2023中国动力电池技术创新及发展趋势！

动力电池一直是制约新能源汽车发展的“命门”。各大动力电池企业、整车厂都在奋力突破技术瓶颈。2023年，哪些动力电池技术会引领未来呢？我们一起来盘点！

总体来看，10多家电池厂商贡献了20多项动力电池创新技术，其中宁德时代最多，达4项；另外广汽埃安、极氪汽车、长安汽车、华为各自推出相关电池技术。

纵观2023年动力电池创新技术，快充、安全性、能量密度、减重是贯穿始终的关键词。

安全性是新能源汽车大规模推广应用的基础，从各大厂商的创新产品来看，安全性都放在了核心的关键位置；安全性也是电芯化学体系创新和物理结构变革的首要考虑因素。

如广汽埃安的弹匣电池、长安汽车的金钟罩电池、巨湾技研凤凰电池在阻热材料和灭火系统上均有创新；宁德时代凝聚态电池则针对电芯内部的电化学材料进行分子结构的处理，有效抑制热失控带来的膨胀、爆炸风险。

其次是快充性能，油车相较于电车一大优势就是能快速补能，因此几乎所有的车企和动力电池厂商都在快充方面开展研究。如华为的巨鲸电池采用800V电压平台，可支持15分钟充电续航400公里；巨湾技研的凤凰电池使电动汽车具备在全天候（高低温）条件下均如常运行并在300-1000伏不同电压平台上均可实现最高8C极速充电的能力，0-80%充电时间仅为6分钟；欣旺达快充电池可支持10分钟充电至80%；宁德时代神行电池作为全球首个磷酸铁锂4C快充电池，支持充电10分钟续航400公里。

第三个是能量密度。解决新能源汽车续航里程的重要举措就是提升动力电池能量密度，包括重量能量密度和体积能量密度两个方面；从今年新发布的电池技术来看，从宁德时代、中创新航、欣旺达等电芯企业，到长安、广汽等车企，再到华为这一类跨界企业，在三元和铁锂上进行能量密度突破是共同追求。

宁德时代凝聚态电池可适配硅基负极材料和高镍三元材料，能量密度可突破500Wh/kg，已达到航空级别的能量密度。

第四个是减重。基于电池物理结构设计创新，持续减轻电池包的体积重量，减少不必要的零部件和辅材，可促进电动汽车轻量化，并进一步提升电池的续航里程。对于减重设计除了提升体积利用率，值得关注的就是电芯厂商和车企采用CTP等技术实现电芯与车身的一体化。

其中，亿纬锂能π电池基于CTP集成技术，配合新型材料可使电池系统减重10%，实现“小空间、低重量、高续航”；长安汽车金钟罩电池采用CTV车身电池一体化技术，集成效率大于86%。

4月19日，宁德时代发布凝聚态电池产品，努力突破能量密度极限(500wh/kg)，具有高安全性、轻量化、高能量密度、长循环寿命等特点。该电池采用高动力仿生凝聚态电解质，通过构建微米级自适应网状结构调节链间相互作用力，增强微观结构稳定性的同时提升电池动力学性能和锂离子运输效率。能量密度上，宁德时代凝聚态电池突破500Wh/kg，已经达到准航空级别电池的能量密度标准。

2023年12月26日，宁德时代在互动平台表示，公司发布了凝聚态电池，正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发，执行航空级的标准与测试，满足航空级的安全与质量要求。同时，公司还将推出凝聚态电池的车规级应用版本。

2023年4月6日，麒麟电池在极氪009车型正式交付，首批搭载4C麒麟电池的量产车型将在后期理想使用。麒麟电池完全取消模组形态设计，并通过冷却结构上的优化，使得电池安全性、寿命、快充性能以及能量密度进一步提升。

宁德时代的“铁锂+三元”AB电池系统已经安装在蔚来汽车的产品中，然后采用“锂电池+钠电池”AB电池系统扩展到续航500公里的主流车型。而钠离子电池将在奇瑞相关车型上推出。

