文 AO記者 陳秀娟
作為新能源汽車核心零部件的動力電池產(chǎn)業(yè),盡管它資金的投入超過了1000億元,但產(chǎn)品性能問題依然突出。
“新能源汽車與動力電池是魚和水的關(guān)系。以前可能是在政策、節(jié)能環(huán)保的背景下,企業(yè)大力發(fā)展新能源汽車。如今,則是動力電池性能快速提升,鋪墊了新能源汽車的快速發(fā)展?!比A泰新能源研究院院長楊偉斌在“2018中國新能源動力電池暨儲能產(chǎn)業(yè)大會”上點(diǎn)明了動力電池對于新能源車行業(yè)的重要性。
當(dāng)前,隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道,作為新能源汽車核心零部件的動力電池行業(yè)也迎來了高速發(fā)展期。那么,當(dāng)前國內(nèi)動力電池發(fā)展現(xiàn)狀究竟是怎樣的,它如何推動新能源車的發(fā)展,又存在怎樣的問題,未來趨勢又如何呢?
據(jù)中汽協(xié)發(fā)布的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù),2017年我國新能源汽車產(chǎn)銷分別為79.4萬輛和77.7萬輛,同比分別增長53.8%和53.3%。
與此同時,在市場的帶動下,動力電池領(lǐng)域也迎來了同比高速增長。高工產(chǎn)業(yè)研究院對外發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2017年全年動力電池裝機(jī)總電量約為36GWh,增長超過20%。從車輛細(xì)分類別來看,乘用車電池裝機(jī)電量約13.7GWh,同比增長高達(dá)50%??蛙囯姵匮b機(jī)電量約14.3GWh,同比下降10%;專用車電池裝機(jī)電量8.4GWh,同比增長165%。
據(jù)國家“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目總體專家組專家肖成偉介紹,放眼國際,目前動力電池最主要集中在東亞區(qū)域,日本目前在全球技術(shù)處于領(lǐng)先地位,中國這十多年來技術(shù)進(jìn)展巨大,預(yù)計在三五年時間內(nèi),中國可以做到全球第一。
在市場份額方面,中國的動力電池處于全球第一位。“目前國內(nèi)的動力電池企業(yè)的數(shù)量超過200家,這是全球最多的?!毙こ蓚フf。從國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化的情況看,目前電池形成了產(chǎn)業(yè)比較集中的四大區(qū)域——珠三角、長三角、京津和中原地區(qū),產(chǎn)業(yè)資金的投入超過了1000億元。
另外,從材料配對的角度看,在現(xiàn)有的動力電池中,鉛酸電池在具有啟停功能的轎車和在國內(nèi)低速電動車中規(guī)模使用;鎳氫電池主要在豐田系混合動力轎車領(lǐng)域規(guī)模使用;鋰離子電池作為鉛酸電池和鎳氫電池升級換代技術(shù)和產(chǎn)品,在電動汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,包括混合動力、插電式混合動力、純電動和燃料電池汽車,是主流的技術(shù)發(fā)展方向。目前,磷酸鐵鋰、333及523型三元材料與石墨材料配對的鋰離子動力電池實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化,以高鎳的三元材料與硅碳負(fù)極材料配對的鋰離子電池,是當(dāng)下研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)。
總體說來,目前中國形成了較為完善的動力電池產(chǎn)業(yè)鏈,包括正極、負(fù)極、隔膜、電解液等關(guān)鍵材料。
在動力電池快速發(fā)展的背后,它又是如何推動新能源車的發(fā)展的呢?
