鉅大LARGE | 點擊量：1468次 | 2021年11月19日
國內動力鋰電池產業現狀及面對的問題解析
新能源電動汽車對動力鋰離子電池的要求十分苛刻，前沿競爭的核心是技術競爭，要舍得在研發上投入，只有技術實現突破，才能掌握競爭的主動權。國內公司，要把發展動力鋰離子電池作為一個長期戰略，拋棄搭便車的心理。今年前十月，新能源汽車動力鋰離子電池配套總量達到142億瓦時，其中純電動汽車型動力鋰離子電池配套量超129億瓦時，占比91%，插電式混動車型動力鋰離子電池配套量13億瓦時，占比9%。配套電池仍以磷酸鐵鋰離子電池為主力，配套量達到101億瓦時，占比71%，三元鋰離子電池配套量僅為磷酸鐵鋰的三分之一為35億瓦時。
今年前十月，已產的新能源車輛共有118家單體配套公司，其我國外公司7家，國內公司111家。前6家電池配套產量達到81億瓦時，占57%，基本形成了龍頭公司的引領用途。
目前，《汽車動力蓄電池行業規范條件》目錄已公布四批，共有99家公司提出申請，57家公司進入目錄。目錄內公司產量已達到370億瓦時，其中產量前十位公司的總產量為175億瓦時，比亞迪、CATL基本滿產量甚至超產量生產，其他公司產量還未達到最高產量。
我國電動汽車動力鋰離子電池技術路線分為鋰離子電池和燃料動力鋰電池兩種，主流還是以鋰離子電池為主。從國內外動力鋰離子電池技術發展現狀看比較，國內開發的鋰離子電池單體的技術水平與國外基本處于同一水平，我國動力鋰離子電池出貨量已經躋身國際領先行列，但在產品均勻一致性、系統集成技術、生產線自動化程度方面需加緊追趕，這個差距目前還在縮小。
動力鋰離子電池關鍵技術在電芯方面，重要是正極材料的研發，要滿足高能量密度、循環性能好、安全可靠；隔膜技術壁壘較高的是多孔材料，決定電池的界面結構、內阻等，目前重要掌握在日韓公司手中；在電池Pack方面，關鍵技術為電池管理系統（BMS）技術，要準確檢測、保護和控制電池系統，保持車與電池的通信。
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充電溫度：0~45℃
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-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從世界范圍內專利申請的總量來看，我國在動力鋰離子電池及其管理系統領域的專利申請數量僅次于日本和美國，排名第三。從我國國內的專利申請量來看，日本在我國擁有的專利申請數量最多，松下、豐田、三洋等知名日本公司在我國擁有數量較多的高質量的專利。國內公司中，比亞迪在動力鋰離子電池技術領域的研發實力較為突出。截至2015年底，我國動力鋰離子電池公司電池材料發明專利公開量最多的比亞迪達到120件，與國外知名的LG化學和三星SDI基本處于同一水平。
政策和市場推動技術升級
十一月二十二日，工信部官網披露《汽車動力鋰離子電池行業規范條件》（2017年）（征求意見稿），對動力鋰離子電池（在汽車上配置使用的、能夠儲存電能并可再充電的、為驅動汽車行駛供應能量的裝置，包括鋰離子動力鋰離子電池、金屬氫化物鎳動力鋰離子電池和超級電容器等，不包括鉛酸類電池）生產公司進行管理。
征求意見稿大幅抬高了鋰離子動力鋰離子電池單體公司產量的門檻。根據征求意見稿第八條，“鋰離子動力鋰離子電池單體公司年產量力不低于80億瓦時，金屬氫化物鎳動力鋰離子電池單體公司年產量力不低于1億瓦時，超級電容器單體公司年產量力不低于1千萬瓦時。系統公司年產量力不低于80000套或40億瓦時。生產多種類型的動力鋰離子電池單體公司、系統公司，其年產量力需分別滿足上述要求。”
而此前鋰離子動力鋰離子電池單體公司的年產量門檻設定在2億瓦時。門檻一下子被提高到了原來的40倍，80億瓦時。門檻提高后，國內能達標的動力鋰離子電池公司屈指可數。業內人士指出，2016年產量達到80億瓦時的動力公司，只有比亞迪和寧德時代。
國內主流動力鋰離子電池公司產量情況
倘若此政策實行，可以預計國內鋰電產業將開始“兩極分化”及整合，上升將重要集中在產量規模大、流動資金多、技術持續進步的公司，投機者面對淘汰出局。這將促進國內動力鋰離子電池的技術研發和產業化技術的研發，包括系統集成技術的研發。