2023年8月16日，宁德时代正式披露神行电池。该电池可支持充电10分钟，续航800公里，实现-10℃低温条件下30分钟充电至80%。

▲神行电池

宁德时代神行电池也是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。该电池采用超电子网正极技术、石墨快离子环技术、超高导电解液配方、超薄SEI膜、高孔隙率隔离膜，在CTP3.0结构基础上提出一体化成组技术，最大化发挥整包空间利用率。

比亚迪刀片电池叫超级磷酸铁锂电池，在电池结构设计采用了新的技术。刀片电池的主要特点是将电芯进行扁平化设计，长度最长可以到2500mm，因此能在体积能量密度上提升50％。并且，整车电池寿命可达8年120万公里以上，最重要的，新产品成本或可降20-30％。

通过结构创新，刀片电池在成组时可以跳过“模组”，大幅提高了体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统电池包，“刀片电池”的体积利用率提升了50％以上，也就是说续航里程可提升50％以上。达到了高能量密度三元锂电池的同等水平；续航里程轻松突破600km，满足充放电3000次以上。

2023年1月30日，比亚迪的六棱柱动力电池正式问世。六棱柱电池是内接圆直径40毫米，高度为90毫米的动力电池。

六边棱柱体“4090电池”，在成组之后，形成了蜂窝状，可以使得电池单体之前没有缝隙，相当于“报团取硬”，由此提升了电池组的结构强度；比亚迪六棱柱电池已经处于领先地位，并且已经应用到了比亚迪的多款新车型中。

龙鳞甲电池是蜂巢能源全新一代高安全动力电池系统化解决方案，应用了热电分离、空间功能集成设计等技术，可兼容铁锂、三元、无钴等全化学体系方案，续航里程最高可达1000+km，覆盖1.6C-6C快充体系，还可根据客户需求实现CTC设计。

▲龙鳞甲电池

2023年12月12日，在蜂巢能源第四届电池日发布会上，蜂巢能源董事长兼CEO杨红新率先宣布，蜂巢能源将正式迈入“全域短刀，全面进化”的新阶段。本次发布会上，蜂巢能源全球首发蜂速超快充磷酸铁锂短刀电池，覆盖L400-L600短刀尺寸，充电范围3C-4C，电压范围覆盖400V-900V，适用于A0-C级车型。

按照规划，蜂巢能源L600蜂速快充铁锂短刀，将在400V平台下，推出满足A0/A级亲民车型入门级里程。采用133Ah容量设计，3C快充效率，满足600+公里续航，预计2024年Q3量产。L400蜂速快充铁锂短刀，准800V支持A级主流续航，纯800V支持B+级主流续航。采用105Ah容量设计，4C快充效率，满足600+公里续航，预计2024年Q4量产。

蜂巢能源L系列短刀电池涵盖L300、L400、L500到L600四大系列产品，覆盖1.6-4C充电规模，覆盖乘用车、商用车、储能、工程机械、非高速电车等使用场景，以及从无钴、三元到全域化学体系。

亿纬锂能的“π”电池系统具有9分钟快充能力和立体传热技术，有效解决快充发热问题。在CTP集成技术基础上应用新型材料，使系统减重10％，实现小空间、低重量、高续航。

电池搭载“π”型冷却技术，在电芯顶部及左右两侧构建了传热通道，实现三维立体传热，较传统的冷却技术提升2.7倍，解决快充发热问题。据了解，该电池可极速泄压，5秒内可排出75%热晗，泄压阀面积占比达42.5%，较方形电芯提升3倍。

亿纬锂能针对乘用车的产品解决方案推出，包括方形叠片产品、46大圆柱产品和12V/48V电池系统产品。方形叠片产品具有优异的低温性能、高集成度和轻量化设计，同时采用主动热控技术和气电隔离技术确保全生命周期性能。46大圆柱产品采用创新的镍+硅碳材料体系，实现成本降低和高制造效率，同时支持超快充。

2023年4月，欣旺达在上海车展上发布了闪充电池，该电池充电功率峰值可达480KW。欣旺达基于企业自主研发设计的闪充硅材料技术、高安全中镍正极和自主研发新型硅基体系电解液技术等关键技术，“闪充电池”支持电动汽车轻松续航1000公里，10分钟充至80%SOC，让充电像加油一样快，极大地解决了新能源终端用户续航里程焦虑。

