国锂离子电池行业发展白皮书（2024年）》数据显示，2023年，中国锂离子电池出货量达到887.4GWh，同比增长34.3%，在全球锂离子电池总体出货量的占比达到73.8%，出货量占比继续提升。
2023年，电池新能源行业在经历深度市场竞争与内卷后，不仅在产品出货量上实现持续增长，更在科技上屡屡创新。中关村新型电池技术创新联盟盘点过去一年电池新能源领域科技创新发展注意到，其亮点主要集中在安全、快充、材料迭代创新、下一代电池上车应用等方面。
安全属性愈发凸显
随着新能源汽车的普及和市场占有率的提升，涉及动力电池的事故往往会引起公众的广泛关注。动力电池一旦起火甚至爆炸，将会直接威胁到乘客的生命安全。所以在当下的时代，作为一款合格的动力电池，其安全属性往往是人们首要考虑的因素。
图片来源：广汽集团
2023年3月，广汽埃安举行了弹匣电池2.0枪击试验发布会，此次试验内容是在15米处对预留射击开口的满电电池整包进行射击。
弹匣电池2.0整包枪击后未发生起火和爆炸，拆开电池系统外壳后，整体结构完整，仅有3个电芯爆裂性损坏，静置24小时后温度恢复至常温，顺利通过了严苛的枪击试验。
弹匣电池2.0在初代弹匣电池的基础上，突破性研发了超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统等一系列原创安全技术，实现了极致的电池安全防护。
2023年4月份上海车展上，蜂巢能源龙鳞甲电池首次公开亮相，蜂巢能源向参观者展示了龙鳞甲热失控实验视频，并最终顺利通过热失控测试。
龙鳞甲电池是首个应用热电分离设计的产品，其热失控排泄通道位于电池包底部，电气连接区位于电池包侧部。电芯发生热失控时，高温气液混合物以最短路径沿着排泄通道迅速排出，完美解决了热失控难题，消除客户和消费者电池安全疑虑。
除热电分离技术，龙鳞甲电池还是蜂巢能源全新一代高安全动力电池系统化解决方案，可兼容铁锂、三元、无钴等全化学体系方案，续航里程可达1000km，覆盖1.6C—6C快充体系。还可根据客户需求实现CTC设计，实现了单体安全和系统安全的全面提升。在电池性能、制造效率、成本上，龙鳞甲电池也体现出了更高的综合优势。
图片来源：吉利Tech
紧接着，2023年5月，吉利银河的“神盾电池安全系统”在中国汽车技术研究中心完成了首次基础安全测试。
试验报告表明：在业内公认难度最高、条件最严苛的电池针刺试验中，神盾电池未起火、未爆炸、未冒烟，测试全程最高温度未超过40℃，顺利通过试验；在电池包海水腐蚀浸泡、三面跌落重击、外部火烧三项试验中，神盾电池同样以超过国家行业标准要求的试验标准顺利通过。
据介绍，神盾电池是采用了独特的“三位一体”结构，将正极、负极和隔膜组合在一起，形成了一个紧密的结构。这种结构不仅可以提高电池的能量密度和安全性，还可以减少电池的重量和体积，增加车辆的有效载荷和续航里程。
图片来源：长安汽车
2023年11月，长安汽车在广州车展发布自研电池品牌“金钟罩”电池，在经历模拟海水浸泡、火焰燃烧、对电池包两颗电池同时刺穿等实验，电池也没有发生起火、爆炸等情况，其电池的稳定性和安全性都达到较高的水准。
过去这一年，各电池巨头都将电池安全性能作为核心研发方向之一。能够通过火烧、针刺甚至枪击的极致实验，与电池厂家在材料选择及安全属性的创新密不可分。采用更稳定、热失控风险更低的电极材料、更加先进的BMS、热电分离的设计等途径，来降低短路和热失控风险是当前行业探索的方向之一。
破解补能焦虑难题
电动车充电慢是行业难题，每逢法定节假日，高速公路服务区几乎都会出现电动车排队充电的现象。许多人的记忆深处还残留着电车充电繁琐的印象，远不如油车使用起来便捷。
随着电池能量密度不断突破，充电基础设施建设不断完善，电动车续航焦虑已得到很大缓解，但电动化进程加速推进，消费者更多开始关注到补能焦虑，促使动力电池技术再度创新，向快速充电迈进。
2023年4月，中创新航发布了“顶流”圆柱电池。
该电池采用行业首发“顶流”结构——极耳直连顶部一体式集流盘，空间利用率提升3%，结构内阻降低50%，电芯能量密度可达300Wh/kg，能够实现6C+快充，即在10分钟以内，实现电池剩余电量达到80%。相较于传统圆电池性能大幅提升。
