中國(guó)電子科技肖成偉：重視高比能動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

　　【太平洋汽車(chē)網(wǎng) 行業(yè)頻道】汽車(chē)產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化的時(shí)代，而動(dòng)力電池作為汽車(chē)電動(dòng)化最為核心的零部件，成為目前研究及產(chǎn)業(yè)化的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，有力地支撐了新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　10月12日，在第三屆全球新能源與智能汽車(chē)供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會(huì)上，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員肖成偉對(duì)動(dòng)力電池行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了分享。

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員 肖成偉

　　肖成偉表示，現(xiàn)在新能源汽車(chē)處于加速發(fā)展階段，各個(gè)國(guó)家都在布局，包括一些整車(chē)企業(yè)也加速了電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的態(tài)勢(shì)。到2030年全球新能源汽車(chē)保有量達(dá)到2.45億輛，基于這樣一個(gè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，世界主要的汽車(chē)強(qiáng)國(guó)像美國(guó)、歐盟、德國(guó)、日本發(fā)布了國(guó)家級(jí)的新能源汽車(chē)規(guī)劃，一些國(guó)家和地區(qū)也發(fā)布了常規(guī)燃油車(chē)的禁售時(shí)間表和禁售范圍，整車(chē)企業(yè)發(fā)布了傳統(tǒng)燃油車(chē)停售的時(shí)間和停售計(jì)劃。

　　中國(guó)對(duì)新能源車(chē)的發(fā)展支持力度是全球最大的，取得了非常好的發(fā)展成果。新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃提出到2025年新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量要占到整個(gè)汽車(chē)銷(xiāo)量的20%以上，并且對(duì)新能源汽車(chē)的電耗提出要求，100公里12度電的要求。2020年銷(xiāo)量達(dá)到136.7萬(wàn)輛，累計(jì)銷(xiāo)量達(dá)到550萬(wàn)輛，保有量到2020年年底492萬(wàn)輛，今年截止到目前新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量已經(jīng)超過(guò)去年銷(xiāo)量的總和，大家普遍預(yù)計(jì)應(yīng)該超過(guò)200萬(wàn)輛沒(méi)有任何問(wèn)題，有的高的提到280萬(wàn)輛。

　　中國(guó)現(xiàn)在累計(jì)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量在全球來(lái)看占50%的市場(chǎng)份額，節(jié)能新能源汽車(chē)路線(xiàn)圖2.0版，做了一個(gè)非常宏大的規(guī)劃，到2025年純電動(dòng)和插電銷(xiāo)量達(dá)到500萬(wàn)輛，這里面90%以純電動(dòng)為主，對(duì)混合動(dòng)力也做了比較好的規(guī)劃，到2025年混合動(dòng)力占比應(yīng)該超過(guò)50%，對(duì)混合動(dòng)力車(chē)也有比較好的發(fā)展前景。肖成偉表示，從全球的角度來(lái)看，到2025年中國(guó)的新能源汽車(chē)銷(xiāo)量超過(guò)全球50%，對(duì)新能源汽車(chē)的發(fā)展前景整個(gè)預(yù)期和判斷沒(méi)有任何問(wèn)題。

　　肖成偉認(rèn)為，大的前提下新能源車(chē)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，A級(jí)車(chē)往下是以純電動(dòng)為主，在這里面最主要以成本作為主要的驅(qū)動(dòng)力，以五菱宏光MINI作為典型的代表產(chǎn)品。再有一個(gè)，B級(jí)高性能、高端車(chē)，包括純電動(dòng)，包括插電，像特斯拉、蔚來(lái)、小鵬等等為代表性的企業(yè)，常規(guī)的燃油車(chē)企業(yè)現(xiàn)在也在推出高性能的純電動(dòng)車(chē)。

