【太平洋汽車網(wǎng) 行業(yè)頻道】汽車產(chǎn)業(yè)迎來了動力系統(tǒng)電動化的時代，而動力電池作為汽車電動化最為核心的零部件，成為目前研究及產(chǎn)業(yè)化的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，有力地支撐了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　10月12日，在第三屆全球新能源與智能汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會上，中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員肖成偉對動力電池行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了分享。

中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員 肖成偉

　　肖成偉表示，現(xiàn)在新能源汽車處于加速發(fā)展階段，各個國家都在布局，包括一些整車企業(yè)也加速了電動化轉(zhuǎn)型的態(tài)勢。到2030年全球新能源汽車保有量達(dá)到2.45億輛，基于這樣一個發(fā)展態(tài)勢，世界主要的汽車強(qiáng)國像美國、歐盟、德國、日本發(fā)布了國家級的新能源汽車規(guī)劃，一些國家和地區(qū)也發(fā)布了常規(guī)燃油車的禁售時間表和禁售范圍，整車企業(yè)發(fā)布了傳統(tǒng)燃油車停售的時間和停售計(jì)劃。

　　中國對新能源車的發(fā)展支持力度是全球最大的，取得了非常好的發(fā)展成果。新能源汽車發(fā)展規(guī)劃提出到2025年新能源汽車的銷量要占到整個汽車銷量的20%以上，并且對新能源汽車的電耗提出要求，100公里12度電的要求。2020年銷量達(dá)到136.7萬輛，累計(jì)銷量達(dá)到550萬輛，保有量到2020年年底492萬輛，今年截止到目前新能源汽車的銷量已經(jīng)超過去年銷量的總和，大家普遍預(yù)計(jì)應(yīng)該超過200萬輛沒有任何問題，有的高的提到280萬輛。

　　中國現(xiàn)在累計(jì)新能源汽車銷量在全球來看占50%的市場份額，節(jié)能新能源汽車路線圖2.0版，做了一個非常宏大的規(guī)劃，到2025年純電動和插電銷量達(dá)到500萬輛，這里面90%以純電動為主，對混合動力也做了比較好的規(guī)劃，到2025年混合動力占比應(yīng)該超過50%，對混合動力車也有比較好的發(fā)展前景。肖成偉表示，從全球的角度來看，到2025年中國的新能源汽車銷量超過全球50%，對新能源汽車的發(fā)展前景整個預(yù)期和判斷沒有任何問題。

　　肖成偉認(rèn)為，大的前提下新能源車的發(fā)展態(tài)勢，A級車往下是以純電動為主，在這里面最主要以成本作為主要的驅(qū)動力，以五菱宏光MINI作為典型的代表產(chǎn)品。再有一個，B級高性能、高端車，包括純電動，包括插電，像特斯拉、蔚來、小鵬等等為代表性的企業(yè)，常規(guī)的燃油車企業(yè)現(xiàn)在也在推出高性能的純電動車。

　　而前面提到，低成本的車目前來看以磷酸鐵鋰為主，高性能車以三元為主，現(xiàn)在一部分高端車型采用磷酸鐵鋰技術(shù)路線，對于混合動力三元和磷酸鐵鋰電池在里面都會做應(yīng)用。前面是能量電池或者能量和密度兼顧型的電池，混合動力是功率型的電池。

　　肖成偉指出，對于電池的要求，如果都達(dá)到以上這樣的要求，那我們做的純電動車和燃油車就可以形成性能和經(jīng)濟(jì)性的競爭，這也是我們做電化學(xué)行業(yè)努力的方向，像能量密度、功率密度、安全性、循環(huán)壽命、環(huán)境適應(yīng)性、成本等等都是我們做設(shè)計(jì)開發(fā)考量的因素。鋰離子電池是研發(fā)熱點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)，可以用在混合動力、插電式混合動力、純電動、燃料電池汽車?yán)铩Ｏ駳W盟、日本、美國和德國都發(fā)布了國家層面的動力電池發(fā)展規(guī)劃，包括材料、電池、系統(tǒng)集成、新體系電池、測試評價(jià)、梯次利用、資源回收等等都包括在內(nèi)，從設(shè)置的內(nèi)容來說把動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)內(nèi)容都進(jìn)行了設(shè)計(jì)，也進(jìn)行了研發(fā)項(xiàng)目的部署。

