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电池企业决赛2020年量产300wh/kg
作者:魏文柱    发?#21152;冢?018-08-06 17:43:09    文字:【】【】【
摘要:“电池企业通过技术升级、产线改造、材料体系优化等措施,我认为三元电池在2020年左右可以实现300wh/kg的要求。”方建华表示。

无论是国家政策导向作用还是竞争后补贴时代,电池单体比能量达300wh/kg?#23478;?#32463;成为了众多电池企业努力的目标。


一方面,政策层面对动力电池单体比能量和系统能量密度要求2020年不低于300wh/kg和220wh/kg的指标。另一方面,在补贴退坡的压力之下,主机厂和电池厂都在进行产品的换代升级,为2020年补贴完全退出之后与?#21152;?#36710;展开竞争提前准备。


业内人?#31185;?#36941;认为,动力电池单体比能量达300wh/kg在2020年可以实现,达成的技术路线共识是高镍三元正极搭配硅碳负极,目前已经取得了实?#24066;?#31361;破。而中期目标基于富锂锰基/高容量硅碳负极,实现单体超过350wh/kg。


不过,业内人士也指出,单纯的要求动力电池满足能量密度的单一指标意义不大,还要综合考量动力电池的安全性、循环寿命和成本等多重要素,否则不利于高比能动力电池的产业化。


?动力电池能量密?#35748;?#33879;提升


在补贴政策的?#30899;?#20043;下,中国动力电池技术快速发展,本土动力电池企业的电池能量密度在2015年至2018年呈现?#20013;?#24555;速上升趋势。


高工锂电结合2018巡回调研以及梳理新能源汽车推进目录等情况发现,当前动力电池企业量产的三元电池单体比能量普遍达220wh/kg-240wh/kg左右,系统能量密度达到140wh/kg-160wh/kg,相比2017年年初单体比能量200wh/kg,系统能量密度120wh/kg有较大提升。


在提升能量密?#30830;?#38754;,电池企业主要采用了改进材料和体系和PACK轻量化两大路径。


其中,三元电池主要从此前的NCM523向NCM622再向NCM811/NCA迈进,对能量密度的提升作用较为明显;而磷酸铁锂电池能量密度提升主要是采用做大电芯壳体尺寸,优化PACK结构设计,减轻结构件重量等轻量化手段,在正极材料方面的优化空间较为有限。


具体?#32431;矗?#30967;酸铁锂电池系统能量密度普遍已经达到140wh/kg左右,国能电池甚至达到了150wh/kg以上,主要应用在新能?#32431;?#36710;领域;而三元电池系统能量密度达到150wh/kg或将成为常态,比亚迪、妙盛动力、遨优电池、力神电池、哈光宇等电池企业甚至率先突破了160wh/kg。


有多位动力电池企业高层对高工锂电表示,公司今年计划量产单体比能量260wh/kg的电池产品,系统能量密度将提升至170wh/kg-180wh/kg左右,新一代高比能动力电池正在研发当中,计划于2020年量产。


?高镍三元+硅碳实现300wh/kg目标


值得注意的是,尽管近两年中国动力电池技术已经得到显著提升,但距离国家相关政策制定的目标还存在较大差距。


根据《中国制造2025》、《促进汽车动力电池产业发展行动方案》以及《汽车产业中长期发展规划》,到2020年,我国动力电池单体比能量要达到300wh/kg以上,力争实现350wh/kg,系统比能量力争达到260wh/kg、成本降至1元/瓦时以下。


而此前国家发展?#36879;?#38761;委员发布的《汽车产业投?#20351;?#29702;规定(征求意见稿)》(以下简称《意见稿》)更是明确指出,新建车用动力电池单体/系统投资项目拟生产的产品,除满足国家和行业相关标准外,还应满足能量型电池单体比能量不低于300wh/kg,系统比能量应不低于220wh/kg。


毫无疑问,对比当前主流电池企业的电池能量密度水平,要达到单体300wh/kg,系统220wh/kg的目标存在较大?#35759;齲?#22312;短期内?#26448;?#20197;实现,对电池企业而言是巨大的压力和挑战。


不过,也有业内人士乐观认为,2020年动力电池单体比能量达300wh/kg可以实现,电池企业不必过于担心政策的影响。


以《意见稿》为例,国家科技成果转化基金新能源汽车创业投?#39318;?#22522;金执行事务合伙人方建华认为,鉴于目前国内动力电池产能结构性过剩?#29616;兀?#30005;池企业技术水平良莠不齐,国家通过设定一个技术指标倒逼电池企业技术升级较为可行。


“电池企业通过技术升级、产线改造、材料体系优化等措施,我认为三元电池在2020年左右可以实现300wh/kg的要求。”方建华对高工锂电表示,动力电池企业投建项目采用备案制,技术上达到即可申报备案。从电池技术发展趋势?#32431;矗?#24403;前申报的项目到2020年建成投产,三元电池达到300wh/kg的?#35759;?#24212;该不大。


与此同时,包括中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成等专家也认为,高镍三元正极搭配硅碳负极材料体系的锂离子电池,单体比能量可以达到300wh/kg,但安全性尤其是过充安全性挑战大。


事实上,当前已有宁德时代、国轩高科和力神电池等多家电池企业开发出了电芯单体比能量达300wh/kg的样品,技术路线都是高镍三元+硅碳负极,采用软包封装。同时包括比亚迪、遨优电池、桑顿新能源、捷威动力等多家电池企业?#19981;?#26497;研发300wh/kg的产品。


根据产业规划,上述电池企业300wh/kg产品的量产时间?#25216;?#21010;在2020年左右,与国家政策提出的目标相吻合。


值得注意的是,单纯的只对电池能量密度提出指标对电池技术路线发展,市场竞争和产品质量?#30830;?#38754;?#19981;?#20135;生不利影响。


?#26696;?#25454;国家指标,只有高镍三元电池、富锂锰基或其它新型电池技术才能满足,这就把磷酸铁锂、锰酸锂等技术路线排除了,这对动力电池产业发展而言是不合适的。”


方建华的建议是,一方面电池企业可以积极参与征求意见,提出合理意见;另一方面,《意见稿》要针对不同的电池技术路线和应用场景进行分类,对能量密度要求作出合理调整。


脚注信息
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