鉅大LARGE | 點擊量：1320次 | 2021年11月23日
使命、愿景、目標(biāo)、技術(shù)路線，我國動力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
我國新能源汽車截止2016年產(chǎn)銷規(guī)模已經(jīng)實現(xiàn)了50多萬輛，開始重要是公交車用新能源汽車，后續(xù)出租車開始用新能源汽車。2015年其他乘用車開始發(fā)力，成為新能源汽車重要成分。我國新能源汽車到2020年產(chǎn)銷規(guī)模規(guī)劃是200萬輛，存量達(dá)到500萬輛。截止2016年底我國汽車產(chǎn)銷規(guī)模已經(jīng)是2800萬輛了，存量是1.67億輛。以上數(shù)據(jù)表明，我國新能源汽車在汽車總體中，其體量太小。我國政府已經(jīng)明確了新能源汽車是汽車大國走向強國的必由之路。必由之路的瓶頸是動力鋰離子電池技術(shù)能不能突破？假如能突破，我國發(fā)展新能源汽車一定會成功。下面是筆者對我國發(fā)展汽車動力鋰離子電池的使命、愿景、目標(biāo)、技術(shù)路線的研究，供同行參考。一、動力鋰離子電池在新能源汽車行業(yè)的地位
對燃油汽車而言，發(fā)動機是汽車心臟。我國汽車落后于外國，重要是發(fā)動機技術(shù)落后。發(fā)動機難度大，技術(shù)迭代時間短，30多年來，由于外國的重重封鎖，
我國采用的用市場換技術(shù)的路線，卻沒有換來高端發(fā)動機技術(shù)。我國是汽車產(chǎn)是銷大國，卻不是汽車強國。假如不能實現(xiàn)汽車強國的愿望，我國人將長期為外國公司打工。我國政府提出，發(fā)展新能源汽車的基本意圖是要改變目前的現(xiàn)狀，我國汽車工業(yè)必須要有新的面貌。
但是，隨著環(huán)保要求越來越高，發(fā)動機技術(shù)水平也要求越來越高。我國在燃油汽車方面與外國技術(shù)距離是越來越大了，重要的指發(fā)動機技術(shù)的距離是越來越大。外國人絕不會不對我國人開放，燃油汽車的高端技術(shù)。于是，我國政府提出了要彎道超車，如何彎道超車？決定發(fā)展新能源汽車。
能實現(xiàn)彎道超車嗎？能超！基本理由是，我國人與外國人在汽車動力鋰離子電池方面都是新的。也就是說在動力鋰離子電池上技術(shù)上，是我國人能不能實現(xiàn)彎道超車的關(guān)鍵，假如動力鋰離子電池研發(fā)及生產(chǎn)上要比外國人能走得快一些，這個彎道超車就會成功。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
圖1動力鋰離子電池包內(nèi)部機構(gòu)
二、我國汽車動力鋰離子電池發(fā)展歷程
外國人的新能源汽車發(fā)展路徑是保持燃油汽車基本優(yōu)勢為前提，這個前提對我國而言是屏障。我國發(fā)展新能源汽車上升到了國家戰(zhàn)略層面。我國的新能源汽車的基本特點是“純電驅(qū)動”。這一條與外國人的新能源汽車發(fā)展路線不同的技術(shù)路線。關(guān)鍵是要加快汽車動力鋰離子電池的發(fā)展。
我國對動力鋰離子電池的研究起步于“十五”科技部電動汽車重點專項，當(dāng)時重要是鎳氫電池和錳酸鋰離子電池；
到“十一五”的時候，重要是磷酸鐵鋰離子電池，應(yīng)該說磷酸鐵鋰離子電池的發(fā)展支撐了我國“十二五”電動汽車的發(fā)展，應(yīng)用有了磷酸鐵鋰離子電池，我國新能源汽車實現(xiàn)了產(chǎn)銷前列的規(guī)模。
到“十二五”，研發(fā)轉(zhuǎn)向了三元鋰離子電池，三元鋰離子電池的比能量會達(dá)到180Wh/kg。目前開始推進三元鋰離子電池研發(fā)和應(yīng)用。
三、我國汽車動力鋰離子電池技術(shù)現(xiàn)狀
(1)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
力神、比亞迪、光宇等公司已經(jīng)進入到世界的前十的行列，國內(nèi)開發(fā)的單體的技術(shù)水平與國外基本處于同一水平，產(chǎn)品的一致性方面與日韓公司還有差距。
(2)比能量現(xiàn)狀
①慢充電池以三元材料的為主攻方向，負(fù)極材料為石墨為主，正極材料為三元材料的材料體系，其密度在110到180WH/Kg,有的已經(jīng)做到兩百瓦時每公斤；
②快充電池以碳酸鋰的為主，密度基本上在90WH/Kg的水平。
(3)鋰離子電池電芯形狀
大致可分圓柱型、方型、和軟包聚合物型三大類。圓柱基本規(guī)格有：18650,21700。
(4)成本現(xiàn)狀
2016年電芯產(chǎn)品價格約1,600元/kWh左右(成本約1,200元/kWh)，電池組價格大都在2,400～2,500元/kWh之間(成本約1,800～1,900元/kWh)。
但是目前動力鋰離子電池產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本仍然難以滿足新能源汽車推廣普及需求，尤其在基礎(chǔ)關(guān)鍵材料、系統(tǒng)集成技術(shù)、制造裝備和工藝等方面與國際先進水平仍有較大差距。
四、我國發(fā)展汽車動力鋰離子電池的使命