“闪充电池”共有方形、大圆柱两种解决方案。其中，方型电池解决方案可以做到闪充，10分钟可从20%充电至80%的SOC。方型闪充电池2.0可搭配系统倒置/热电分离等设计方案，目前与国内头部车企深度合作，充电5分钟续驶250+公里。

圆柱电池解决方案急速快充，10-15分钟可充电至80%SOC，轻松实现1000+公里续航。电池系统具备高兼容性和高适配性，适配不同包络兼容CTB方案。

2023年4月的上海车展上，瑞浦兰钧首发问顶电池系列产品。问顶电池创新之处在于缩短极耳长度，改变其与转接片的连接方式，采用一体化焊接技术，使得电芯体部结构实现了一体化的连接，把原有的顶空间由15毫米缩减到了8毫米，使空间利用率有效提升7%以上。电芯通用技术可使磷酸铁锂电池续航里程700公里，使中镍三元电池续航里程超1000公里，高镍三元动力电池则有望超1200公里。

问顶320Ah电芯采用全行业首创的五大创新技术，具备行业领先的五大特性：循环寿命在10000次以上，日历寿命超过20年；电芯内部空间利用率提升了4.5%，超越了圆柱电芯；电芯直流内阻降低13%以上，能量效率超过95%；原材料及部件成本节省5%，安全性也得到了全面升级。这使得0.5P容量的320Ah问顶电池储能系列的体积能量密度达到400Wh/L。

2023年4月2日，中创新航发布“顶流”46大圆柱电池。“顶流”圆柱电池是基于中创新航One-Stop（OS）极简设计的又一次创新，通过自研结构创新与化学体系创新研发而成。

▲“顶流”46大圆柱电池

在结构创新方面，行业首发顶流结构、极耳直连顶部一体式集流盘、一体化装配技术；在化学体系创新方面，原创极致电解液技术，革新快充体系设计。结构内阻相较于全极耳结构下降50%。

顶流电池采用高镍三元+石墨体系，电芯能量密度300Wh/kg，可满足6C快充应用场景。

2023年4月，捷威动力在上海车展展出动力电池全新系统解决方案——海绵系统。

海绵电池系统箱体边梁采用金属发泡填充，“补强+吸能”刚柔并济，类似海绵的挤压过程；在充放电过程中，电芯边界“呼吸”变化，如同海绵的压缩回弹；在电芯浸没在冷却液中，与冷却液之间储热换热，就像海绵的吸水蓄能。

海绵系统的主要特点是“全浸没式冷却、高度集成、360°换流、刚柔并济、安全舱级防护、无线通讯传输……”具体看来，海绵系统具备“三高一低+无线通讯技术”五大优势：

高效热管理系统：“海绵系统”创新采用全浸没式热管理方案，电芯360°热交换，导热性能提高75%，工况温差≤5℃。

高度集成化：“海绵系统”高集成度设计，体积成组率超过70%，质量成组率更是超过75%，实现了电池包系统空间的极致利用，同等尺寸边界下，磷酸铁锂、钠离子电池续航更长。

高安全性：“海绵系统”从“热”“结构”两方面重新定义了电池包的“安全性”，通过“气液分离”结构，精准计算和控制气液分离阀开启，实现热失控定向排气，使热“失控”转变为“可控”，满足TP“零”扩展需求。从材料、零部件、系统层级等维度考虑材料的兼容性、耐候性，做到了真正的高安全。

低成本设计：“海绵系统”采用CTP结构设计，零部件种类减少40%，综合成本比现在主流电池系统降低10%左右。

无线通讯技术：“海绵系统”采用了无线BMS进行电压和温度信息传递和输出，降低密封失效风险，提升电池系统的安全系数。

超充铁锂电池采用材料级配技术、低迂曲度技术及充电策略技术，电池容量104Ah，能量密度180Wh/kg，可实现4.2C峰值充电、10min补电80%SOC，解决用户充电焦虑，快充循环达3000次以上，满足8年80万公里的长寿命使用需求。

