當前電動汽車正處在快速發(fā)展期，相關(guān)政策、技術(shù)、安全、商業(yè)模式等問題備受關(guān)注。近日電動汽車百人會在北京召開“電動汽車熱點問題系列研討會”，主要聚焦于“動力電池技術(shù)升級與產(chǎn)業(yè)鏈研究”，會上，中國電子科技集團公司(CETC)第十八研究所主任肖成偉做了主題演講，以下為演講內(nèi)容。
我把動力電池發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢簡要的給在座的各位匯報一下。兩個方面，一個是技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，另一個是市場的趨勢。
關(guān)于動力電池，無論是插電式混合動力，還是純電動的，包括鉛酸的、鎳氫、鋰電池都有應(yīng)用。但是從技術(shù)發(fā)展的趨勢和產(chǎn)業(yè)升級的態(tài)勢來說，鋰離子電池還是目前技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的熱點領(lǐng)域。鋰離子電池從技術(shù)路線來看，單純是從結(jié)構(gòu)來說，有圓柱的、方形等，無論在儲能還是汽車領(lǐng)域都有應(yīng)用。
實際上，基于電動汽車現(xiàn)在和未來很好的發(fā)展預期，各國都對動力電池做了比較全面的國家規(guī)劃，包括日本、韓國、美國、德國等。從設(shè)置的指標來說，設(shè)置的電池系統(tǒng)還是250瓦時/公斤。內(nèi)容還是從電池的產(chǎn)業(yè)鏈角度來設(shè)置的，比如說單體電池的研究，包括電池的產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)集成應(yīng)用，還包括梯級利用和資源回收，以及標準體系等內(nèi)容基本上都涵蓋了。
中國目前基本是三個大的國家級規(guī)劃：一是節(jié)能與新能源汽車的國家規(guī)劃;二是十三五的電動汽車重點研發(fā)專項;三是工程院做的中國制造2025里面的規(guī)劃。這三個比較大的規(guī)劃，都對動力電池有所涉及。
在重點研發(fā)專項里面，產(chǎn)業(yè)化的指標是到2020年，單體電池能做到300瓦時/公斤，新型的鋰離子電池能做到400瓦時/公斤，新體系電池(鋰硫和鋰空氣等)能做到500瓦時/公斤。在中國制造2025里面基本上沿用的是重點研發(fā)專項的提法：2020年電池要做到能量密度300瓦時/公斤，2025年400瓦時/公斤，2030年要做到500瓦時/公斤。
我把動力電池路線圖的內(nèi)容大致介紹一下。
純電動車用的能量型電池。路線圖提到2020年單體電池要達到350瓦時/公斤，系統(tǒng)電池是達到260瓦時/公斤。循環(huán)壽命希望能夠做到4000次，大家最主要就是看看這幾個指標。2025年的時候還是做到400瓦時/公斤，2030年的時候做到500瓦時/公斤，但是對壽命來說都是提到4000次，并且提的單體的和系統(tǒng)的兩個是一致的。
這個壽命我多說一句，相當于全壽命周期的一個指標，也就是說既包括在車上用的，也包括從車上淘汰下來了之后梯級利用的，這兩個都包含在內(nèi)給他提的4000次的一個指標。當然在比能量、壽命、安全性、成本等等這些也提了相應(yīng)的一些研發(fā)的內(nèi)容。
再看一下三個五年計劃后，鋰離子電池技術(shù)路線變化的趨勢，趨勢角度看還是向高比能量方向發(fā)展，就是跟國家純電驅(qū)動的戰(zhàn)略取向還是密切相關(guān)的。從目前來看，整個技術(shù)發(fā)展的方向是三元體系的正極材料和以石墨為主的負極材料。此外，還有一些新體系電池，像鋰硫、鋰空氣、固態(tài)電池等，也支持發(fā)展和研究。
從安全性的角度來說，只要現(xiàn)在在電動汽車上使用的，它的動力電池單體或者模塊都通過了GB/T31485安全性的要求，但是在系統(tǒng)的安全性方面還是需要再進一步的提升和驗證。并且這一塊的內(nèi)容，現(xiàn)在也在EVS—GTR(電動汽車全球技術(shù)法規(guī))里邊也體現(xiàn)出來了。
從公司層面看，大部分公司的產(chǎn)品規(guī)劃還是向著高比能的方向發(fā)展，無論是應(yīng)用在純電動車、插電式，還是混合動力車上，整個能量密度還是逐漸提升的。