要指出的，發(fā)展清潔能源汽車(天然氣汽車，發(fā)展混合動力汽車，發(fā)展甲醇汽車等)是不可能使我國成為世界汽車強國的。必由之路是意思是，只有這一條路。我國要成為汽車強國，是我國人夢想。如何實現(xiàn)汽車強國？專家(學(xué)者)見解比較多。習(xí)近平在上海汽車集團考察時強調(diào)，發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，要加大研發(fā)力度，認(rèn)真研究市場，用好用活政策，開發(fā)適應(yīng)各種需求的產(chǎn)品，使之成為一個強勁的上升點。
習(xí)主席對發(fā)展新能源汽車提出具體要求，使之成為一個強勁的上升點。這里提到“開發(fā)適應(yīng)各種需求的產(chǎn)品”。目前產(chǎn)品功能離客戶需求的距離較遠(yuǎn)。其中一個關(guān)鍵的指標(biāo)，一次充電持續(xù)里程還是燃油汽車二分之一，如新能源公交車持續(xù)里程有200公里，乘用車300公里，卻是很高的指標(biāo)了。
目前新能源汽車要適應(yīng)需求，其中里程是基本指標(biāo)。這里關(guān)鍵是動力鋰離子電池比能量指標(biāo)。發(fā)展高能量密度的汽車動力鋰離子電池，是發(fā)展新能源汽車最中心環(huán)節(jié)的工作。
我國發(fā)展新能源汽車不是為爭一個“強”字，我國發(fā)展汽車動力鋰離子電池的使命，必須壓確保我國新能源汽車成為世界強國，必須要支撐我國新能源汽車成為我國經(jīng)濟一個強勁的上升點。
可以歸納一句話：發(fā)展新能源汽車是建設(shè)汽車強國的必由之路，動力鋰離子電池要先行。
五、我國發(fā)展汽車動力鋰離子電池的愿景
(1)2018年前保障高品質(zhì)動力鋰離子電池供應(yīng)：大力推進新型鋰離子動力鋰離子電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，
(2)2020年實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用：動力鋰離子電池行業(yè)總產(chǎn)量超過1000億瓦時，形成產(chǎn)銷規(guī)模在400億瓦時以上、具有國際競爭力的龍頭公司。
(3)到2020年正負(fù)極、隔膜、電解液等關(guān)鍵材料及零部件達(dá)到國際一流水平，形成具有核心競爭力的創(chuàng)新型骨干公司。
(4)到2025年新體系動力鋰離子電池基礎(chǔ)研究，實現(xiàn)新的突破。
六、我國發(fā)展汽車動力鋰離子電池基本目標(biāo)
(1)2018年前的基本目標(biāo)：
a)沒有安全焦慮、沒有里程焦慮;
b)高品質(zhì)動力鋰離子電池供需平衡;
c)來年的成本與2016年相比，下降40%。
(2)2020年實現(xiàn)目標(biāo)：
a)新型鋰離子動力鋰離子電池單體比能量超過300瓦時/公斤；
b)系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260瓦時/公斤,，使用環(huán)境達(dá)-30℃到55℃，可具備3C充電能力；
c)成本降至1元/瓦時以下,動力鋰離子電池行業(yè)總產(chǎn)量超過1000億瓦時，形成產(chǎn)銷規(guī)模在400億瓦時以上、具有國際競爭力的龍頭公司。
(3)2025年實現(xiàn)目標(biāo)：
a)單體比能量達(dá)500瓦時/公斤；
b)智能化生產(chǎn)制造和一致性控制水平顯著提高;
c)產(chǎn)品設(shè)計和系統(tǒng)集成滿足功能安全要求,實現(xiàn)全生命周期的安全生產(chǎn)和使用。
七、我國發(fā)展汽車動力鋰離子電池技術(shù)路線
(1)正負(fù)極、隔膜、電解液等關(guān)鍵材料及零部件均衡協(xié)調(diào)發(fā)展：
a)正極材料由目前磷酸鐵鋰向三元(鎳鈷錳酸鋰)材料方向推進，無疑高鎳的三元材料會成為研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點；
b)負(fù)極由目前石墨材料向硅碳材料方向推進，與石墨負(fù)極材料相比，石墨的理論能量密度是372mAh/g，而硅負(fù)極的理論能量密度達(dá)4200mAh/g，超其10倍，目前有公司的硅碳負(fù)極材料實現(xiàn)了600mAh/g了；
c)電解液向高溫、高電壓、高阻燃方向推進；
d)極耳能滿足20C倍率以上的持續(xù)放電要求，達(dá)到少發(fā)熱，確保電池?zé)岵皇Э氐年P(guān)鍵零部件電池材料實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。
八、總結(jié)
a)我國動力鋰離子電池公司的使命是為我國新能源汽車發(fā)展供應(yīng)基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性、高品質(zhì)的動力源總成件，肩負(fù)著必由之路開拓者的責(zé)任；
b)我國動力鋰離子電池公司的愿景是成為世界一流動力鋰離子電池研發(fā)和供應(yīng)商；
c)我國動力鋰離子電池公司的技術(shù)路線是起步于鉛酸電池、追趕于鎳氫電池和錳酸鋰離子電池、上規(guī)模應(yīng)用于磷酸鐵鋰離子電池、將領(lǐng)先于三元電池，向燃料動力鋰電池發(fā)起總攻，搶占固體電池(最終電池)的最高峰。
作者系湖北省汽車工程汽車學(xué)會副秘書長
