鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：819次 | 2018年07月26日
電池企業(yè)決賽2020年量產(chǎn)300wh/kg
無(wú)論是國(guó)家政策導(dǎo)向作用還是競(jìng)爭(zhēng)后補(bǔ)貼時(shí)代，電池單體比能量達(dá)300wh/kg都已經(jīng)成為了眾多電池企業(yè)努力的目標(biāo)。
一方面，政策層面對(duì)動(dòng)力電池單體比能量和系統(tǒng)能量密度要求2020年不低于300wh/kg和220wh/kg的指標(biāo)。另一方面，在補(bǔ)貼退坡的壓力之下，主機(jī)廠和電池廠都在進(jìn)行產(chǎn)品的換代升級(jí)，為2020年補(bǔ)貼完全退出之后與燃油車展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)提前準(zhǔn)備。
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，動(dòng)力電池單體比能量達(dá)300wh/kg在2020年可以實(shí)現(xiàn)，達(dá)成的技術(shù)路線共識(shí)是高鎳三元正極搭配硅碳負(fù)極，目前已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性突破。而中期目標(biāo)基于富鋰錳基/高容量硅碳負(fù)極，實(shí)現(xiàn)單體超過(guò)350wh/kg。
不過(guò)，業(yè)內(nèi)人士也指出，單純的要求動(dòng)力電池滿足能量密度的單一指標(biāo)意義不大，還要綜合考量動(dòng)力電池的安全性、循環(huán)壽命和成本等多重要素，否則不利于高比能動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化。
?動(dòng)力電池能量密度顯著提升
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在補(bǔ)貼政策的刺激之下，中國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)快速發(fā)展，本土動(dòng)力電池企業(yè)的電池能量密度在2015年至2018年呈現(xiàn)持續(xù)快速上升趨勢(shì)。
高工鋰電結(jié)合2018巡回調(diào)研以及梳理新能源汽車推進(jìn)目錄等情況發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前動(dòng)力電池企業(yè)量產(chǎn)的三元電池單體比能量普遍達(dá)220wh/kg-240wh/kg左右，系統(tǒng)能量密度達(dá)到140wh/kg-160wh/kg，相比2017年年初單體比能量200wh/kg，系統(tǒng)能量密度120wh/kg有較大提升。
在提升能量密度方面，電池企業(yè)主要采用了改進(jìn)材料和體系和PACK輕量化兩大路徑。
其中，三元電池主要從此前的NCM523向NCM622再向NCM811/NCA邁進(jìn)，對(duì)能量密度的提升作用較為明顯；而磷酸鐵鋰電池能量密度提升主要是采用做大電芯殼體尺寸，優(yōu)化PACK結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕結(jié)構(gòu)件重量等輕量化手段，在正極材料方面的優(yōu)化空間較為有限。
具體來(lái)看，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度普遍已經(jīng)達(dá)到140wh/kg左右，國(guó)能電池甚至達(dá)到了150wh/kg以上，主要應(yīng)用在新能源客車領(lǐng)域；而三元電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到150wh/kg或?qū)⒊蔀槌B(tài)，比亞迪、妙盛動(dòng)力、遨優(yōu)電池、力神電池、哈光宇等電池企業(yè)甚至率先突破了160wh/kg。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
有多位動(dòng)力電池企業(yè)高層對(duì)高工鋰電表示，公司今年計(jì)劃量產(chǎn)單體比能量260wh/kg的電池產(chǎn)品，系統(tǒng)能量密度將提升至170wh/kg-180wh/kg左右，新一代高比能動(dòng)力電池正在研發(fā)當(dāng)中，計(jì)劃于2020年量產(chǎn)。
?高鎳三元+硅碳實(shí)現(xiàn)300wh/kg目標(biāo)
值得注意的是，盡管近兩年中國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)已經(jīng)得到顯著提升，但距離國(guó)家相關(guān)政策制定的目標(biāo)還存在較大差距。