　　而前面提到，低成本的車(chē)目前來(lái)看以磷酸鐵鋰為主，高性能車(chē)以三元為主，現(xiàn)在一部分高端車(chē)型采用磷酸鐵鋰技術(shù)路線(xiàn)，對(duì)于混合動(dòng)力三元和磷酸鐵鋰電池在里面都會(huì)做應(yīng)用。前面是能量電池或者能量和密度兼顧型的電池，混合動(dòng)力是功率型的電池。

　　肖成偉指出，對(duì)于電池的要求，如果都達(dá)到以上這樣的要求，那我們做的純電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)就可以形成性能和經(jīng)濟(jì)性的競(jìng)爭(zhēng)，這也是我們做電化學(xué)行業(yè)努力的方向，像能量密度、功率密度、安全性、循環(huán)壽命、環(huán)境適應(yīng)性、成本等等都是我們做設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)考量的因素。鋰離子電池是研發(fā)熱點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)，可以用在混合動(dòng)力、插電式混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃料電池汽車(chē)?yán)?。像歐盟、日本、美國(guó)和德國(guó)都發(fā)布了國(guó)家層面的動(dòng)力電池發(fā)展規(guī)劃，包括材料、電池、系統(tǒng)集成、新體系電池、測(cè)試評(píng)價(jià)、梯次利用、資源回收等等都包括在內(nèi)，從設(shè)置的內(nèi)容來(lái)說(shuō)把動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)內(nèi)容都進(jìn)行了設(shè)計(jì)，也進(jìn)行了研發(fā)項(xiàng)目的部署。

　　在中國(guó)四個(gè)國(guó)家級(jí)計(jì)劃，肖成偉表示涉及到動(dòng)力電池領(lǐng)域，分成三個(gè)層次。一個(gè)是高比能的鋰離子電池，做到300WH/kg，下一代鋰離子電池希望做到400WH/kg，新體系電池做到500WH/kg，涉及到系統(tǒng)集成，還有固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。節(jié)能新能源汽車(chē)路線(xiàn)圖2.0版里面的動(dòng)力電池板塊，涉及到動(dòng)力電池的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，除了標(biāo)準(zhǔn)體系不涉及之外，其它所有都涉及，從材料一直到最后使用完的資源回收。涵蓋的乘用車(chē)、商用車(chē)兩大領(lǐng)域，包括混合動(dòng)力方向和純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力三個(gè)方向，把整個(gè)汽車(chē)的全部應(yīng)用方向進(jìn)行了涵蓋。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的生產(chǎn)材料體系，而磷酸鐵鋰現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用，原來(lái)在商用車(chē)里面，現(xiàn)在在乘用車(chē)?yán)锩嬉渤尸F(xiàn)出比較好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。再有一個(gè)，中鎳高電壓之后做到220—240WH/kg，在乘用車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。高鎳材料在圓柱形電池里面像18650、25700、4680做的企業(yè)也很多，也做了很好的應(yīng)用，這是正極。負(fù)極以人造石墨為主，隔膜的現(xiàn)在從提高能量密度的角度來(lái)看的話(huà)，聚乙烯隔膜發(fā)展也是非常熱，電解質(zhì)鹽基本以氯鹽為主，融合碳酸酯類(lèi)的溶劑。

　　磷酸鐵鋰電池的情況，它的能量密度基本做到170WH/kg以上，用到大巴車(chē)的磷酸鐵鋰電池情況，應(yīng)用到乘用車(chē)?yán)锩娴牧姿徼F鋰情況，能量密度基本在170WH/kg。三元材料主要還是應(yīng)用在乘用車(chē)領(lǐng)域，它的能量密度基本從200—260WH/kg，像圓柱、方形、軟包的等等都做了很好的技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用?？斐湫偷匿囯x子電池，主要用在大巴車(chē)領(lǐng)域，它的倍率做到4C，大概10分鐘左右的時(shí)間能充到百分之七八十的容量，它的能量密度做到120WH/kg，現(xiàn)在用的三元材料為主。

