鉅大LARGE | 點擊量：3800次 | 2019年05月27日
動力電池發展的現狀和趨勢
當前電動汽車正處在快速發展期，相關政策、技術、安全、商業模式等問題備受關注。近日電動汽車百人會在北京召開“電動汽車熱點問題系列研討會”，主要聚焦于“動力電池技術升級與產業鏈研究”，會上，中國電子科技集團公司(CETC)第十八研究所主任肖成偉做了主題演講，以下為演講內容。
我現在把動力電池發展的現狀和趨勢簡要的給在座的各位匯報一下。兩個方面，一個是技術的發展現狀和趨勢，另一個是市場的趨勢。
關于動力電池，無論是插電式混合動力，還是純電動的，包括鉛酸的、鎳氫、鋰電池都有應用。但是從技術發展的趨勢和產業升級的態勢來說，鋰離子電池還是目前技術和產業的熱點領域。鋰離子電池從技術路線來看，單純是從結構來說，有圓柱的、方形等，無論在儲能還是汽車領域都有應用。
實際上，基于電動汽車現在和未來很好的發展預期，各國都對動力電池做了比較全面的國家規劃，包括日本、韓國、美國、德國等。從設置的指標來說，設置的電池系統還是250瓦時/公斤。內容還是從電池的產業鏈角度來設置的，比如說單體電池的研究，包括電池的產業化、系統集成應用，還包括梯級利用和資源回收，以及標準體系等內容基本上都涵蓋了。
中國目前基本是三個大的國家級規劃：一是節能與新能源汽車的國家規劃;二是十三五的電動汽車重點研發專項;三是工程院做的中國制造2025里面的規劃。這三個比較大的規劃，都對動力電池有所涉及。
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在重點研發專項里面，產業化的指標是到2020年，單體電池能做到300瓦時/公斤，新型的鋰離子電池能做到400瓦時/公斤，新體系電池(鋰硫和鋰空氣等)能做到500瓦時/公斤。在中國制造2025里面基本上沿用的是重點研發專項的提法：2020年電池要做到能量密度300瓦時/公斤，2025年400瓦時/公斤，2030年要做到500瓦時/公斤。
我把動力電池路線圖的內容大致介紹一下。
純電動車用的能量型電池。路線圖提到2020年單體電池要達到350瓦時/公斤，系統電池是達到260瓦時/公斤。循環壽命希望能夠做到4000次，大家最主要就是看看這幾個指標。2025年的時候還是做到400瓦時/公斤，2030年的時候做到500瓦時/公斤，但是對壽命來說都是提到4000次，并且提的單體的和系統的兩個是一致的。
這個壽命我多說一句，相當于全壽命周期的一個指標，也就是說既包括在車上用的，也包括從車上淘汰下來了之后梯級利用的，這兩個都包含在內給他提的4000次的一個指標。當然在比能量、壽命、安全性、成本等等這些也提了相應的一些研發的內容。
再看一下三個五年計劃后，鋰離子電池技術路線變化的趨勢，趨勢角度看還是向高比能量方向發展，就是跟國家純電驅動的戰略取向還是密切相關的。從目前來看，整個技術發展的方向是三元體系的正極材料和以石墨為主的負極材料。此外，還有一些新體系電池，像鋰硫、鋰空氣、固態電池等，也支持發展和研究。
從安全性的角度來說，只要現在在電動汽車上使用的，它的動力電池單體或者模塊都通過了GB/T31485安全性的要求，但是在系統的安全性方面還是需要再進一步的提升和驗證。并且這一塊的內容，現在也在EVS—GTR(電動汽車全球技術法規)里邊也體現出來了。
從公司層面看，大部分公司的產品規劃還是向著高比能的方向發展，無論是應用在純電動車、插電式，還是混合動力車上，整個能量密度還是逐漸提升的。
國內還是以磷酸鐵鋰為主，但是像三元材料的轉化趨勢還是比較明顯的。國外基本上正極材料以三元材料為主，負極材料還是以石墨類材料為主。在小容量電池的產品方面，能量密度大致是在110—180瓦時/公斤之間，部分產品可以做到200瓦時/公斤左右的水平。
把國內外的產品做了一下對比，從產品的角度，尤其在三元材料產品的角度來說，國內外基本上是在同一個技術水平下，包括能量密度、安全性、循環壽命等。我個人認為國內、國外的單體電池產品水平都是差不多的。
對比整個產業鏈的技術水平，我個人認為中、日、韓還是處于第一集團的，日本會在整個電池的技術開發方面處于領先的地位，韓國在產業應用方面做得比較多，而中國的整個產業鏈是全球最完整的、產能是全球最大的、研發和產業化的投入相對來說也是最大的。
從市場占有率來說，有些企業，像國內的CATL、力神、比克、光宇等企業，其實是處在鋰離子電池領域的世界前列。但在產品的均勻一致性和系統集成上，包括生產線自動化程度等，中國跟國外的先進水平還有一些差距，需要加緊追趕。
再看看電池發展的趨勢，正極材料有三大類：層狀結構、尖晶石結構、橄欖石型結構。這里面還是以層狀結構為主，尤其是高鎳的層狀材料為主，是現在研發和產業化的特點。負極材料也是三大類：石墨類材料、金屬氧化物材料、合金材料，合金類的硅碳是現在研發和產業化的熱點。
而在隔膜方面，還是以PPP的為主。當然，一些新型的隔膜也在研發中。此外，一些新型的電解質也有應用，但目前還是以六氟磷酸鋰作為主要的電解質的取向。
在標準方面，國內在動力電池標準體系做的相對比較完善，包括性能、安全性、循環壽命，無論從單體、從模塊，還是從系統角度，應該說這是比較完善的。
從市場角度來說，電動汽車、電動摩托車、電動自行車，包括儲能是鋰離子電池現在主要的應用方向。從投資的角度來說，現在還是處于一個投資加大發展的態勢。從投資的強度來看，通過產能規模的快速提升，它的投資強度有了較快速地下降。
從電池到裝備、到生產裝備、到梯級利用，中國形成了最為完整的產業鏈體系，在國內也形成了長三角、珠三角、京津、中原地區動力電池產業化的聚集區域，整個產業投資超過1000億，年產能超過400億。
從電池的壽命價格趨勢來看，現在都滿足了補貼提出的要求，大巴車達到了5年20萬公里，轎車、乘用車達到了8年12萬公里的要求。從價格的變化趨勢來看，無論是磷酸鐵鋰還是三元材料，目前系統集成完的價格基本上在2元每瓦時—2.5元每瓦時之間。
到2020年的時候，隨著電動汽車數量的快速提升，它應該是在接近1.5元每瓦時的價格，還是含稅的，有可能比這個價格還要低一些，有可能低到1.2元每瓦時的水平，就是大致1.5元每瓦時—1.2元每瓦時的水平。達到這樣價格的話，在國家補貼取消的情況下或者沒有補貼的情況下，電動汽車的市場包括動力電池的市場也可以比較平穩健康的發展。