　　在中國四個國家級計(jì)劃，肖成偉表示涉及到動力電池領(lǐng)域，分成三個層次。一個是高比能的鋰離子電池，做到300WH/kg，下一代鋰離子電池希望做到400WH/kg，新體系電池做到500WH/kg，涉及到系統(tǒng)集成，還有固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。節(jié)能新能源汽車路線圖2.0版里面的動力電池板塊，涉及到動力電池的整個產(chǎn)業(yè)鏈，除了標(biāo)準(zhǔn)體系不涉及之外，其它所有都涉及，從材料一直到最后使用完的資源回收。涵蓋的乘用車、商用車兩大領(lǐng)域，包括混合動力方向和純電動、插電式混合動力三個方向，把整個汽車的全部應(yīng)用方向進(jìn)行了涵蓋。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的生產(chǎn)材料體系，而磷酸鐵鋰現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用，原來在商用車里面，現(xiàn)在在乘用車?yán)锩嬉渤尸F(xiàn)出比較好的發(fā)展態(tài)勢。再有一個，中鎳高電壓之后做到220—240WH/kg，在乘用車領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。高鎳材料在圓柱形電池里面像18650、25700、4680做的企業(yè)也很多，也做了很好的應(yīng)用，這是正極。負(fù)極以人造石墨為主，隔膜的現(xiàn)在從提高能量密度的角度來看的話，聚乙烯隔膜發(fā)展也是非常熱，電解質(zhì)鹽基本以氯鹽為主，融合碳酸酯類的溶劑。

　　磷酸鐵鋰電池的情況，它的能量密度基本做到170WH/kg以上，用到大巴車的磷酸鐵鋰電池情況，應(yīng)用到乘用車?yán)锩娴牧姿徼F鋰情況，能量密度基本在170WH/kg。三元材料主要還是應(yīng)用在乘用車領(lǐng)域，它的能量密度基本從200—260WH/kg，像圓柱、方形、軟包的等等都做了很好的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用?？斐湫偷匿囯x子電池，主要用在大巴車領(lǐng)域，它的倍率做到4C，大概10分鐘左右的時間能充到百分之七八十的容量，它的能量密度做到120WH/kg，現(xiàn)在用的三元材料為主。

　　高功率用在混合動力的領(lǐng)域里面，肖成偉表示像他們開發(fā)的三元材料高功率的電池，包括用磷酸鐵鋰開發(fā)的高功率電池，左邊用在深度混合動力的領(lǐng)域高電壓系統(tǒng)，右邊的磷酸鐵鋰是48V微混合的系統(tǒng)，這兩類電池在混合動力市場實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；膽?yīng)用。

　　肖成偉認(rèn)為，動力電池應(yīng)用的情況，在這里面跟整個國家的戰(zhàn)略導(dǎo)向還是密切相關(guān)，以純電動作為主要的應(yīng)用方向，包括純電動乘用車和純電動客車。從發(fā)展的趨勢來說，以純電動乘用車作為主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　從配套情況來看，肖成偉表示磷酸鐵鋰現(xiàn)在發(fā)展的態(tài)勢實(shí)際超出大家預(yù)期，今年整個磷酸鐵鋰市場份額有可能會超過三元，還有低成本的好處，能量密度相對來說可以滿足大巴車的市場要求，尤其在乘用車市場里面一些高端車型也在采用磷酸鐵鋰技術(shù)路線，它的能量密度磷酸鐵鋰做到140WH/kg，三元做到160WH/kg的水平。明年有一些企業(yè)推出的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)可以做到160WH/kg的水平，三元電池還是希望能夠進(jìn)一步提升，比如做到180WH/kg的電池產(chǎn)品，也會在一些車型里面做比較好的應(yīng)用。

　　2020年用在純電動乘用車?yán)锩娴碾姵叵到y(tǒng)能量分布情況，肖成偉認(rèn)為，磷酸鐵鋰在里面占的比例還是比較高的，大概在140—160WH/kg很大一部分是磷酸鐵鋰電池，160WH/kg以上以三元電池為主。

