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動力電池技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀是怎樣的

鉅大LARGE  |  點擊量:1561次  |  2019年01月09日  

2019年1月8日,在2019第二屆中國(成都)新能源汽車高峰論壇上,中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長、原中國北方車輛研究所國家863動力電池測試中心主任王子冬從新能源汽車市場發(fā)展趨勢、國內(nèi)外動力電池技術(shù)發(fā)展情況、我國動力電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展遇到的問題、動力電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢等幾個方面闡述了他的觀點。


以下是王子冬演講的主要內(nèi)容:


目前中國新能源汽車的市場需求是政府用補貼政策拉動,而不是真正的剛性需求。王子冬表示,現(xiàn)在成長起來的大型企業(yè),是在這種泡沫嚴重的情況下培育出來的,其實未必真正強大。從各大上市的財報來看,財務數(shù)據(jù)大多并不樂觀。從全球市場來看,2018年1-9月中國新能源乘用車的世界份額達到51%,未來仍有保持第一的能力;不過,王子冬也表示,目前中國新能源汽車只有數(shù)量,精品很少。


國內(nèi)外動力電池技術(shù)發(fā)展情況分析


隨著電動汽車的發(fā)展,電動汽車對三電系統(tǒng)核心的需求也帶動了新一波的合作潮和商機。一些整車廠選擇了自產(chǎn)電池、電機、電控。王子冬表示,車企自主研發(fā)三電系統(tǒng)的目的是為了掌握核心技術(shù),不至于因供應矛盾而使產(chǎn)能受損。多元化的布局的好處是有利于電池供應商搶奪客戶,增強整車企業(yè)的競爭力,提高市場占有率。

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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%

從中日韓三國動力電池類別來看,目前看三國互有滲透,我國是各種電池都做;韓國以三元材料方形大容量為主;日本以小容量圓形三元材料電池為主。從各類結(jié)構(gòu)動力電池模塊性能比較來看,圓形動力電池模塊成本低,其它性能比較差;軟包裝動力電池模塊能量密度高、集成效率高、壽命長、成本高;方形動力電池模塊成本低、集成效率高、充放電性能好、可靠性高、能量密度適中。


對比國內(nèi)企業(yè)與海外企業(yè)的布局情況可以發(fā)現(xiàn),國內(nèi)電池企業(yè)合作車企基本為國產(chǎn)品牌,市場規(guī)劃集中在中國,且整體較封閉。國際主流汽車企業(yè)的電池配套商都沒有選擇國產(chǎn)電池,王子冬認為,目前動力電池還只是在家門口打,還需要走向世界。


在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路上,日本企業(yè)的步伐較慢,已逐步被韓國超越。韓國鋰電池產(chǎn)業(yè)的行業(yè)集中度非常高,惡性競爭少,資源優(yōu)勢可以最大化發(fā)揮出來,加上韓國政府的長期支持和企業(yè)的技術(shù)滾動積累,將在全球動力電池領域占據(jù)明顯的優(yōu)勢。中國的動力電池市場最為廣闊,這是中國鋰電池企業(yè)的最大優(yōu)勢。


王子冬表示,目前中國鋰電產(chǎn)業(yè)的行業(yè)集中度不高,企業(yè)準入門檻低,地方保護主義盛行,充斥著大量沒有核心競爭力的中小規(guī)模鋰電池企業(yè),造成行業(yè)良莠不齊,惡性競爭嚴重;企業(yè)前瞻性不足,技術(shù)實力薄弱,產(chǎn)品質(zhì)量差,企業(yè)社會責任低,一定程度上阻礙了中國鋰電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。王子冬認為,如果這樣的狀況持續(xù),中國很難成為動力電池強國。


我國動力電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展遇到的問題

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1.產(chǎn)能過剩風險日益加劇。由于受到國家政策的大力扶持,國內(nèi)各類投資主體競相進入新能源汽車制造領域,推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。但是,與新能源汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展相伴的是產(chǎn)能過剩風險正在不斷累積。


2.動力電池安全性問題。動力電池材料、隔膜、粘結(jié)劑、結(jié)構(gòu)、封口、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程控制等等影響因素都有可能造成著火事故。雖然知道哪些原因可能造成著火事故,但從實際情況來看,當事故發(fā)生時,很難確定動力電池起火的具體原因。


