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電池企業決賽2020年量產300wh/kg
作者:魏文柱    發布于:2018-08-06 17:43:09    文字:【】【】【
摘要:“電池企業通過技術升級、產線改造、材料體系優化等措施,我認為三元電池在2020年左右可以實現300wh/kg的要求。”方建華表示。

無論是國家政策導向作用還是競爭后補貼時代,電池單體比能量達300wh/kg都已經成為了眾多電池企業努力的目標。


一方面,政策層面對動力電池單體比能量和系統能量密度要求2020年不低于300wh/kg和220wh/kg的指標。另一方面,在補貼退坡的壓力之下,主機廠和電池廠都在進行產品的換代升級,為2020年補貼完全退出之后與燃油車展開競爭提前準備。


業內人士普遍認為,動力電池單體比能量達300wh/kg在2020年可以實現,達成的技術路線共識是高鎳三元正極搭配硅碳負極,目前已經取得了實質性突破。而中期目標基于富鋰錳基/高容量硅碳負極,實現單體超過350wh/kg。


不過,業內人士也指出,單純的要求動力電池滿足能量密度的單一指標意義不大,還要綜合考量動力電池的安全性、循環壽命和成本等多重要素,否則不利于高比能動力電池的產業化。


?動力電池能量密度顯著提升


在補貼政策的刺激之下,中國動力電池技術快速發展,本土動力電池企業的電池能量密度在2015年至2018年呈現持續快速上升趨勢。


高工鋰電結合2018巡回調研以及梳理新能源汽車推進目錄等情況發現,當前動力電池企業量產的三元電池單體比能量普遍達220wh/kg-240wh/kg左右,系統能量密度達到140wh/kg-160wh/kg,相比2017年年初單體比能量200wh/kg,系統能量密度120wh/kg有較大提升。


在提升能量密度方面,電池企業主要采用了改進材料和體系和PACK輕量化兩大路徑。


其中,三元電池主要從此前的NCM523向NCM622再向NCM811/NCA邁進,對能量密度的提升作用較為明顯;而磷酸鐵鋰電池能量密度提升主要是采用做大電芯殼體尺寸,優化PACK結構設計,減輕結構件重量等輕量化手段,在正極材料方面的優化空間較為有限。


具體來看,磷酸鐵鋰電池系統能量密度普遍已經達到140wh/kg左右,國能電池甚至達到了150wh/kg以上,主要應用在新能源客車領域;而三元電池系統能量密度達到150wh/kg或將成為常態,比亞迪、妙盛動力、遨優電池、力神電池、哈光宇等電池企業甚至率先突破了160wh/kg。


有多位動力電池企業高層對高工鋰電表示,公司今年計劃量產單體比能量260wh/kg的電池產品,系統能量密度將提升至170wh/kg-180wh/kg左右,新一代高比能動力電池正在研發當中,計劃于2020年量產。


?高鎳三元+硅碳實現300wh/kg目標


值得注意的是,盡管近兩年中國動力電池技術已經得到顯著提升,但距離國家相關政策制定的目標還存在較大差距。


根據《中國制造2025》、《促進汽車動力電池產業發展行動方案》以及《汽車產業中長期發展規劃》,到2020年,我國動力電池單體比能量要達到300wh/kg以上,力爭實現350wh/kg,系統比能量力爭達到260wh/kg、成本降至1元/瓦時以下。


而此前國家發展和改革委員發布的《汽車產業投資管理規定(征求意見稿)》(以下簡稱《意見稿》)更是明確指出,新建車用動力電池單體/系統投資項目擬生產的產品,除滿足國家和行業相關標準外,還應滿足能量型電池單體比能量不低于300wh/kg,系統比能量應不低于220wh/kg。


毫無疑問,對比當前主流電池企業的電池能量密度水平,要達到單體300wh/kg,系統220wh/kg的目標存在較大難度,在短期內也難以實現,對電池企業而言是巨大的壓力和挑戰。


不過,也有業內人士樂觀認為,2020年動力電池單體比能量達300wh/kg可以實現,電池企業不必過于擔心政策的影響。


以《意見稿》為例,國家科技成果轉化基金新能源汽車創業投資子基金執行事務合伙人方建華認為,鑒于目前國內動力電池產能結構性過剩嚴重,電池企業技術水平良莠不齊,國家通過設定一個技術指標倒逼電池企業技術升級較為可行。


“電池企業通過技術升級、產線改造、材料體系優化等措施,我認為三元電池在2020年左右可以實現300wh/kg的要求。”方建華對高工鋰電表示,動力電池企業投建項目采用備案制,技術上達到即可申報備案。從電池技術發展趨勢來看,當前申報的項目到2020年建成投產,三元電池達到300wh/kg的難度應該不大。


與此同時,包括中國科學院院士、中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高國家“863”計劃節能與新能源汽車重大項目總體專家組專家肖成等專家也認為,高鎳三元正極搭配硅碳負極材料體系的鋰離子電池,單體比能量可以達到300wh/kg,但安全性尤其是過充安全性挑戰大。


事實上,當前已有寧德時代、國軒高科和力神電池等多家電池企業開發出了電芯單體比能量達300wh/kg的樣品,技術路線都是高鎳三元+硅碳負極,采用軟包封裝。同時包括比亞迪、遨優電池、桑頓新能源、捷威動力等多家電池企業也積極研發300wh/kg的產品。


根據產業規劃,上述電池企業300wh/kg產品的量產時間都計劃在2020年左右,與國家政策提出的目標相吻合。


值得注意的是,單純的只對電池能量密度提出指標對電池技術路線發展,市場競爭和產品質量等方面也會產生不利影響。


“根據國家指標,只有高鎳三元電池、富鋰錳基或其它新型電池技術才能滿足,這就把磷酸鐵鋰、錳酸鋰等技術路線排除了,這對動力電池產業發展而言是不合適的。”


方建華的建議是,一方面電池企業可以積極參與征求意見,提出合理意見;另一方面,《意見稿》要針對不同的電池技術路線和應用場景進行分類,對能量密度要求作出合理調整。


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