　　從產(chǎn)業(yè)化的角度來看，現(xiàn)在中國形成了非常完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系，主要集中在珠三角、長三角、京津冀和中原地區(qū)，整個配套量來說還是逐年提升，2020年和2019年增的比例不是很高，但是逐年提升，今年應(yīng)該會有一個比較大的提升，對整個配套量來說。整個聚集度其實(shí)也在提升，電池企業(yè)的數(shù)量逐年降低。2021年國內(nèi)上半年裝機(jī)量市場占比，寧德（時代）在里面占比處于第一位，接近50%的市場份額。從全球來看，2020年中國占比76%，按照這樣一個預(yù)測，到2025年73%，雖然有一點(diǎn)點(diǎn)降低，但是從整個產(chǎn)能市場占比來說，中國還是處于舉足輕重的地位。肖成偉認(rèn)為對于在座的各位，無論做研究的，做產(chǎn)業(yè)化還是做投資的，這是一個非常好的賽道。目前國內(nèi)年產(chǎn)能位于全球第一，大概70多家企業(yè)，從另外一個角度我們優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能和產(chǎn)品還需要亟待提升。

　　中國的動力電池企業(yè)積極參與全球競爭，很多電池企業(yè)做海外的設(shè)廠，無論是從成本的降低，還是前面提的碳足跡的要求或者碳排放的角度來說，國內(nèi)的很多電池企業(yè)在做海外設(shè)廠的布局。肖成偉表示在全球的整個市場占比來說，我國還是處于非常好的發(fā)展態(tài)勢，前九名里面我們占到一半以上的比例。電池企業(yè)和整車企業(yè)在積極布局電池的產(chǎn)業(yè)鏈，從礦產(chǎn)開始一直到資源回收在做積極的布局。第一，從成本降低的角度提供很大的支持；第二，從掌控資源的角度，供應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈的角度，從它的發(fā)言權(quán)和掌控力角度也是非常有價(jià)值的事情。

　　已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，電池能不能再進(jìn)一步發(fā)展？肖成偉表示肯定這是毫無疑問的，下一步電池發(fā)展的趨勢將分以下幾個部分：

　　 1、磷酸鐵鋰系的電池還會做進(jìn)一步的技術(shù)提升?，F(xiàn)在我們做到170、180WH/kg，有的企業(yè)做到200WH/kg，肖成偉表示下一步將在電動車專家組里面提出無鈷電池希望做到230WH/kg以上的水平，磷酸鐵鋰這一類電池還會有進(jìn)一步發(fā)展的間。

　　 2、高鎳低鈷電池希望做到300WH/kg。

　　 3、富鋰錳基類電池，在降鈷降鎳的同時要提錳，這一類也有非常好的發(fā)展趨勢，現(xiàn)在也是研究的熱點(diǎn)。無鈷里面有漸進(jìn)式的鎳錳酸鋰做了很好的研究進(jìn)展，肖成偉表示黃老師現(xiàn)在牽頭在做，很多國外企業(yè)也在開發(fā)這類電池。

　　 4、高鎳三元材料做的固液混合這類電池，這類電池作為液體轉(zhuǎn)換到固態(tài)電池里面作為一個過渡的技術(shù)和產(chǎn)品也會有一個非常好的發(fā)展前景。

　　說到刀片電池，肖成偉表示從磷酸鐵鋰角度來說，通過單體電池和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，來提高電池盒系統(tǒng)的能量密度，無論重量能量密度還是體積能量密度。已經(jīng)達(dá)到或者超過300WH/kg的水平，很多電池企業(yè)開發(fā)這類產(chǎn)品，用到高鎳硅碳的負(fù)極材料，有些產(chǎn)品在車型里面做了比較好的應(yīng)用。400WH/kg就用富鋰錳基材料，北大夏定波老師開發(fā)的富鋰錳基材料，發(fā)表的論文里面最高的容量做到400mAh/kg，比較穩(wěn)定可以做到250—260mAh/kg以上。跟硅碳做匹配，可以做到400mAH/kg的水平。無鈷電池降低對鈷的依賴，降低電池將來的整個規(guī)?；a(chǎn)之后的材料成本，像前面提到的磷酸鐵鋰系屬于這一類漸進(jìn)式錳酸鋰，漸進(jìn)式的鎳錳酸鋰，還有鎳錳兩元的材料，這類可以降低對鈷的依賴度，并且大規(guī)模生產(chǎn)之后對整個電池的成本降低可以做很大的貢獻(xiàn)。