　　高功率用在混合動(dòng)力的領(lǐng)域里面，肖成偉表示像他們開(kāi)發(fā)的三元材料高功率的電池，包括用磷酸鐵鋰開(kāi)發(fā)的高功率電池，左邊用在深度混合動(dòng)力的領(lǐng)域高電壓系統(tǒng)，右邊的磷酸鐵鋰是48V微混合的系統(tǒng)，這兩類(lèi)電池在混合動(dòng)力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；膽?yīng)用。

　　肖成偉認(rèn)為，動(dòng)力電池應(yīng)用的情況，在這里面跟整個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略導(dǎo)向還是密切相關(guān)，以純電動(dòng)作為主要的應(yīng)用方向，包括純電動(dòng)乘用車(chē)和純電動(dòng)客車(chē)。從發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，以純電動(dòng)乘用車(chē)作為主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　從配套情況來(lái)看，肖成偉表示磷酸鐵鋰現(xiàn)在發(fā)展的態(tài)勢(shì)實(shí)際超出大家預(yù)期，今年整個(gè)磷酸鐵鋰市場(chǎng)份額有可能會(huì)超過(guò)三元，還有低成本的好處，能量密度相對(duì)來(lái)說(shuō)可以滿(mǎn)足大巴車(chē)的市場(chǎng)要求，尤其在乘用車(chē)市場(chǎng)里面一些高端車(chē)型也在采用磷酸鐵鋰技術(shù)路線(xiàn)，它的能量密度磷酸鐵鋰做到140WH/kg，三元做到160WH/kg的水平。明年有一些企業(yè)推出的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)可以做到160WH/kg的水平，三元電池還是希望能夠進(jìn)一步提升，比如做到180WH/kg的電池產(chǎn)品，也會(huì)在一些車(chē)型里面做比較好的應(yīng)用。

　　2020年用在純電動(dòng)乘用車(chē)?yán)锩娴碾姵叵到y(tǒng)能量分布情況，肖成偉認(rèn)為，磷酸鐵鋰在里面占的比例還是比較高的，大概在140—160WH/kg很大一部分是磷酸鐵鋰電池，160WH/kg以上以三元電池為主。

　　從產(chǎn)業(yè)化的角度來(lái)看，現(xiàn)在中國(guó)形成了非常完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系，主要集中在珠三角、長(zhǎng)三角、京津冀和中原地區(qū)，整個(gè)配套量來(lái)說(shuō)還是逐年提升，2020年和2019年增的比例不是很高，但是逐年提升，今年應(yīng)該會(huì)有一個(gè)比較大的提升，對(duì)整個(gè)配套量來(lái)說(shuō)。整個(gè)聚集度其實(shí)也在提升，電池企業(yè)的數(shù)量逐年降低。2021年國(guó)內(nèi)上半年裝機(jī)量市場(chǎng)占比，寧德（時(shí)代）在里面占比處于第一位，接近50%的市場(chǎng)份額。從全球來(lái)看，2020年中國(guó)占比76%，按照這樣一個(gè)預(yù)測(cè)，到2025年73%，雖然有一點(diǎn)點(diǎn)降低，但是從整個(gè)產(chǎn)能市場(chǎng)占比來(lái)說(shuō)，中國(guó)還是處于舉足輕重的地位。肖成偉認(rèn)為對(duì)于在座的各位，無(wú)論做研究的，做產(chǎn)業(yè)化還是做投資的，這是一個(gè)非常好的賽道。目前國(guó)內(nèi)年產(chǎn)能位于全球第一，大概70多家企業(yè)，從另外一個(gè)角度我們優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能和產(chǎn)品還需要亟待提升。

