鉅大LARGE | 點擊量：517次 | 2021年11月30日
新能源汽車補貼新政對未來動力鋰電池的材料和構型影響幾何？
近期，中機車輛技術服務中心(以下簡稱“中機中心”)公布的一則通知在業(yè)內引起了不小的震動。該通知稱，國家工信部相關部門已經(jīng)公布前五批新能源汽車推廣應用推薦車型目錄(以下簡稱“推薦目錄”)集體作廢，將全部按照最新要求重新審查。
2016年十二月份，國家工信部相關部門接連公布了第四、五批推薦目錄。很多業(yè)內人士認為，第四、五批推薦目錄趕在新版新能源汽車補貼政策出臺之前公布，意在解決新能源汽車商品積壓問題和明確已售新能源車按原版補貼標準執(zhí)行?，F(xiàn)在看來并非如此。
在該通知的產(chǎn)品技術要求部分，中機中心要求參與重新審查的新能源汽車公司和產(chǎn)品必須符合財建[2016]958號《有關調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》的要求，也就是業(yè)內所稱的新版補貼政策的要求。
政府相關部門對新版補貼政策的重視程度由此可見一斑。。那么，在新版補貼政策所帶來的新的技術要求下，未來動力鋰離子電池的材料和構型會受到什么影響呢?
電池材料上三元電池不一定力壓磷酸鐵鋰
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在新版補貼政策中，新能源乘用車和非快充類新能源客車的補貼標準與電池系統(tǒng)能量密度直接掛鉤。電池系統(tǒng)能量密度越高，補貼系數(shù)越大。其中，純電動乘用車動力鋰離子電池系統(tǒng)的質量能量密度不低于90Wh/kg，對高于120Wh/kg的按1.1倍給予補貼。非快充類純電動客車電池系統(tǒng)的質量能量密度不低于85Wh/kg，對高于115Wh/kg的按1.2倍給予補貼。
由此，有業(yè)內人士分析，補貼系數(shù)與電池能量密度掛鉤將使三元電池相對磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)勢更為明顯，三元電池將進一步普及。
然而，隨著業(yè)界對新版補貼政策的消化和理解，有業(yè)內人士提出了不同的觀點。
我國北方車輛研究所動力鋰離子電池實驗室主任、國家863電動汽車重大專項動力鋰離子電池測試中心主任王子冬在相關場合表示，新版補貼政策所依據(jù)的電池能量密度是指電池系統(tǒng)的能量密度。三元電池雖然在電芯級別上能量密度和生產(chǎn)技術成熟度上有優(yōu)勢，但是從電池組和電池系統(tǒng)級別來看，相比磷酸鐵鋰離子電池，三元電池不一定具有優(yōu)勢。
王子冬指出，以18650三元電池為例，新能源汽車采用18650電芯的電池組能量密度并不高。世界知名電動汽車品牌特斯拉所采用的18650三元電池電芯能量密度約為236Wh/kg，電池組能量密度卻只有104Wh/kg左右，比一些采用方形磷酸鐵鋰電芯的電池組能量密度(110Wh/kg)低。另外，18650三元電池在循環(huán)壽命、梯次利用和廢舊電池回收方面相比磷酸鐵鋰離子電池更沒有優(yōu)勢。特斯拉之所以選擇18650三元電池，是因為特斯拉當時選擇電池時并沒有出現(xiàn)方形電池和軟包電池，而電池類型一旦選擇后，體系無法輕易改變。
國內某大型動力鋰離子電池負責人也表示，磷酸鐵鋰離子電池的電芯在系統(tǒng)集成以后的能量密度可能高于三元電池組。新版補貼政策出臺之后，部分業(yè)內人士認為政策傾向于三元電池，這樣的理解不太全面。
另外，該負責人提出，新版補貼政策對動力鋰離子電池，尤其是電動客車動力鋰離子電池的安全提出了很高的要求，很多人對這個問題并沒有全面的認識。目前，三元電池要滿足電動客車的安全技術要求非常難。
“2016年年初，政府相關部門宣布三元電池暫停在電動客車上的推廣應用后，對電動客車的安全技術標準進行了提升。提升之后的標準對三元電池的技術要求很高，加上相關部門對電池的測試由送檢(檢查送檢產(chǎn)品)變成強檢(檢查產(chǎn)線產(chǎn)品)，目前，三元電池想通過檢測進入電動客車領域實際上非常困難，在短時間內甚至不太可能?！痹撠撠熑吮硎?。
電池構型上圓柱、方形、軟包各有優(yōu)勢
假如說未來三元材料電池不一定力壓磷酸鐵鋰，那么，在新版補貼政策的影響下，未來動力鋰離子電池的構型走勢又將如何呢?
王子冬表示，縱觀新版補貼政策，實質上對動力鋰離子電池提出了如下幾大方面的要求：1、電池組內部電芯布置得當，空間利用率高，電芯之間低電阻連接，熱管理合理，電芯之間的溫差小，以達到電池組的高可靠性、高穩(wěn)定性以及高能量密度;2、電池組循環(huán)壽命長，包括不同溫度環(huán)境下的使用壽命、大電流充電壽命和日歷壽命(基本達到使用壽命一萬次、日歷壽命15年);3、電池組安全性好，能防止過充和內部短路，保證不爆炸、不著火。
另外，結合近期政府其他相關部門的要求，未來動力鋰離子電池還必須實現(xiàn)重復連接方便，便于梯次利用。最后，動力鋰離子電池要方便回收分解，分解效率和制造效率基本相當，實現(xiàn)自動化分解等等。
眾所周知，目前，鋰離子動力鋰離子電池的構型，大致可分為圓柱金屬殼電池(18650、26650、32650、20700/26800等)、方形鋁塑膜軟包電池、方形硬殼電池(金屬殼、塑料殼)三種。
王子冬表示，這三種構型的電池各自都有其優(yōu)缺點。其中，圓柱形金屬殼電池的重要優(yōu)點在于自動化生產(chǎn)工藝成熟，電芯產(chǎn)品生產(chǎn)效率高，但是極片應力大，成組工藝復雜，組成后的能量密度下降比較大，空間利用率低，可靠性低，電池內阻高;方形硬殼鋰離子電池結構強度高，承受機械載荷能力好，電池內阻小，采用疊片工藝極片應力小，組成后的能量密度下降小，空間利用率高，但是工藝復雜，自動化生產(chǎn)設備不成熟，電池散熱難度大;方形鋁塑膜軟包電池不容易發(fā)生爆炸，電芯級別能量密度高，延展性好，但是尺寸一致性不穩(wěn)定，成本較高，承受機械載荷能力差，成組工藝復雜，組成后的能量密度下降較大，空間利用率低。
由于三種構型電池的優(yōu)缺點比較明顯，加上各個公司的技術積累、資本運作、客戶需求等都不盡相同，現(xiàn)階段不同公司的產(chǎn)品發(fā)展路徑有較大差異有其合理性。可以想見，未來不同電池技術路線的公司將在已有的技術積累上，積極向補貼新政的要求靠攏。但是，未來的動力鋰離子電池市場是一種電池技術路線一枝獨秀，還是幾種電池技術路線并駕齊驅都將存在可能，最終將由市場來給出答案。