　　固態(tài)電池這塊進(jìn)展也很快，現(xiàn)在開發(fā)的固液混合的鋰離子電池，能量密度300WH/kg，500次循環(huán)之后，能量密度保持98%的水平，體現(xiàn)出比較好的性能指標(biāo)。

　　開發(fā)了全氣候動力電池系統(tǒng)，這是盟固利開發(fā)的技術(shù)，通過在電池里面加上金屬鎳片作為加熱的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)電池在低溫情況下的快速加熱，加熱速度可以做到7—10度/分鐘，在零下40度它的行駛里程不低于常溫的82%，在冬奧會上會有比較好的應(yīng)用和展示。新體系電池包括鋰硫、全固態(tài)電池等等，從基礎(chǔ)研究的角度國家進(jìn)行了相應(yīng)的支持，現(xiàn)在所列的指標(biāo)都是實(shí)驗(yàn)室達(dá)到的水平，這里面需要從高循環(huán)性的鋰負(fù)極，包括鈷界面反應(yīng)等方面做深入的工作。

　　從測試評價(jià)來說，建立了從材料到系統(tǒng)非常完善的測評體系，在這里面關(guān)注度最高的就是熱失控和熱擴(kuò)散測試評價(jià)技術(shù)和方案，相關(guān)的內(nèi)容已經(jīng)羅列到《電動汽車安全全球技術(shù)法規(guī)》里面，相應(yīng)的研究轉(zhuǎn)換到現(xiàn)在制定的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，《電動汽車鋰離子電池安全要求標(biāo)準(zhǔn)》里面，從大數(shù)據(jù)分析的角度做了安全預(yù)警技術(shù)，采集了相應(yīng)的電池運(yùn)行參數(shù)，像電流、電壓、溫度、絕緣等參數(shù)，通過建模對電池的相關(guān)隱患做預(yù)警。

　　 而從梯次利用和資源回收的角度，目前來看，肖成偉表示梯次利用目前我們還是想從電池設(shè)計(jì)源頭的角度來考慮到梯次利用，目前梯次利用的電池從開始設(shè)計(jì)的時候沒有考慮到梯次利用，現(xiàn)在梯次利用的價(jià)值相對來說是比較低一些，下一步從電池設(shè)計(jì)的源頭考慮到梯次利用。從這個角度來說，電芯、模組和系統(tǒng)的整個梯次利用價(jià)值經(jīng)濟(jì)性會有一個大的提升。

　　再從資源再生的角度來說，肖成偉認(rèn)為三元材料是沒有任何問題的，可以做資源再生，有非常好的經(jīng)濟(jì)性。大家關(guān)注度比較高的磷酸鐵鋰電池，現(xiàn)在磷酸鐵鋰可以回收磷酸鐵和碳酸鋰，以這兩種材料的形式?，F(xiàn)在磷酸鐵的價(jià)格已經(jīng)漲到20萬/噸，整個磷酸鐵鋰資源再生的角度它的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)體現(xiàn)得很充分。

　　 最后，從德勤分析里面引用電池產(chǎn)業(yè)全球發(fā)展格局，肖成偉表示從鋰資源的開采到整個充電技術(shù)應(yīng)用或者充電的生態(tài)圈結(jié)合的電池，做了很好的布局。實(shí)際上國內(nèi)整個產(chǎn)業(yè)把相應(yīng)的內(nèi)容都進(jìn)行了完整的覆蓋，并且取得很好的研究進(jìn)展，包括一些產(chǎn)業(yè)的布局。

　　對于未來動力電池產(chǎn)業(yè)的展望，肖成偉指出，高比能、高安全、長壽命、低成本、高環(huán)境適應(yīng)性是動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多考量因素。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向涵蓋了這樣一些內(nèi)容，新體系電池、全固態(tài)電池、鈷材料電池、全球高壓安全、固液混合鋰電池，與安全壽命相關(guān)的大數(shù)據(jù)分析和測試評價(jià)技術(shù)等，這些都是現(xiàn)在和未來一段時間大家關(guān)注的焦點(diǎn)和整個投入的重點(diǎn)。