鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1139次 | 2018年07月28日
新能源汽車補(bǔ)貼新政對(duì)未來(lái)動(dòng)力電池的材料和構(gòu)型有哪些影響?
近期,中機(jī)車輛技術(shù)服務(wù)中心(以下簡(jiǎn)稱“中機(jī)中心”)發(fā)布的一則通知在業(yè)內(nèi)引起了不小的震動(dòng)。該通知稱,國(guó)家工信部相關(guān)部門已經(jīng)發(fā)布前五批新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄(以下簡(jiǎn)稱“推薦目錄”)集體作廢,將全部按照最新要求重新審查。
2016年12月份,國(guó)家工信部相關(guān)部門接連發(fā)布了第四、五批推薦目錄。很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,第四、五批推薦目錄趕在新版新能源汽車補(bǔ)貼政策出臺(tái)之前發(fā)布,意在解決新能源汽車商品積壓?jiǎn)栴}和明確已售新能源車按原版補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行?,F(xiàn)在看來(lái)并非如此。
在該通知的產(chǎn)品技術(shù)要求部分,中機(jī)中心要求參與重新審查的新能源汽車企業(yè)和產(chǎn)品必須符合財(cái)建[2016]958號(hào)《關(guān)于調(diào)整新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》的要求,也就是業(yè)內(nèi)所稱的新版補(bǔ)貼政策的要求。
政府相關(guān)部門對(duì)新版補(bǔ)貼政策的重視程度由此可見(jiàn)一斑。關(guān)于新版補(bǔ)貼政策對(duì)動(dòng)力電池的技術(shù)要求,電池中國(guó)網(wǎng)此前在《新能源汽車補(bǔ)貼政策讓動(dòng)力電池企業(yè)“鴨梨山大”》一文中作了詳細(xì)的分析。那么,在新版補(bǔ)貼政策所帶來(lái)的新的技術(shù)要求下,未來(lái)動(dòng)力電池的材料和構(gòu)型會(huì)受到哪些影響呢?
電池材料上三元電池不一定力壓磷酸鐵鋰
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%
在新版補(bǔ)貼政策中,新能源乘用車和非快充類新能源客車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)與電池系統(tǒng)能量密度直接掛鉤。電池系統(tǒng)能量密度越高,補(bǔ)貼系數(shù)越大。其中,純電動(dòng)乘用車動(dòng)力電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg,對(duì)高于120Wh/kg的按1.1倍給予補(bǔ)貼。非快充類純電動(dòng)客車電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于85Wh/kg,對(duì)高于115Wh/kg的按1.2倍給予補(bǔ)貼。
由此,有業(yè)內(nèi)人士分析,補(bǔ)貼系數(shù)與電池能量密度掛鉤將使三元電池相對(duì)磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)更為明顯,三元電池將進(jìn)一步普及。
然而,隨著業(yè)界對(duì)新版補(bǔ)貼政策的消化和理解,有業(yè)內(nèi)人士提出了不同的觀點(diǎn)。
中國(guó)北方車輛研究所動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家863電動(dòng)車重大專項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心主任王子冬在相關(guān)場(chǎng)合表示,新版補(bǔ)貼政策所依據(jù)的電池能量密度是指電池系統(tǒng)的能量密度。三元電池雖然在電芯級(jí)別上能量密度和生產(chǎn)技術(shù)成熟度上有優(yōu)勢(shì),但是從電池組和電池系統(tǒng)級(jí)別來(lái)看,相比磷酸鐵鋰電池,三元電池不一定具有優(yōu)勢(shì)。
王子冬指出,以18650三元電池為例,新能源汽車采用18650電芯的電池組能量密度并不高。世界知名電動(dòng)汽車品牌特斯拉所采用的18650三元電池電芯能量密度約為236Wh/kg,電池組能量密度卻只有104Wh/kg左右,比一些采用方形磷酸鐵鋰電芯的電池組能量密度(110Wh/kg)低。另外,18650三元電池在循環(huán)壽命、梯次利用和廢舊電池回收方面相比磷酸鐵鋰電池更沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。特斯拉之所以選擇18650三元電池,是因?yàn)樘厮估?dāng)時(shí)選擇電池時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)方形電池和軟包電池,而電池類型一旦選擇后,體系無(wú)法輕易改變。