▲超充铁锂电池

高比能富锰电池采用高容三元正极复配磷酸锰铁锂材料极配技术，高导正电极、快离子网络负极技术，搭配高电导率电解液及高透轻质隔膜，打造高容量、高功率、高安全、低成本新一代产品。产品容量可达162Ah，比能量240Wh/kg，可满足大于700km续航及15min快充需求。该产品可应用于乘用车及商用车领域，极具市场竞争力。

▲高比能富锰电池

9月20日，创明新能源在四川绵阳发布一体集成竹藤电池CTP1.0——46120竹藤储能电池、32140竹藤钠离子小动力电池、46215竹藤储能电池。

46120竹藤储能电池融合了简约与高效的设计理念，通过模块化的方式，不仅使结构件高度集成，还成功地避免了使用绝缘用纤维板和固定钣金，从而大幅降低材料成本。相比传统的方形电池，其模组材料成本降低了15%。

46120竹藤储能电池使用了CCS集成母排设计（Cell Contact System），信号采集传输稳定，加工自动化程度高；加之PET+FPC集成，竹藤电池整体具有尺寸薄、质量轻的特征。

其特有的榫卯结构组装也进一步降低了组装成本，降本可达到13.5%。为了确保安全性，这款电池还采用了车规级的热蔓延防止设计，确保在任何环境下都能表现稳定。

32140竹藤钠离子小动力电池的最大特色在于其宽温长循环特性。在-40℃到60℃的温度范围内，它都能保持稳定工作，而且能够经受住2000周的循环而容量仍然保持在80%。此外，其采集线FPC化设计不仅使它轻盈，而且提高了电池的安全性、可靠性和标准化程度。

46215竹藤储能电池设计灵感来源于东方哲学。其单体能量密度高达180wh/kg，体积利用率更是达到了75%，而这款电池的厚度仅为同型号竖立成组设计的43%。此外，它的榫卯结构使得串并扩展变得简单易行，同时还拥有良好的绝缘性、可维护性和强大的结构稳定性。

此外，创明新能源还强调了竹藤储能电池在高电压平台上的显著优势，这不仅提高了逆变器的转换效率，而且还降低了配件的成本。

2023年8月，兰钧新能源基于“辰星”技术下推出了BTL大圆柱电池，产品型号主打46系，包括4680、4695、46105、46120等不同尺寸。从应用场景来看，兰钧新能源大圆柱电池主要配套乘用车，具备高容量、快充两大优势，能量密度可达280Wh/kg，快充时间可控制在15分钟以内。

性能提升方面，兰钧新能源通过多维降阻技术、呼吸式电解液补液技术、稳定且具备成本优势的高镍正极材料导入，以提升大圆柱电池的循环寿命及能量密度。

安全方面，兰钧新能源通过电芯、系统两大层级综合保障了大圆柱电池的安全性能。电芯主材采用了AAS包覆方式，改善了电池的产气问题；系统层面，兰钧新能源从侧碰安全、底部球击安全、热电分离、抑制热蔓延等方面构筑了安全高墙。

2023年6月6日，巨湾技研发布了巨湾凤凰电池，该电池集成材料、电化学、结构和控制等领域最新的科技创新成果，使电动汽车具备在全天候（高低温）条件下均如常运行并在300-1000伏不同电压平台上均可实现最高8C极速充电的能力，0-80%充电时间仅为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领先的综合优势，无惧与燃油汽车竞争。

▲凤凰电池

凤凰电池创新性技术包括：

一、高效能热管理技术

巨湾凤凰电池以独创研发的轻量化超高导热率低维材料为基础，极限利用电芯换热面积，构建三维立体热管理系统，让换热面积相比传统方案提升18倍，控温速率、效率与品质实现多倍提升，在安全可控范围内完成极速冷却及加热，即使是在冬季仍可实现5分钟从-20℃升至+25℃的极速热车，极大改善了整车性能和用户体验。