　　中國(guó)的動(dòng)力電池企業(yè)積極參與全球競(jìng)爭(zhēng)，很多電池企業(yè)做海外的設(shè)廠，無(wú)論是從成本的降低，還是前面提的碳足跡的要求或者碳排放的角度來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)的很多電池企業(yè)在做海外設(shè)廠的布局。肖成偉表示在全球的整個(gè)市場(chǎng)占比來(lái)說(shuō)，我國(guó)還是處于非常好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，前九名里面我們占到一半以上的比例。電池企業(yè)和整車(chē)企業(yè)在積極布局電池的產(chǎn)業(yè)鏈，從礦產(chǎn)開(kāi)始一直到資源回收在做積極的布局。第一，從成本降低的角度提供很大的支持；第二，從掌控資源的角度，供應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈的角度，從它的發(fā)言權(quán)和掌控力角度也是非常有價(jià)值的事情。

　　已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，電池能不能再進(jìn)一步發(fā)展？肖成偉表示肯定這是毫無(wú)疑問(wèn)的，下一步電池發(fā)展的趨勢(shì)將分以下幾個(gè)部分：

　　 1、磷酸鐵鋰系的電池還會(huì)做進(jìn)一步的技術(shù)提升?，F(xiàn)在我們做到170、180WH/kg，有的企業(yè)做到200WH/kg，肖成偉表示下一步將在電動(dòng)車(chē)專(zhuān)家組里面提出無(wú)鈷電池希望做到230WH/kg以上的水平，磷酸鐵鋰這一類(lèi)電池還會(huì)有進(jìn)一步發(fā)展的間。

　　 2、高鎳低鈷電池希望做到300WH/kg。

　　 3、富鋰錳基類(lèi)電池，在降鈷降鎳的同時(shí)要提錳，這一類(lèi)也有非常好的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)在也是研究的熱點(diǎn)。無(wú)鈷里面有漸進(jìn)式的鎳錳酸鋰做了很好的研究進(jìn)展，肖成偉表示黃老師現(xiàn)在牽頭在做，很多國(guó)外企業(yè)也在開(kāi)發(fā)這類(lèi)電池。

　　 4、高鎳三元材料做的固液混合這類(lèi)電池，這類(lèi)電池作為液體轉(zhuǎn)換到固態(tài)電池里面作為一個(gè)過(guò)渡的技術(shù)和產(chǎn)品也會(huì)有一個(gè)非常好的發(fā)展前景。

　　說(shuō)到刀片電池，肖成偉表示從磷酸鐵鋰角度來(lái)說(shuō)，通過(guò)單體電池和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，來(lái)提高電池盒系統(tǒng)的能量密度，無(wú)論重量能量密度還是體積能量密度。已經(jīng)達(dá)到或者超過(guò)300WH/kg的水平，很多電池企業(yè)開(kāi)發(fā)這類(lèi)產(chǎn)品，用到高鎳硅碳的負(fù)極材料，有些產(chǎn)品在車(chē)型里面做了比較好的應(yīng)用。400WH/kg就用富鋰錳基材料，北大夏定波老師開(kāi)發(fā)的富鋰錳基材料，發(fā)表的論文里面最高的容量做到400mAh/kg，比較穩(wěn)定可以做到250—260mAh/kg以上。跟硅碳做匹配，可以做到400mAH/kg的水平。無(wú)鈷電池降低對(duì)鈷的依賴(lài)，降低電池將來(lái)的整個(gè)規(guī)?；a(chǎn)之后的材料成本，像前面提到的磷酸鐵鋰系屬于這一類(lèi)漸進(jìn)式錳酸鋰，漸進(jìn)式的鎳錳酸鋰，還有鎳錳兩元的材料，這類(lèi)可以降低對(duì)鈷的依賴(lài)度，并且大規(guī)模生產(chǎn)之后對(duì)整個(gè)電池的成本降低可以做很大的貢獻(xiàn)。

　　固態(tài)電池這塊進(jìn)展也很快，現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的固液混合的鋰離子電池，能量密度300WH/kg，500次循環(huán)之后，能量密度保持98%的水平，體現(xiàn)出比較好的性能指標(biāo)。