國內(nèi)還是以磷酸鐵鋰為主，但是像三元材料的轉(zhuǎn)化趨勢還是比較明顯的。國外基本上正極材料以三元材料為主，負極材料還是以石墨類材料為主。在小容量電池的產(chǎn)品方面，能量密度大致是在110—180瓦時/公斤之間，部分產(chǎn)品可以做到200瓦時/公斤左右的水平。
把國內(nèi)外的產(chǎn)品做了一下對比，從產(chǎn)品的角度，尤其在三元材料產(chǎn)品的角度來說，國內(nèi)外基本上是在同一個技術(shù)水平下，包括能量密度、安全性、循環(huán)壽命等。我個人認為國內(nèi)、國外的單體電池產(chǎn)品水平都是差不多的。
對比整個產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)水平，我個人認為中、日、韓還是處于第一集團的，日本會在整個電池的技術(shù)開發(fā)方面處于領(lǐng)先的地位，韓國在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面做得比較多，而中國的整個產(chǎn)業(yè)鏈是全球最完整的、產(chǎn)能是全球最大的、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的投入相對來說也是最大的。
從市場占有率來說，有些企業(yè)，像國內(nèi)的CATL、力神、比克、光宇等企業(yè)，其實是處在鋰離子電池領(lǐng)域的世界前列。但在產(chǎn)品的均勻一致性和系統(tǒng)集成上，包括生產(chǎn)線自動化程度等，中國跟國外的先進水平還有一些差距，需要加緊追趕。
再看看電池發(fā)展的趨勢，正極材料有三大類：層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)、橄欖石型結(jié)構(gòu)。這里面還是以層狀結(jié)構(gòu)為主，尤其是高鎳的層狀材料為主，是現(xiàn)在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的特點。負極材料也是三大類：石墨類材料、金屬氧化物材料、合金材料，合金類的硅碳是現(xiàn)在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點。
而在隔膜方面，還是以PPP的為主。當然，一些新型的隔膜也在研發(fā)中。此外，一些新型的電解質(zhì)也有應(yīng)用，但目前還是以六氟磷酸鋰作為主要的電解質(zhì)的取向。
在標準方面，國內(nèi)在動力電池標準體系做的相對比較完善，包括性能、安全性、循環(huán)壽命，無論從單體、從模塊，還是從系統(tǒng)角度，應(yīng)該說這是比較完善的。
從市場角度來說，電動汽車、電動摩托車、電動自行車，包括儲能是鋰離子電池現(xiàn)在主要的應(yīng)用方向。從投資的角度來說，現(xiàn)在還是處于一個投資加大發(fā)展的態(tài)勢。從投資的強度來看，通過產(chǎn)能規(guī)模的快速提升，它的投資強度有了較快速地下降。
從電池到裝備、到生產(chǎn)裝備、到梯級利用，中國形成了最為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系，在國內(nèi)也形成了長三角、珠三角、京津、中原地區(qū)動力電池產(chǎn)業(yè)化的聚集區(qū)域，整個產(chǎn)業(yè)投資超過1000億，年產(chǎn)能超過400億。
從電池的壽命價格趨勢來看，現(xiàn)在都滿足了補貼提出的要求，大巴車達到了5年20萬公里，轎車、乘用車達到了8年12萬公里的要求。從價格的變化趨勢來看，無論是磷酸鐵鋰還是三元材料，目前系統(tǒng)集成完的價格基本上在2元每瓦時—2.5元每瓦時之間。
到2020年的時候，隨著電動汽車數(shù)量的快速提升，它應(yīng)該是在接近1.5元每瓦時的價格，還是含稅的，有可能比這個價格還要低一些，有可能低到1.2元每瓦時的水平，就是大致1.5元每瓦時—1.2元每瓦時的水平。達到這樣價格的話，在國家補貼取消的情況下或者沒有補貼的情況下，電動汽車的市場包括動力電池的市場也可以比較平穩(wěn)健康的發(fā)展。
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