無論從政策還是市場考量，國內動力鋰離子電池行業只有走規模化、規范化生產之路，才能更好地保證品質，降低成本，提高安全性。而只有通過排名靠前、技術實力雄厚、集中度很高的幾家公司構筑起合理化生產的產業格局，我國動力鋰離子電池行業才能實現長期穩定健康發展。
我國動力鋰離子電池發展面對問題
我國目前汽車動力鋰離子電池技術路線選擇的是與美國相同的磷酸鐵鋰路線，但鋰離子電池技術整體水平仍落后于美國、日本。日本電池平均能量密度要高出我國平均水平的30%-40%，充電次數也能達到我國的幾倍。我國鋰離子電池產業發展尚需克服以下問題。
1.專利
磷酸鐵鋰的正極材料專利由美國德州大學Goodenough團隊在1996年獲得。加拿大H-Q和Phostech則取得其獨家專利和商業授權。目前陸續發展出了敷碳、金屬氧化物包覆、納米化等改性和制備技術，藉此提高磷酸鋰鐵粉體的導電性，并派生出更多專利。專利問題是國內磷酸鐵鋰等制造公司難以避開的問題。
2.制造一致性
電動汽車所用的鋰離子電池都是串聯或并聯在一起，假如一致性問題得不到有效解決，所生產的鋰離子電池也就無法大規模應用于電動汽車。
3．安全性和壽命
大功率充放電的大容量鋰離子動力鋰離子電池組，在苛刻的使用條件下更易誘發電池某個部分發生偏差，從而引發安全問題。單體磷酸鐵鋰離子電池壽命可超過2000次，但由上百塊單體電池串并聯后，整個電池組的壽命可能只有500次，必須使用電池管理系統（BMS）對電池組進行合理有效的管理和控制。
4．高能量和高功率兼容
鋰離子動力鋰離子電池雖然具有高能量密度，可使電動汽車勻速行駛更長時間，但卻存在著起動時功率不夠，啟動加速較慢的問題。在電化學體系中只有超級電容器才能獲得非常高的充放電倍率，但其能量密度只有鋰離子電池的1/20。若不輔以超級電容，尚無理想的高容量高功率動力鋰離子電池出現。
5．原材料篩選
目前用于鋰離子電池生產的原材料不可能全部進口，重要還是取自國內。但是國內的原材料要通過國際認證，生產出的鋰離子電池才能被國際認可，所以目前還要解決在原材料認證環節上所存在的一些問題。
幾點建議：
1．安全第一
所有的電池都是危險品，最怕的是電池熱失控、泄壓、起火、爆炸。動力鋰離子電池所有的一切包括設計和驗證都要從安全上著手，絕對不能含糊。動力鋰離子電池通常包括單體電芯、電池組、電池包、電池系統等四個層級。每個層級都有自己的特點和安全要求。要做好電池安全，要從設計層面對應地分成四級來進行嚴格的設計、驗證和管控，對每一層級都要做好安全管理。
2.人才培養
人才是公司的核心競爭力，要從全球視野，向國際化方向，培養和引進國際化人才。制定獎勵政策和分配激勵機制，大力激發人才的創新創造才能。
3.產學研協同創新
動力鋰離子電池系統涉及許多學科，包括材料、化學、機械、熱力學、傳熱學、流體力學、電學、系統與控制多個學科，其關鍵技術包括電池組配技術、熱管理技術、電能管理技術和安全管理技術等。
由于研發力量分散，我國動力鋰離子電池產業至今缺少有國際競爭力的公司和產業群，尤其在三元鋰離子電池領域，還處于加速追趕階段。只有基于深刻的分析、理解、創新和合作，才有機會把更高性能的鋰離子動力鋰離子電池做得讓用戶放心使用。這就要融合多學科、多領域的產學研單位，從材料開發、電池設計、生產制造、系統集成、商業模式等多方面進行合作探索和突破。
4.走市場化道路
由于新能源電動汽車有極強的政策外部性，使政府成了產業化的第一推動力，但這是不可持續的，最終必須走上依托市場自行發展的軌道。政府補貼情況下的動力鋰離子電池的市場表現，并未反映市場的真實情況。當政府補貼一旦撤火，還會回到原點。從中長期看，決定我國動力鋰離子電池發展的首要因素，不是今天急速擴大的生產量力投入，而是持續積累的技術突破，是越來越強的產品競爭力。
5.全球布局
日韓公司，普遍在全球布局，以更好的服務于當地的汽車公司，如松下在美國與特斯拉共建超級電池廠，LG也在美國和我國建立廠，他們的研發機構更是遍布全球各地。
在國際化的道路上，國內公司遠遠落后于日韓，除了CATL與寶馬等國外汽車公司有部分項目合作之外，國內公司鮮有成功走出去的案例，進不了國際主流汽車公司的供應鏈體系。
小結：新能源電動汽車對動力鋰離子電池的要求十分苛刻，前沿競爭的核心是技術競爭，要舍得在研發上投入，只有技術實現突破，才能掌握競爭的主動權。希望國內公司，要把發展動力鋰離子電池作為一個長期戰略，拋棄搭便車的心理。
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