談及電池如何影響新能源車發(fā)展時,楊偉斌對《汽車觀察》記者指出,需要從電池的性能、成本和環(huán)境適應(yīng)性等方面來看。
具體說來,動力電池的性能會改變整車的技術(shù)路線?!耙郧半姵匦阅懿睢⒛芰棵芏鹊?、價格貴,大家在混合動力和純電動之間想出了插電式混動。如今,電池怎么去組、怎么組得快,電池性能起著決定作用。”楊偉斌說。
從成本方面來看,2010年時客車的電池成本約為5000元,2016年初達(dá)到了1900元到2000元,2017年約為1500元,今年下半年有可能迎來1200元,電池成本也是推動新能源汽車快速發(fā)展的動力。
在環(huán)境適應(yīng)性方面,以前電動車既怕熱又怕冷,東北不敢去,南方不敢去,現(xiàn)在電池廠有抗低溫材料,有熱管理系統(tǒng),液冷或者直冷系統(tǒng),不管冬天還是夏天都能使電池維持在30攝氏度左右的溫度?!罢?yàn)橛羞@三個方面的推動,所以魚和水的關(guān)系才能越來越好?!睏顐ケ髮τ浾呓忉屨f道。
國家“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目總體專家組專家肖成偉。
隨著“雙積分政策”實(shí)施,業(yè)界更是將2018年譽(yù)為“新能源汽車爆發(fā)元年”,這對于動力電池行業(yè)來說,更是一個大好機(jī)遇。但在新機(jī)遇背后,我國動力鋰電池行業(yè)也存在一些問題,動力電池產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本仍然難以滿足新能源汽車推廣普及需求,在基礎(chǔ)關(guān)鍵材料、系統(tǒng)集成技術(shù)、制造裝備和工藝等方面與國際先進(jìn)水平仍有較大差距。這些問題中,動力電池性能的問題尤為突出。
眾所周知,制造工藝和生產(chǎn)設(shè)備是決定電池性能的重要因素。當(dāng)前,我國電芯的一致性差,這與國內(nèi)的鋰電池制造工藝、質(zhì)量監(jiān)控及設(shè)備自動化水平不高有著重要關(guān)系。日韓等在上料、合漿、極片和電芯生產(chǎn)、電池化成和篩選、電池組和模塊組裝、物流和在線質(zhì)量檢測等工藝上均采用了較高的自動化裝備,自動化水平在80%以上。而國內(nèi)動力電池制造工藝自動化水平相對較低,一線企業(yè)自動化比例約50%,二線企業(yè)僅在20%左右,自動化水平較低是導(dǎo)致我國電芯一致性差的直接原因。
肖成偉指出,動力電池品質(zhì)會直接影響電動汽車的安全和續(xù)航,特別是在電池比能量不斷提高的情況下,越要注重安全問題。
面對機(jī)遇與挑戰(zhàn),肖成偉指出,整個行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)上游電池材料、中游電芯和電池組制造以及下游新能源汽車產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動,加快企業(yè)對關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān),加強(qiáng)電池環(huán)境耐用性、電池內(nèi)部極化分布、性能衰減機(jī)制等共性技術(shù)研究,以提升我國動力電池產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。
“技術(shù)提升方面首先要考慮以安全為主,然后在產(chǎn)品能量密度功率、安全、成本之間尋求平衡點(diǎn)。我們要采用自動化的裝備來提高電池生產(chǎn)的一致性,要提高電池系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的水平,無論我們用風(fēng)冷還是液冷,我們在電池的安全性、成本、壽命等上做一個提升。產(chǎn)業(yè)層面,從國家的角度來看,政府應(yīng)該對電池行業(yè)做一個規(guī)范發(fā)展,來提升優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能,從而從產(chǎn)業(yè)鏈的角度做協(xié)同的發(fā)展。對企業(yè)來說,一定要考慮有補(bǔ)貼和沒有補(bǔ)貼情況下的電池技術(shù)路線,對相關(guān)路線應(yīng)提早做好規(guī)劃和應(yīng)對措施?!毙こ蓚τ浾哒f。
對于動力電池的發(fā)展趨勢,楊偉斌指出,它的形勢一片大好。
肖成偉對此也表達(dá)了類似的觀點(diǎn),他指出,從中短期來看,到2020年,部分動力電池可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,能量型鋰離子電池單體比能量可達(dá)350Wh/kg,能量功率兼顧型動力電池單體比能量可達(dá)200Wh/kg。屆時,產(chǎn)品性能和質(zhì)量將大幅度提升,成本顯著降低。在這些產(chǎn)品中,18650電池的經(jīng)濟(jì)性相對是最好的。從中長期來看,如鋰空氣電池、鋰硫電池、全固態(tài)電池等,在2030年前能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用則取決于技術(shù)進(jìn)展的程度。