隨著中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，隨著歐洲以碳減排為目標(biāo)，積極鼓勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)增產(chǎn)擴(kuò)市，隨著日韓車(chē)企把目標(biāo)瞄向氫能源，新能源汽車(chē)已然成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的新寵。2020年，中國(guó)新能源汽車(chē)加速?gòu)恼咧鲗?dǎo)向市場(chǎng)主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，國(guó)際汽車(chē)巨頭發(fā)力中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)，作為新能源汽車(chē)最重要的核心部件，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也進(jìn)入新的階段。

2020年7月25日，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)舉辦了“動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)整體趨勢(shì)再研判”的閉門(mén)研討會(huì)，來(lái)自電池企業(yè)的代表與電池方面相關(guān)專(zhuān)家就當(dāng)前動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)表了各自的看法。

高比能量、長(zhǎng)續(xù)駛里程是車(chē)企必然選擇

電池成本高、續(xù)駛里程短，一直是阻礙電動(dòng)汽車(chē)擴(kuò)大銷(xiāo)量的主要問(wèn)題。反映在動(dòng)力電池技術(shù)上，則是電池的能量密度決定續(xù)駛里程的長(zhǎng)短。在能量密度一定的前提下，要延長(zhǎng)續(xù)駛里程就要多裝電池，但電池裝多了成本就上升，還會(huì)擠壓寶貴的車(chē)內(nèi)空間。面對(duì)這種兩難，盡管提高電池能量密度會(huì)帶來(lái)更多安全問(wèn)題，但這條路依然成為車(chē)企的必然選擇。

為了提高能量密度，電池企業(yè)積極探索多種形式的創(chuàng)新。包括創(chuàng)新磷酸鐵鋰模組工藝；尋找正極、負(fù)極新材料；推廣固態(tài)電解質(zhì)、新型隔膜等。LG化學(xué)中國(guó)總部副總經(jīng)理孫興起將電池技術(shù)的新發(fā)展概括為三個(gè)方面：?jiǎn)误w材料的創(chuàng)新、模組結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新、制造工藝的創(chuàng)新。中航鋰電科技有限公司CMO謝秋認(rèn)為，現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)探討的，用結(jié)構(gòu)創(chuàng)新提高電池包的體積能量密度的大電芯、大模組，甚至是無(wú)模組結(jié)構(gòu)的總體目標(biāo)都是一致的，就是通過(guò)集成和互用減少一些不增值的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

比亞迪刀片電池從設(shè)計(jì)上減少了動(dòng)力電池?zé)o能量部件的使用，在PACK層面提升了磷酸鐵鋰電池的能量?jī)?chǔ)存密度，使磷酸鐵鋰電池體積比能量密度提升50%，配裝磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)汽車(chē)也達(dá)到了500公里以上的續(xù)航里程，讓這種成本低、安全性好，但能量密度也低的電池?zé)òl(fā)了新的生機(jī)。

全固態(tài)電池是最有可能超過(guò)鋰離子電池能量密度、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)工藝、降低成本的技術(shù)路線。寧德時(shí)代的剛性膜片及固態(tài)鋰金屬電池專(zhuān)利，使能量密度達(dá)400Wh/kg以上，并解決了安全性和循環(huán)壽命等難題，提升了固態(tài)鋰金屬電池的循環(huán)性和降低短路發(fā)生幾率。在解決提升電池能量密度和提高電池安全水平這對(duì)矛盾方面進(jìn)行了有益的探索。

目前，中國(guó)大部分汽車(chē)廠商和新能源廠商都參與到固態(tài)電池的研發(fā)中。據(jù)了解，目前，清陶能源、輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、萬(wàn)向一二三、衛(wèi)藍(lán)新能源、珈偉股份、巨電新能源等鋰電企業(yè)，均在建固態(tài)電池產(chǎn)線。大眾、三星、寶馬等國(guó)際巨頭也在尋求固態(tài)電池領(lǐng)域的突破。據(jù)天津力神總裁助理丁照石介紹，在2020年到2025年期間，企業(yè)一直在致力于三元材料中鈷含量的降低，甚至在做無(wú)鈷材料，電解液向固態(tài)化方向發(fā)展。天津力神判斷，固態(tài)電池有望2030年后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

成本、安全、壽命，關(guān)系電動(dòng)汽車(chē)的成敗

當(dāng)前，提升動(dòng)力電池能量密度、降低成本、提高壽命、保障使用安全，已經(jīng)成為消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的基本要求，其中的安全更成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。遠(yuǎn)景AESC中國(guó)區(qū)總裁趙衛(wèi)軍指出：電動(dòng)汽車(chē)的安全是什么？安全是對(duì)邊界的認(rèn)知和把控。寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司董事長(zhǎng)助理孟祥峰也認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)，他認(rèn)為，電動(dòng)汽車(chē)的安全保障一方面來(lái)自于電池本身的安全特性和一致性，另一方面也來(lái)自于外部的安全邊界控制得好。