二、多合一弹仓式结构技术

在电池结构创新设计方面，巨湾凤凰电池独到的超导热、加热、缓冲、隔火材料多合一弹仓式结构，将电芯置于紧凑的“弹仓”内，不仅电池的热管理被极大改善，而且抗冲击、抗穿透能力也显著增强，同时使系统体积利用率可高达75%。

三、总线电压升降开关矩阵技术

巨湾凤凰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300-1000伏整车电压平台范围内均可实现XFC极速充电。例如对于常见的400伏电气架构，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800伏的XFC极速充电和400伏的日常运营，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5月，比克电池推出比克全极耳2170电芯系列产品，采用全极耳结构的创新设计，在兼顾能量密度和容量的基础上，有效降低了电芯阻抗并提升了功率性能。

比克全极耳2170电芯具有223Wh/Kg的能量密度，可支持50A大电流持续放电及140A脉冲放电。该电芯在快充方面支持13.5A快充，在循环寿命方面更是支持50A大倍率放电500圈。同时，全极耳2170电芯在低温使用能力方面可支持-40℃条件下放电，保障了在极端环境下的正常使用。

2023年5月9日，正力新能在江苏常熟发布了多项新技术、新产品，其中就包括乾坤电池。

乾坤电池应用了正力新能自主研发的极柱冷却、榫卯卡接、热电分离、高度集成等多项技术，具备高安全、高能量密度、超快充、可拆卸、全生命周期维护成本低等特点。

另外，乾坤电池底部采取极柱冷却技术，双面水冷，以解决快充时的升温问题，支持超快充。

12月12日，广汽埃安旗下因湃电池智能生态工厂正式竣工投产，同时发布弹匣电池2.0新突破——P58微晶超能电池，具有高安全、高性能、长寿命，电芯针 刺不冒烟不起火。

为了加强电极界面的稳定性，埃安基于高稳定性的磷酸铁锂正极化学体系，开发出"超稳电极界面"技术，通过具有超高稳定性、超高耐热性的纳米陶瓷材料和耐高温聚合物复合涂覆隔膜，大幅增加了电极界面韧性；复合集流体材料的应用，可以在热量聚集时快速坍缩，避免持续短路；同时，P58微晶超能电芯的电解液中含有耐氧化阻燃剂，高温激活后，可捕获燃烧反应的自由基，断绝持续燃烧的条件。

因此，P58微晶超能电芯可实现电芯针 刺过程中不冒烟、不起火，温升小于1℃；在高强度挤压下不失效，耐压能力超过1200kN，变形量耐受能力达到45%，分别超出国标要求的12倍和3倍。

P58微晶超能电芯还拥有高能量密度，其中质量能量密度为195Wh/kg，体积能量密度为450Wh/L，这个数据甚至比很多三元锂电池密度还高。

此外，埃安通过方型叠片、顶盖/极耳直连焊接等优化设计，实现电池内部体积利用率超过90%，最终可使整车续航里程突破700km；同时，这款电池还具备3C快充能力，可实现充电10分钟，续航250km，进一步解决用户的续航焦虑。

2023年12月14日的极氪能源日上，极氪汽车发布了金砖电池。金砖电池匹配800V极充技术，最高充电功率可达500kW，最大充电倍率达到4.5C；在10%-80%快充区间内，实现充电15分钟续航增加500km以上；金砖电池将首搭在极氪007上。

▲金砖电池

金砖电池去除了吊顶，采用了紧凑的三明治结构，热阻隔材料采用了超薄设计，冷却方式也采用了一体化液冷托盘，体积利用率为83.7%，比传统磷酸铁锂电池提升20%，采样线束总长度减少了157米，核心零部件数量减少35%，电池质量能量密度增加10%，由于是全栈自研，所以成本控制也做得比较好。