　　開(kāi)發(fā)了全氣候動(dòng)力電池系統(tǒng)，這是盟固利開(kāi)發(fā)的技術(shù)，通過(guò)在電池里面加上金屬鎳片作為加熱的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)電池在低溫情況下的快速加熱，加熱速度可以做到7—10度/分鐘，在零下40度它的行駛里程不低于常溫的82%，在冬奧會(huì)上會(huì)有比較好的應(yīng)用和展示。新體系電池包括鋰硫、全固態(tài)電池等等，從基礎(chǔ)研究的角度國(guó)家進(jìn)行了相應(yīng)的支持，現(xiàn)在所列的指標(biāo)都是實(shí)驗(yàn)室達(dá)到的水平，這里面需要從高循環(huán)性的鋰負(fù)極，包括鈷界面反應(yīng)等方面做深入的工作。

　　從測(cè)試評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，建立了從材料到系統(tǒng)非常完善的測(cè)評(píng)體系，在這里面關(guān)注度最高的就是熱失控和熱擴(kuò)散測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)和方案，相關(guān)的內(nèi)容已經(jīng)羅列到《電動(dòng)汽車(chē)安全全球技術(shù)法規(guī)》里面，相應(yīng)的研究轉(zhuǎn)換到現(xiàn)在制定的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，《電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池安全要求標(biāo)準(zhǔn)》里面，從大數(shù)據(jù)分析的角度做了安全預(yù)警技術(shù)，采集了相應(yīng)的電池運(yùn)行參數(shù)，像電流、電壓、溫度、絕緣等參數(shù)，通過(guò)建模對(duì)電池的相關(guān)隱患做預(yù)警。

　　 而從梯次利用和資源回收的角度，目前來(lái)看，肖成偉表示梯次利用目前我們還是想從電池設(shè)計(jì)源頭的角度來(lái)考慮到梯次利用，目前梯次利用的電池從開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有考慮到梯次利用，現(xiàn)在梯次利用的價(jià)值相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較低一些，下一步從電池設(shè)計(jì)的源頭考慮到梯次利用。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，電芯、模組和系統(tǒng)的整個(gè)梯次利用價(jià)值經(jīng)濟(jì)性會(huì)有一個(gè)大的提升。

　　再?gòu)馁Y源再生的角度來(lái)說(shuō)，肖成偉認(rèn)為三元材料是沒(méi)有任何問(wèn)題的，可以做資源再生，有非常好的經(jīng)濟(jì)性。大家關(guān)注度比較高的磷酸鐵鋰電池，現(xiàn)在磷酸鐵鋰可以回收磷酸鐵和碳酸鋰，以這兩種材料的形式?，F(xiàn)在磷酸鐵的價(jià)格已經(jīng)漲到20萬(wàn)/噸，整個(gè)磷酸鐵鋰資源再生的角度它的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)體現(xiàn)得很充分。

　　 最后，從德勤分析里面引用電池產(chǎn)業(yè)全球發(fā)展格局，肖成偉表示從鋰資源的開(kāi)采到整個(gè)充電技術(shù)應(yīng)用或者充電的生態(tài)圈結(jié)合的電池，做了很好的布局。實(shí)際上國(guó)內(nèi)整個(gè)產(chǎn)業(yè)把相應(yīng)的內(nèi)容都進(jìn)行了完整的覆蓋，并且取得很好的研究進(jìn)展，包括一些產(chǎn)業(yè)的布局。

　　對(duì)于未來(lái)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的展望，肖成偉指出，高比能、高安全、長(zhǎng)壽命、低成本、高環(huán)境適應(yīng)性是動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多考量因素。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向涵蓋了這樣一些內(nèi)容，新體系電池、全固態(tài)電池、鈷材料電池、全球高壓安全、固液混合鋰電池，與安全壽命相關(guān)的大數(shù)據(jù)分析和測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)等，這些都是現(xiàn)在和未來(lái)一段時(shí)間大家關(guān)注的焦點(diǎn)和整個(gè)投入的重點(diǎn)。