中航鋰電CMO謝秋指出：安全是個(gè)系統(tǒng)工程，需要從材料、電芯的設(shè)計(jì)改善、制程的控制和檢測(cè)技術(shù)，還有電池包的安全設(shè)計(jì)等各個(gè)維度去考慮，包括生命周期、充電策略的管控優(yōu)化。

降低鈷用量，探索高鎳無(wú)鈷材料，以降低電池成本；探索電池補(bǔ)鋰技術(shù)，結(jié)合熱管理和BMS窗口控制技術(shù)，以開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命電池；大力開(kāi)發(fā)固態(tài)電池，以提高電池安全性，正成為電池企業(yè)積極探索的方向。

6月初，寧德時(shí)代宣布研發(fā)出16年超長(zhǎng)壽命或200萬(wàn)公里行駛里程，成本相比當(dāng)前電池僅增加不超過(guò)10%的新技術(shù)，這一技術(shù)適用于磷酸鐵鋰和三元電池。孟祥峰指出，追求高能量密度、追求高續(xù)航的方向沒(méi)有錯(cuò)，那是未來(lái)新能源汽車(chē)和電池競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵點(diǎn)，但是要把安全問(wèn)題解決好。

據(jù)中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心首席專(zhuān)家王芳介紹，去年，國(guó)家成立了新能源汽車(chē)事故調(diào)查專(zhuān)家組。專(zhuān)家們?cè)谡{(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有兩大類(lèi)原因?qū)е滦履茉雌?chē)事故的發(fā)生。第一類(lèi)原因比較簡(jiǎn)單，就是產(chǎn)品存在著明顯的設(shè)計(jì)缺陷。第二類(lèi)則找不到明顯的設(shè)計(jì)缺陷，造成事故的原因都是不同的，涉及到從原材料選擇、電池研發(fā)制造到系統(tǒng)集成諸多方面、各個(gè)環(huán)節(jié)。她總結(jié)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的安全問(wèn)題也是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)該與技術(shù)革新關(guān)聯(lián)起來(lái)。

三院士建議：加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)研究，尋找顛覆性創(chuàng)新

針對(duì)未來(lái)動(dòng)力電池發(fā)展，會(huì)議上三位院士給出了各自的建議。

中國(guó)工程院院士吳鋒提出，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展多年，有了很大進(jìn)步，但還有產(chǎn)生顛覆性創(chuàng)新的空間。要將學(xué)校、研究單位和企業(yè)聯(lián)合起來(lái)，建立一種新型合作關(guān)系，從材料體系、電池體系、制造工藝等方面進(jìn)行較大創(chuàng)新，才能提高動(dòng)力電池本身的智能化，制造電池過(guò)程的智能化水平。這些都需要得到國(guó)家的重點(diǎn)支持。

中國(guó)工程院院士陳立泉建議關(guān)注鈉離子電池的發(fā)展。他介紹，鈉離子電池有很多優(yōu)點(diǎn)，比如正負(fù)極都可以采用鋁箔，能大幅降低電芯和模組的工藝要求，雙極性電池也容易做成。這樣可以讓鈉離子電池脫離鋰離子電池的技術(shù)路線走出一條新路。我國(guó)鈉資源很豐富，可以規(guī)避鋰資源依賴(lài)進(jìn)口的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)其成本比磷酸鐵鋰還低。

這些優(yōu)勢(shì)可以使其拓展兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域：第一是給低速電動(dòng)車(chē)用，低速電動(dòng)車(chē)的一大問(wèn)題就是使用低成本鉛酸電池帶來(lái)的污染，而在低速電動(dòng)車(chē)上大規(guī)模推廣磷酸鐵鋰和鋰電池又受到成本的制約；第二是資源豐富和低成本的優(yōu)勢(shì)，可以使其應(yīng)用在大規(guī)模儲(chǔ)能上。據(jù)他介紹，兩年前，中國(guó)科學(xué)研究院物理研究所已在低速電動(dòng)車(chē)上進(jìn)行了鈉離子電池的試驗(yàn)，去年做了儲(chǔ)能演示裝置的試驗(yàn)。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高表示，動(dòng)力電池的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)攻關(guān)、顛覆創(chuàng)新三方面同等重要，三條線要并行發(fā)展?；A(chǔ)研究的目標(biāo)是動(dòng)力電池單體比能量達(dá)到500瓦時(shí)/公斤，系統(tǒng)比能量達(dá)到300瓦時(shí)/公斤，體積密度達(dá)到1000瓦時(shí)/升。他特別指出，下一步的重點(diǎn)是挖潛電池理論容量和比能量，要依靠全鏈條的智能化，包括材料開(kāi)發(fā)的基因組、仿真、大數(shù)據(jù)等等來(lái)實(shí)現(xiàn)。還要支持0—1原創(chuàng)的顛覆性技術(shù)開(kāi)發(fā)，支持基礎(chǔ)技術(shù)研究。