图片来源：欣旺达动力
同月，欣旺达动力携“闪充电池”亮相，该款动力电池具有超快充、安全耐用等特点，支持电动汽车轻松续航1000km，10分钟可从20%充至80% SOC，使充电可以像加油一样快。
据了解，欣旺达闪充电池采用了公司自主设计的闪充硅材料技术、高安全中镍正极、新型硅基体系电解液等关键技术，以及全生命周期自适应超充策略和高精密涂布及叠片技术等行业先进技术。
图片来源：巨湾技研
2023年6月，巨湾技研发布了凤凰电池，在300—1000V不同电压平台上均可实现最高8C极速充电（0—80%充电仅需6分钟），同时在安全性、使用寿命、比能量、续航和成本等方面也具有先进的综合优势。
资料显示，该电池搭载了创新的高集成化固态开关矩阵及智能化控制系统，可实现电池电压自由升降，在300—1000V整车电压平台范围内均可实现XFC极速充电。
对于常见的400V电气架构，巨湾凤凰电池仍可在不改变整车原有架构的情况下，自动实现整车800V的XFC极速充电和400V的日常运营，从而破除整车电压平台对极速充电技术应用的束缚，大幅提升适用性。
2023年8月，动力电池龙头宁德时代发布全球首款采用磷酸铁锂材料并可实现大规模量产的4C超充电池——神行超充电池，实现了“充电10分钟，续航400km”的超快充速度。
材料方面，神行超充电池采用超电子网正极技术、充分纳米化的磷酸铁锂正极材料，并搭建超电子网，降低了锂离子脱出阻力，使充电信号快速响应；负极材料创新上，神行超充电池采用了宁德时代最新研发的二代快离子环技术，对石墨表面进行改性，增加了锂离子嵌入通道并缩短嵌入距离，为离子传导搭建“高速公路”。电解液方面，研发了全新的超高导电解液配方，有效降低电解液粘度，显著提升电导率等先进技术。
图片来源：蜂巢能源
2023年12月，蜂巢能源在第四届“电池日”上，发布了多款短刀快充产品。其中，L400和L600两种规格的磷酸铁锂短刀快充电芯，可以实现最高4C的充电倍率。
同时，蜂巢能源还进一步推出了面向PHEV市场的三款首发新品，分别为全球首款超300km续航混动铁锂短刀快充电芯、全球首款超350km续航混动三元短刀快充电芯和全球首款800V—3C混动快充电芯，更进一步满足45KWh—65KWh配置的B级、C级SUV及MPV混动车型需求。
另外，极氪汽车也于当月发布了首款全栈自研的金砖电池，该电池也采用了800V磷酸铁锂电池，最高充电倍率达4.5C。
2023年，动力电池领域作为新能源汽车产业链的核心环节，技术比拼各出奇招。为解决充电慢难题，超充技术再获突破。创新方面，相比传统的400V充电系统，800V充电系统可大大提高电能传输的速度，因为提升了电压，电流相对减小，从而降低了线损，从而极大提高充电效率。动力电池，在材料创新与高压技术的加持下，让我们对未来有着无限憧憬。
正负极材料迭代创新
目前国内新能源动力电池主要应用的是三元锂电池及磷酸铁锂电池。随着磷酸铁锂电池的能量密度已接近理论上限，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级版站上风口。
图片来源：智界汽车
2023年8月14日，工信部发布的最新一批车型公告显示，奇瑞星途星纪元两款车型和智界S7两款车型使用宁德时代三元锂离子和磷酸锰铁锂电池。
性能方面，磷酸锰铁锂在保留磷酸铁锂循环寿命长、热稳定性高、安全性强等优点的同时，高电压平台可提升到4.3V，较磷酸铁锂电池的3.4—3.5V提升较大，能量密度相对能够提升15—20%。
2023年8月24日，在容百科技全球化战略暨磷酸锰铁锂进展及规划发布会上，容百斯科兰德总经理李积刚表示，容百科技磷酸锰铁锂64产品已成为行业标杆产品，推出锰铁比例更高的73产品具备更高的电压平台及能量密度，也已实现全球首家百吨级稳定出货。
成本方面，锰广泛存在于自然界中，全球锰矿资源非常丰富，我国就是全球最大的电解锰生产基地，拥有极为突出的成本经济性。在正极材料当中提升锰元素的占比，对于降低电池成本有着显著作用。
