全面分析动力电池产业技术与未来发展趋势
发布日期:2018-03-08        



 

 

动力电池无论是用在汽车上还是储能里都是关注的焦点,不过,动力电池最主要的是应用在汽车上。本文将从三个方面介绍一下动力电池产业发展态势。

 

第一,动力电池的发展背景。

 

目前,从国际上来看,混合动力汽车已经实现了产业化,插电式纯电动处于推广阶段,燃料电池汽车处于示范阶段,不过,到 2020 年插电式和纯电动将快速发展,到 2030 年燃料电池汽车会有大幅度增长。

 

中国的新能源汽车已经形成了比较完善的研发和产业体系,并且,也研制出了一系列的产品,这些产品已经在市场上进行大规模销售。从全球来看,中国新能源汽车的销量在整个市场上的份额已经超过 50% 。对未来新能源汽车发展趋势,国内已经做了很好的规划,在 2017 年发布的《汽车产业中长期发展规划》中提到,到 2020 年我国新能源汽车产销达到 200 万辆, 2025 年新能源汽车产销量要占整个汽车产销量 20% 以上。

 

此外,节能和新能源汽车到 2020 年总保有量要达到 500 万辆,从现在的发展趋势来看,达到这些目标,问题不会很大。就是在这样的背景下,国内外对新能源汽车关键部位——动力电池,相关的研究方向和内容都进行了比较好的规划。比如,国际上一些主要的发达国家,尤其是汽车强国日本、美国、德国、韩国等这些国家,都对新能源汽车的动力电池做了比较详细的研发和研究的规划,涉及到从材料、电池系统集成、标准体系、新体系电池和下一代电池的内容,都进行了一些相关的研发布局。

 

第二,动力电池技术发展现状及趋势。

 

目前,大家对电池的要求比较高,希望能够达到和燃油车竞争的程度,比如,电池能量密度、功率密度、安全性、循环寿命、快速充电、温度的使用范围以及成本都能够达到大家的预期的目标。但是,想要完全达到这样的目标是很难的,只能通过大家的努力,部分达到相应的要求。

 

锂离子电池的技术是大家研发的热点,无论是从材料还是电池系统集成,安全性仍然是一个很重要的方面。不过,锂离子电池的能量密度、功率密度,以及寿命和成本控制,已经有很大的提升,已经成为铅酸电池升级换代产品,能够实现对铅酸电池的替代。之前,通过国家的三个五年计划的支持,动力电池的技术有了快速地提升。

 

实际上,动力电池的技术提升与国家整个战略导向有密切的关系,国家以纯电驱动作为主要的导向,从这个角度来看,锂离子电池应该向高品能方向做研发,整个电池材料体系也应该慢慢做一些转变。目前,国家在固态电池方面做了一些布局,一些高校和科研机构做了大量的研究工作,取得了比较大的进展。

 

在国家补贴政策的推动下,我国动力电池的产业化进展很快,补贴主要以电池的能量密度为主,磷酸铁锂的能量密度,现在已经达到 150 瓦时每公斤,如果达到这样指标就可以拿到 1.2% 补贴额度。通过补贴的方式提升了磷酸铁锂密度, 2018 年磷酸铁锂能量密度会达到 160 瓦时每公斤甚至 170 瓦时每公斤,到 2019 年会达到 180 瓦时每公斤。

 

对三元材料能量密度大致在 120-250 瓦时每公斤, 120 瓦时每公斤就可以用在快充式大巴车上 ; 在乘用车领域,要做到在 230 瓦时每公斤的基础上加减 20 。通过能量密度的提升,尤其是在补贴的推动下,实现对整个电池技术的推动,间接上也会推动整车技术的进步。

 

第三,动力电池产业的现状和趋势。

 

目前,动力电池主要集中在东亚区域,从全球来看,日本的技术是比较领先的,中国电池技术的进展也是巨大的,我相信,在未来的三五年时间里,中国的电池技术会做到全球第一位。

 

据统计,我国生产动力电池的企业数量已经超过 200 多家,是全球生产动力电池最多的国家。从产业投资的角度来看,在动力电池的投资上也非常火爆。

 

从目前来看,每单元瓦时的硬件投入,呈现快速下降的趋势,我国大概三四毛钱一瓦时,如果进一步做整个产能提升,还会有比较大的下降。从整个硬件的投入来说,一瓦时有可能做到一毛钱左右,不过,国内的整个投入还是以高投入为主,现在大家都是以三十亿、五十亿的大投入为主。从动力电池产业链的角度来看,中国已经形成全球最为完善的产业链,主要集中在长三角、珠三角和中原地区。比如,泰州就有很多企业在做动力电池的产业化,会形成一个比较小的区域优势。

 

最后,动力电池的应用主要集中在四大领域。

 

第一是 A 级车,也就是以纯电动为主的微型车 ; 第二是以插电为主的 B 级车 ; 第三是以纯电动为主的商用车,如果在大巴车的领域最好是以快充为主 ; 第四是 40V 的混合动力、微混合或者弱混合的用车领域。

 

对动力电池来说,最主要就是这四大应用领域,我们平时看到的低速电动车,是动力电池非常大的应用领域,我国每年已经以百万辆的规模去做了。此外,我们应重视的两个方面的问题,一个是技术方面,一个是产业层面。

 

技术层面上要以安全为主,在能量密度、功率密度、安全循环和成本之间要寻求平衡点。

 

我们要采用自动化的装备来提高电池生产的一致性,并且,通过提高电池系统的设计来提升电池的开发和产业化的水平。

 

从国家的角度来看,在产业层面上要能够对电池行业做一个规范发展,来提升动力电池的优质产能,从产业链的角度上做协同发展。对企业来说,一定要考虑有补贴和没有补贴的两种情况,以便对电池的技术路线和产业的路线提早做好规划和应对措施。

 


来源:电子工程世界-汽车电子
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