根據(jù)《中國(guó)制造2025》、《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》以及《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)動(dòng)力電池單體比能量要達(dá)到300wh/kg以上，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260wh/kg、成本降至1元/瓦時(shí)以下。
而此前國(guó)家發(fā)展和改革委員發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定(征求意見(jiàn)稿)》(以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)稿》)更是明確指出，新建車用動(dòng)力電池單體/系統(tǒng)投資項(xiàng)目擬生產(chǎn)的產(chǎn)品，除滿足國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)滿足能量型電池單體比能量不低于300wh/kg，系統(tǒng)比能量應(yīng)不低于220wh/kg。
毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)比當(dāng)前主流電池企業(yè)的電池能量密度水平，要達(dá)到單體300wh/kg，系統(tǒng)220wh/kg的目標(biāo)存在較大難度，在短期內(nèi)也難以實(shí)現(xiàn)，對(duì)電池企業(yè)而言是巨大的壓力和挑戰(zhàn)。
不過(guò)，也有業(yè)內(nèi)人士樂(lè)觀認(rèn)為，2020年動(dòng)力電池單體比能量達(dá)300wh/kg可以實(shí)現(xiàn)，電池企業(yè)不必過(guò)于擔(dān)心政策的影響。
以《意見(jiàn)稿》為例，國(guó)家科技成果轉(zhuǎn)化基金新能源汽車創(chuàng)業(yè)投資子基金執(zhí)行事務(wù)合伙人方建華認(rèn)為，鑒于目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過(guò)剩嚴(yán)重，電池企業(yè)技術(shù)水平良莠不齊，國(guó)家通過(guò)設(shè)定一個(gè)技術(shù)指標(biāo)倒逼電池企業(yè)技術(shù)升級(jí)較為可行。
“電池企業(yè)通過(guò)技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)線改造、材料體系優(yōu)化等措施，我認(rèn)為三元電池在2020年左右可以實(shí)現(xiàn)300wh/kg的要求?！狈浇ㄈA對(duì)高工鋰電表示，動(dòng)力電池企業(yè)投建項(xiàng)目采用備案制，技術(shù)上達(dá)到即可申報(bào)備案。從電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，當(dāng)前申報(bào)的項(xiàng)目到2020年建成投產(chǎn)，三元電池達(dá)到300wh/kg的難度應(yīng)該不大。
與此同時(shí)，包括中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高，國(guó)家“863”計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目總體專家組專家肖成偉等專家也認(rèn)為，高鎳三元正極搭配硅碳負(fù)極材料體系的鋰離子電池，單體比能量可以達(dá)到300wh/kg，但安全性尤其是過(guò)充安全性挑戰(zhàn)大。
事實(shí)上，當(dāng)前已有寧德時(shí)代、國(guó)軒高科和力神電池等多家電池企業(yè)開(kāi)發(fā)出了電芯單體比能量達(dá)300wh/kg的樣品，技術(shù)路線都是高鎳三元+硅碳負(fù)極，采用軟包封裝。同時(shí)包括比亞迪、遨優(yōu)電池、桑頓新能源、捷威動(dòng)力等多家電池企業(yè)也積極研發(fā)300wh/kg的產(chǎn)品。
根據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，上述電池企業(yè)300wh/kg產(chǎn)品的量產(chǎn)時(shí)間都計(jì)劃在2020年左右，與國(guó)家政策提出的目標(biāo)相吻合。
值得注意的是，單純的只對(duì)電池能量密度提出指標(biāo)對(duì)電池技術(shù)路線發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)品質(zhì)量等方面也會(huì)產(chǎn)生不利影響。
“根據(jù)國(guó)家指標(biāo)，只有高鎳三元電池、富鋰錳基或其它新型電池技術(shù)才能滿足，這就把磷酸鐵鋰、錳酸鋰等技術(shù)路線排除了，這對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言是不合適的。”
方建華的建議是，一方面電池企業(yè)可以積極參與征求意見(jiàn)，提出合理意見(jiàn)；另一方面，《意見(jiàn)稿》要針對(duì)不同的電池技術(shù)路線和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分類，對(duì)能量密度要求作出合理調(diào)整。