動力電池各種材料的開發(fā)和驗證是需要1-2年的時間,甚至更長。王子冬認為,目前這樣國家每年進行一次動力電池系統(tǒng)比能量的快速升級換代調(diào)整做法與乘用車動力電池系統(tǒng)的開發(fā)所需周期不協(xié)調(diào),帶來的結(jié)果就是很多驗證工作無法充分的驗證,導致了著火事故的頻發(fā)。


王子冬表示,現(xiàn)在的動力電池在材料的上如果沒有明顯的技術(shù)突破前,比能量發(fā)展到一定水平后就很難再有進一步的突破。與此同時,在安全性方面的負面影響卻越來越大。


3.大功率直流充電。一般公共充電樁大部分采用直流充電技術(shù),優(yōu)點是充電速度快、花費時間短;缺點是對動力電池的使用壽命有影響,存在安全性隱患。


4.動力電池的長壽命和可靠性。目前出現(xiàn)了許多起電動大客車行駛里程在使用2-3年后大幅度縮水的問題,嚴重的由于行駛里程太短出現(xiàn)停駛狀況。問題產(chǎn)生主要原因包括:電池性能差(與生產(chǎn)企業(yè)有關)、一致性差(與電芯性能差異大、成組技術(shù)水平低有關)、缺乏正確的維護和保養(yǎng)。


新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢


目前的電動汽車產(chǎn)品,大多由傳統(tǒng)汽車改造而來,王子冬認為,在電動汽車的設計中,車企的思維已經(jīng)被傳統(tǒng)汽車制造所禁錮,沒有制造真正的新能源汽車。王子冬舉例表示,蘋果手機電池續(xù)航僅一天,消費者之所以選擇它,關鍵在于附加值;普通改造的電動汽車并沒有有別于傳統(tǒng)汽車的附加值,因此很難談得上與傳統(tǒng)汽車競爭。另外,電動汽車目前并不節(jié)能,碳排放幾乎與燃油車相當。此外,在上游原材料漲價和下游整車企業(yè)壓價的雙重壓力之下,動力電池生產(chǎn)企業(yè)苦不堪言,后續(xù)開發(fā)資金嚴重不足,企業(yè)后勁不足。


王子冬認為,車企要通過新型的商業(yè)化運作,開發(fā)出市場真正需要的、有個性的電動車產(chǎn)品,而非補貼政策驅(qū)動的產(chǎn)品,引導新能源汽車的應用。動力電池要積極開拓在儲能等領域的多級利用工程,拉長新能源汽車用動力電池應用鏈,有效降低動力電池在應用過程中的成本。王子冬認為動力電池要實現(xiàn)提質(zhì)降本的要求絕非單靠電池企業(yè)能夠完成,是需要整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的互相配合才能實現(xiàn)。


針對目前新能源汽車和儲能系統(tǒng)對動力電池性能要求,王子冬認為,需要在安全性、可靠性、穩(wěn)定性、能量密度、寬溫度窗口應用、充電接受能力、成本和資源等方面尋找新的出路,在材料、電池結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、集成方式方面有所突破。


王子冬表示,解決好動力電池系統(tǒng)與電動汽車一體化設計問題,電池組和模塊的設計需要全方位考慮周全,不是隨便拿一個產(chǎn)品就能集成的:解決好動力電池系統(tǒng)的重量能量密度、體積能量密度、充電接受能力、放電能力、安全性、高溫適應性、低溫適應性、循環(huán)壽命、擱置壽命、生產(chǎn)效率、維護方便性、回收方便性、成本接受度等這些基本層面性能的平衡。


電池維護方面,王子冬表示,動力電池是需要維護的,但目前許多企業(yè)的電池組沒有預留維修接口,使得這種有效的修復方法不能普及。需要從兩個方面進行改進,一是行業(yè)主管部門制定相應的標準和政策的支持;二是電池組系統(tǒng)上需要預留維修接口,提高維護的效率。


從產(chǎn)品質(zhì)量保障來看,應由整車企業(yè)主導供應鏈,一是能讓電池和整車變得更好;二是從長遠來看自建電池比跟電池供應商合作更有利于產(chǎn)品控制質(zhì)量。


最后,王子冬表示,要把動力電池安全性問題放在第一位,可靠性要重視,在能夠保證安全性和可靠性的前提下,提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。重視系統(tǒng)的優(yōu)化,選擇最合適的設計方案。加強對動力電池回收技術(shù)的研究,尋找低能耗、無污染的回收方法;研究材料修復技術(shù),提高材料的利用率。

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