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厉害了,动力电池

作者:
文 AO记者 陈秀娟
2018/08/13
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  “新能源汽车与动力电池是鱼和水的关系。以前可能是在政策、节能环保的背景下,企业大力发展新能源汽车。如今,则是动力电池性能快速提升,铺垫了新能源汽车的快速发展。”华泰新能源研究院院长杨伟斌在“2018中国新能源动力电池暨储能产业大会”上点明了动力电池对于新能源车行业的重要性。

  当前,随着我国新能源汽车产业发展进入快车道,作为新能源汽车核心零部件的动力电池行业也迎来了高速发展期。那么,当前国内动力电池发展现状究竟是怎样的,它如何推动新能源车的发展,又存在怎样的问题,未来趋势又如何呢?

  

市场份额全球第一

  据中汽协发布的最新统计数据,2017年我国新能源汽车产销分别为79.4万辆和77.7万辆,同比分别增长53.8%和53.3%。

  与此同时,在市场的带动下,动力电池领域也迎来了同比高速增长。高工产业研究院对外发布的数据显示,2017年全年动力电池装机总电量约为36GWh,增长超过20%。从车辆细分类别来看,乘用车电池装机电量约13.7GWh,同比增长高达50%。客车电池装机电量约14.3GWh,同比下降10%;专用车电池装机电量8.4GWh,同比增长165%。

  据国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成伟介绍,放眼国际,目前动力电池最主要集中在东亚区域,日本目前在全球技术处于领先地位,中国这十多年来技术进展巨大,预计在三五年时间内,中国可以做到全球第一。

  在市场份额方面,中国的动力电池处于全球第一位。“目前国内的动力电池企业的数量超过200家,这是全球最多的。”肖成伟说。从国内产业化的情况看,目前电池形成了产业比较集中的四大区域——珠三角、长三角、京津和中原地区,产业资金的投入超过了1000亿元。

  另外,从材料配对的角度看,在现有的动力电池中,铅酸电池在具有启停功能的轿车和在国内低速电动车中规模使用;镍氢电池主要在丰田系混合动力轿车领域规模使用;锂离子电池作为铅酸电池和镍氢电池升级换代技术和产品,在电动汽车领域得到广泛应用,包括混合动力、插电式混合动力、纯电动和燃料电池汽车,是主流的技术发展方向。目前,磷酸铁锂、333及523型三元材料与石墨材料配对的锂离子动力电池实现了大规模的产业化,以高镍的三元材料与硅碳负极材料配对的锂离子电池,是当下研发和产业化的热点。

  总体说来,目前中国形成了较为完善的动力电池产业链,包括正极、负极、隔膜、电解液等关键材料。

  

三方面助推整车发展

  在动力电池快速发展的背后,它又是如何推动新能源车的发展的呢?

  谈及电池如何影响新能源车发展时,杨伟斌对《汽车观察》记者指出,需要从电池的性能、成本和环境适应性等方面来看。

  具体说来,动力电池的性能会改变整车的技术路线。“以前电池性能差、能量密度低、价格贵,大家在混合动力和纯电动之间想出了插电式混动。如今,电池怎么去组、怎么组得快,电池性能起着决定作用。”杨伟斌说。

  从成本方面来看,2010年时客车的电池成本约为5000元,2016年初达到了1900元到2000元,2017年约为1500元,今年下半年有可能迎来1200元,电池成本也是推动新能源汽车快速发展的动力。

  在环境适应性方面,以前电动车既怕热又怕冷,东北不敢去,南方不敢去,现在电池厂有抗低温材料,有热管理系统,液冷或者直冷系统,不管冬天还是夏天都能使电池维持在30摄氏度左右的温度。“正因为有这三个方面的推动,所以鱼和水的关系才能越来越好。”杨伟斌对记者解释说道。

  

产品性能问题突出

  随着“双积分政策”实施,业界更是将2018年誉为“新能源汽车爆发元年”,这对于动力电池行业来说,更是一个大好机遇。但在新机遇背后,我国动力锂电池行业也存在一些问题,动力电池产品性能、质量和成本仍然难以满足新能源汽车推广普及需求,在基础关键材料、系统集成技术、制造装备和工艺等方面与国际先进水平仍有较大差距。这些问题中,动力电池性能的问题尤为突出。

  众所周知,制造工艺和生产设备是决定电池性能的重要因素。当前,我国电芯的一致性差,这与国内的锂电池制造工艺、质量监控及设备自动化水平不高有着重要关系。日韩等在上料、合浆、极片和电芯生产、电池化成和筛选、电池组和模块组装、物流和在线质量检测等工艺上均采用了较高的自动化装备,自动化水平在80%以上。而国内动力电池制造工艺自动化水平相对较低,一线企业自动化比例约50%,二线企业仅在20%左右,自动化水平较低是导致我国电芯一致性差的直接原因。

  肖成伟指出,动力电池品质会直接影响电动汽车的安全和续航,特别是在电池比能量不断提高的情况下,越要注重安全问题。

  

对关键技术攻关是重点

  面对机遇与挑战,肖成伟指出,整个行业应加强上游电池材料、中游电芯和电池组制造以及下游新能源汽车产业的联动,加快企业对关键技术的攻关,加强电池环境耐用性、电池内部极化分布、性能衰减机制等共性技术研究,以提升我国动力电池产业的核心竞争力。

  “技术提升方面首先要考虑以安全为主,然后在产品能量密度功率、安全、成本之间寻求平衡点。我们要采用自动化的装备来提高电池生产的一致性,要提高电池系统的设计开发和产业化的水平,无论我们用风冷还是液冷,我们在电池的安全性、成本、寿命等上做一个提升。产业层面,从国家的角度来看,政府应该对电池行业做一个规范发展,来提升优质的产能,从而从产业链的角度做协同的发展。对企业来说,一定要考虑有补贴和没有补贴情况下的电池技术路线,对相关路线应提早做好规划和应对措施。”肖成伟对记者说。

  

对于动力电池的发展趋势,杨伟斌指出,它的形势一片大好。

  肖成伟对此也表达了类似的观点,他指出,从中短期来看,到2020年,部分动力电池可实现产业化,能量型锂离子电池单体比能量可达350Wh/kg,能量功率兼顾型动力电池单体比能量可达200Wh/kg。届时,产品性能和质量将大幅度提升,成本显著降低。在这些产品中,18650电池的经济性相对是最好的。从中长期来看,如锂空气电池、锂硫电池、全固态电池等,在2030年前能否实现产业化的应用则取决于技术进展的程度。

 

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