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
國(guó)內(nèi)某大型動(dòng)力電池負(fù)責(zé)人也表示,磷酸鐵鋰電池的電芯在系統(tǒng)集成以后的能量密度可能高于三元電池組。新版補(bǔ)貼政策出臺(tái)之后,部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為政策傾向于三元電池,這樣的理解不太全面。
另外,該負(fù)責(zé)人提出,新版補(bǔ)貼政策對(duì)動(dòng)力電池,尤其是電動(dòng)客車動(dòng)力電池的安全提出了很高的要求,很多人對(duì)這個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有全面的認(rèn)識(shí)。目前,三元電池要滿足電動(dòng)客車的安全技術(shù)要求非常難。
“2016年年初,政府相關(guān)部門宣布三元電池暫停在電動(dòng)客車上的推廣應(yīng)用后,對(duì)電動(dòng)客車的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了提升。提升之后的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三元電池的技術(shù)要求很高,加上相關(guān)部門對(duì)電池的測(cè)試由送檢(檢查送檢產(chǎn)品)變成強(qiáng)檢(檢查產(chǎn)線產(chǎn)品),目前,三元電池想通過(guò)檢測(cè)進(jìn)入電動(dòng)客車領(lǐng)域?qū)嶋H上非常困難,在短期內(nèi)甚至不太可能?!痹撠?fù)責(zé)人表示。
電池構(gòu)型上圓柱、方形、軟包各有優(yōu)勢(shì)
如果說(shuō)未來(lái)三元材料電池不一定力壓磷酸鐵鋰,那么,在新版補(bǔ)貼政策的影響下,未來(lái)動(dòng)力電池的構(gòu)型走勢(shì)又將如何呢?
王子冬表示,縱觀新版補(bǔ)貼政策,實(shí)質(zhì)上對(duì)動(dòng)力電池提出了如下幾大方面的要求:1、電池組內(nèi)部電芯布置得當(dāng),空間利用率高,電芯之間低電阻連接,熱管理合理,電芯之間的溫差小,以達(dá)到電池組的高可靠性、高穩(wěn)定性以及高能量密度;2、電池組循環(huán)壽命長(zhǎng),包括不同溫度環(huán)境下的使用壽命、大電流充電壽命和日歷壽命(基本達(dá)到使用壽命一萬(wàn)次、日歷壽命15年);3、電池組安全性好,能防止過(guò)充和內(nèi)部短路,保證不爆炸、不著火。
另外,結(jié)合近期政府其他相關(guān)部門的要求,未來(lái)動(dòng)力電池還必須實(shí)現(xiàn)重復(fù)連接方便,便于梯次利用。最后,動(dòng)力電池要方便回收分解,分解效率和制造效率基本相當(dāng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分解等等。
眾所周知,目前,鋰離子動(dòng)力電池的構(gòu)型,大致可分為圓柱金屬殼電池(18650、26650、32650、20700/26800等)、方形鋁塑膜軟包電池、方形硬殼電池(金屬殼、塑料殼)三種。
王子冬表示,這三種構(gòu)型的電池各自都有其優(yōu)缺點(diǎn)。其中,圓柱形金屬殼電池的主要優(yōu)點(diǎn)在于自動(dòng)化生產(chǎn)工藝成熟,電芯產(chǎn)品生產(chǎn)效率高,但是極片應(yīng)力大,成組工藝復(fù)雜,組成后的能量密度下降比較大,空間利用率低,可靠性低,電池內(nèi)阻高;方形硬殼鋰電池結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,承受機(jī)械載荷能力好,電池內(nèi)阻小,采用疊片工藝極片應(yīng)力小,組成后的能量密度下降小,空間利用率高,但是工藝復(fù)雜,自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備不成熟,電池散熱難度大;方形鋁塑膜軟包電池不容易發(fā)生爆炸,電芯級(jí)別能量密度高,延展性好,但是尺寸一致性不穩(wěn)定,成本較高,承受機(jī)械載荷能力差,成組工藝復(fù)雜,組成后的能量密度下降較大,空間利用率低。
由于三種構(gòu)型電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較明顯,加上各個(gè)企業(yè)的技術(shù)積累、資本運(yùn)作、客戶需求等都不盡相同,現(xiàn)階段不同企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展路徑有較大差異有其合理性??梢韵胍?jiàn),未來(lái)不同電池技術(shù)路線的企業(yè)將在已有的技術(shù)積累上,積極向補(bǔ)貼新政的要求靠攏。但是,未來(lái)的動(dòng)力電池市場(chǎng)是一種電池技術(shù)路線一枝獨(dú)秀,還是幾種電池技術(shù)路線并駕齊驅(qū)都將存在可能,最終將由市場(chǎng)來(lái)給出答案。