金砖电池具有实时防控、自动报警、云端监控、毫秒断电、多层隔热、主动冷却、无障碍排热、高效吸热等八大安全防护技术，可实现无热蔓延、不起火。

2023年11月，长安汽车在广州国际车展上发布自研电池品牌“金钟罩”，解决用户在能量密度、充放电效率、循环寿命、低温性能等方面的问题。

据悉，中国汽研对长安“金钟罩”电池采用了更加严格的标准，将电池包浸泡时长延长到了60分钟，该电池在2倍于国标标准的测试中没有发生起火或爆炸，顺利通过测试。

长安汽车还启动了新型电池研发，开展锂硫电池、金属空气电池等新型电池的原型电芯设计，预计能量密度将突破1300-1500Wh/kg，将在2035年实现量产搭载。

2023年11月9日，伴随着智界S7的发布，华为带来了全新的“巨鲸”800V高压电池平台；相比于主流产品，厚度降低16.4%，仅117毫米，可有效保证车内空间。

▲巨鲸电池

“巨鲸”电池包采用了超高集成度和极简电路，线束减少了80%，配合华为自研的电控管理系统，可以做到单电芯热失控不蔓延，而且该电池还具备自动预警、毫秒断电、主动冷却、无障碍排气等功能。

得益于巨鲸电池的高压电池包，智界S7的纯电续航里程可以超过800公里，而且支持超高压快充，15分钟可补能超过400公里，拒绝续航焦虑。

 

动力电池发展趋势

   
   
   
 

   
   
   
 

正极材料朝高镍化发展，逐步降低钴、锰含量

三元锂电池的正极材料通常由镍钴锰或镍钴铝组成。在镍、钴、锰（铝）等金属原材料中，钴资源较为稀缺且分布不均，目前中国已探明钴储量约8万吨，仅占全球总储量约1%，高度依赖进口。随着新能源汽车的爆发，钴价也随之水涨船高。因此，降低三元材料中钴的含量对正极厂商整体成本控制至关重要。

钴在三元电池中起到稳定结构的作用，并不参与电化学反应；镍的作用在于提高材料的体积能量密度。所以在高镍的同时，降低钴含量，是提升电池能量密度和降低成本的好方法。松下、LG、宁德时代等主流动力电池企业都把低钴及无钴化电池作为下一代动力电池研发方向。但三元电池真正去钴后的安全性、电解液匹配等技术难题仍有待突破。目前NCM811（镍钴锰的含量比例为8:1:1）是已实现量产的钴含量最低的镍钴锰三元电池之一。

▲NCM811电池

 

硅基等负极材料是未来发展方向

   
   
   
 

   
   
   
 

硅碳与硅氧为主要技术路线

负极材料是锂离子电池的核心材料之一，锂离子电池性能提高一定程度上取决于对负极材料性能的改善。锂电池负极主要分为碳材料和非碳材料两大类。目前负极材料市场依旧保持以人造石墨为主，天然石墨为辅的产品结构。

从技术层面来看，石墨负极材料的容量上限已无法满足电动汽车更高能量密度的需求，硅是提升动力电池能量密度的关键。目前，硅基材料的主要发展方向是硅碳复合材料与硅氧复合材料。

随着动力电池能量密度要求的提高，硅碳负极搭配高镍三元材料的体系成为发展趋势。如特斯拉的4680电池使用的就是高镍正极＋硅碳负极材料。宁德时代、松下、LG、亿纬锂能等电池企业均在4680电池技术上有产能规划。4680大圆柱和快充技术也有望加速硅基负极的应用。

▲4680电池

动力电池结构向大模组、无模组方向创新

除材料迭代以外，结构革新是动力电池另一条重要的技术发展路径。传统新能源汽车动力电池系统一般是“电芯-模组-电池包”三级装配模式。但模组配置方式的空间利用率只有40%，很大程度限制了其它部件的空间。因此各大厂商在电芯、模组、封装方式等方面进行结构上的改进和精简，以提升电池的系统性能。电池一体化（CTP、CTC、CTB）的发展逐渐成为行业的重点研究、应用方向。

全球锂资源的储量有限，且我国的钴、镍等资源探明储量全球占比低，锂离子电池发展远期将受锂资源短缺限制。2021年，国家发改委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》指出，新型储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备。意见提出，要坚持储能技术多元化发展。

目前，钠离子电池也在加速产业化。