三元正极材料方面，通过调整镍、钴、锰的比例来优化电池性能。在续航里程需求驱动下，三元正极材料中镍的占比越来越高，材料企业通过不断增加镍含量来提升电池的能量密度，高镍正极材料不断变革出新。
另一方面， 由于我国钴的储量稀缺，对外依存度较高，又因为钴在三元电池中并不参与电化学反应，所以主流动力电池企业都把低钴及无钴化电池作为另一个研究对象以实现成本效益。
负极材料方面，硅基负极的原材料主要由硅材料和石墨构成。硅在常温下与锂合金化，理论比容量高达4200mAh/g，是目前石墨类负极材料的十倍以上。硅碳负极具有能量密度高，放电平台合适等优点，是较具潜力的下一代负极材料之一。
亿纬锂能推出的4680大圆柱电池，便采用了高镍正极与硅碳负极材料，能量密度可提升至300kWh/kg。
国内企业比亚迪、宁德时代、国轩高科、力神、比克电池等都在加速展开对硅碳负极材料的布局。
下一代电池上车加速
2023年7月，丰田发布了一则引起全球广泛关注的消息，宣称全固态电池将于2027年量产上车，引起行业轰动与质疑。当然对于固态电池的探索一直未曾停歇。
研究机构EVTank在《中国固态电池行业发展白皮书（2024年）》中指出，2022年以来，固态电池的研发和产业化取得了明显的进展，尤其是伴随着以卫蓝新能源和赣锋锂电等为代表的中国企业的半固态电池的量产装车，标志着半固态电池在2023年实现了经济学意义上的产业化。
2023年8月，清陶能源完成了与上汽联合开发的第一代半固态电池装车实验，测试车辆最大续航里程达到1083km。
2023年9月，赣锋锂电发布超级半固态“新锋”电池，实现10万公里无衰减、3000+次循环寿命等性能提升。
2023年10月，比克电池首次发布半固态锂电池系列产品，兼顾能量密度和循环寿命的同时，满足极致安全性能。
2023年12月，蜂巢能源在第四届电池日上推出使用了高镍正极和硅负极的第二代半固态果冻电池，电解质技术也有所更新，目前已达量产状态。
图片来源：李斌微博
2023年12月17日，蔚来汽车创始人、董事长、CEO李斌驾驶ET7从上海出发，实测150kWh超长续航电池包续航里程。经过超14小时的行驶后，达成一块电池行驶超过 1000km的成绩。
值得一提的是，此次随车搭载的150度超长续航电池包是全球首款无热失控软包CTP电池，该电池是由专注于混合固液锂电池及全固态电池业务的卫蓝新能源提供。
基于对固态电池技术路线和降本路径的研判，EVTank预计到2030年全球固态电池的出货量将达到614.1GWh，在整体锂电池中的渗透率预计在10%左右，其市场规模将超过2500亿元，主要为半固态电池。
与此同时，2023年被广泛认为是钠离子电池在电动车领域实现量产应用的关键一年，也就是所谓的“上车元年”：2月，中科海钠与思皓新能源联合发布首台钠离子电池试验车。4月，宁德时代宣布钠离子电池将首发落地奇瑞车型。10月，盘古新能源发布了电芯产品能量密度可达到270Wh/L水平的三款钠电池。12月，江淮钇为花仙子钠电版量产车正式下线。同月，孚能科技钠离子电池产品搭载车型江铃易至钠电版EV3车型下线......
近日，中关村新型电池技术创新联盟秘书长/电池百人会理事长于清教在智博资本年会上分享道：在技术创新方面，除了现有锂电池技术与工艺的创新，下一代电池技术已成为业内外关注的焦点，燃料电池、固态电池、钠电池、钒电池等技术大规模应用潜力在2030年或将得到初步验证。
总结：
回顾2023，我国动力电池市场呈现出百花齐放的多元化发展趋势，技术创新取得了显著进展，电池的能量密度和安全属性不断提升，快充技术进一步成熟，充电时间不断缩短，新型正负极材料的迭代创新， 固态电池等新一代电池技术的研发和产业化进程进一步加速，电池新能源行业正通过技术创新不断打破性能瓶颈，为我国新能源汽车市场带来更加强大的支持。
2024年，电池新能源赛道行至关键节点，从内卷竞争走向理性博弈。于清教指出，在当前的下行调整周期下，精耕细分赛道，掌握核心技术，具备自主创新能力的公司，更容易穿越周期，实现蝶变跃升。
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