鋰電網訊：寶馬很注重電池的基礎研究，問題是什么時候啟動量產。
寶馬計劃在未來十年生產至少1000萬輛電動汽車，到2030年每臺車在使用過程中少排放一半的碳排放量，在生命周期中降低40%的碳排放量，二次材料使用量平均提升到50%。
電芯是決定寶馬未來成功與否的關鍵部件。電池的KPI考核因素有續航、充電時間、驅動功率、成本。
電池包占去了整車成本的40%，這40%則是由80%的電芯成本和20%的模組和系統成本組成。其中電芯成本又包含20%的電芯制造成本和80%的材料成本。
寶馬的電池研究注重的是從電芯到模塊，從基礎研究到應用的長期能力，研究內容包括基礎工作原理、材料、電極/零部件、電芯。
2008年，寶馬開始為i3和i8等研究鋰電池；2012年開始專項電芯技術的研發項目；2017年開始建立寶馬電芯能力中心，于2019年完成；2020年開始在慕尼黑附近的Parsdorf基地建立試產生產線，定于2022年完成。
寶馬致力于產品和工藝的早期研究和概念驗證，與供應商伙伴共同完成產業化。研發相關人員超過300人，在研項目43個，與機構、大學、創始公司、OEM和其他產業形成密切合作。
實驗室內容涉及材料表征、化學體系開發、配方開發、性能和安全測試、失效分析。
除了電芯試制外，寶馬與合作伙伴正在建設試點電池量產線，就在Parsdorf基地。
寶馬強調了完整的價值鏈和生命周期，如原材料開采和提純、電池材料生產和質量分級、電芯開發、電芯生產、電池模組和系統研發和生產、投產、二次使用和分解、原材料的回收利用。其中鈷和鋰礦采購自澳大利亞和摩洛哥經過認證的礦山，以及來自二次利用的材料。
電池系統研發方面，基于技術需求，受法規驅動，制定發展趨勢。整體來看考慮三個方面：設計、安全和可持續性。
設計方面，目前電池包由模組組成，擁有獨立的構造形成，不與其他零部件融合，未來的趨勢是高度融合，優化體積能量密度，例如電芯到電池包的CTP，電芯到底盤的CTC。
安全方面，目前主要基于中國法規，要求五分鐘不起火不爆炸，未來趨勢是時間延長到40分鐘，最好是能夠阻燃。
可持續性方面，目前沒有強制法規，出于企業責任，未來歐盟對碳排放、原料回收和回收率會有規定。
寶馬的電池技術路線圖圍繞高性能和低成本兩個方面演變，最終走向固態電池。
控制成本路線上，第一階段是無鈷化，第二階段是無鈷低鎳，例如富鋰錳基電池。
高性能路線上，走的是高鎳方案，未來第一階段是采用氧化硅/石墨混合，第二階段是采用高硅負極，如碳化硅化合物。
目前處于控制成本路線和高性能路線的中間地帶。另外，磷酸鐵鋰電池憑借價格低廉，可以為低成本入門車型所用。
材料和電芯研發的趨勢：
負極材料：石墨，容量360 mAh/g；石墨/氧化硅混合方案，容量500-600 mAh/g；碳化硅化合物，容量1200 mAh/g。
正極材料：NMC111，容量150 mAh/g；NMC 532,622，容量180 mAh/g；NMC 811，容量210 mAh/g；Ni含量高于90%，容量230 mAh/g。
在正負極材料演變過程中存在的風險是：1、高性能材料的穩定性由鎳含量決定，成本受硅負極主導；2、材料的應用必須與電極、電芯設計趨勢相匹配。
電極設計的趨勢主要分兩部分，增加壓實密度和優化涂布。
電芯設計趨勢含四個部分：通過變卷繞為疊片，提高電芯的容量；提升包裝密度；減少鋁箔銅箔等隔膜的厚度；制造大電芯。
全固態電池是下一個改變游戲規則的技術。目前的固態電池采用的是NMC正極、石墨硅負極、液態電解液和多孔隔膜。下一代全固態電池將采用NMC正極、鋰金屬負極、氧化物/聚合物/硫化物固態電解質。
電解液從液態到固態的變化將加強安全性，負極從石墨或石墨硅到鋰金屬負極將增加能量密度。為此，固態電池可以做得更安全、更高性能、更大，并且能夠支持雙極電芯等概念的創新。
當然，固態電池也面臨著一系列的挑戰，如界面穩定性、不同的熱管理需求、充電狀態和非充電狀態下鋰金屬的能量變化、鋰金屬的額定容量、制造過程中和使用過程中材料的魯棒性。
基于上述優勢和挑戰，固態電池在安全性和能量密度上具有強大的潛力，但成本不明，仍處于驗證階段。只有得到合理的概念驗證，固態電池才能夠產業化。
