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動力電池上一定規(guī)模時,國家最好實施強(qiáng)制性規(guī)格尺寸標(biāo)準(zhǔn)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1245次  |  2018年08月05日  

中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員肖成偉做了以“車用動力電池發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢”的主題演講。實錄如下:


肖成偉:剛才崔秘書長是從數(shù)據(jù)的角度,分析了中國新能源汽車的發(fā)展,加上態(tài)勢,實際上我個人感覺,我的PPT有可能跟前面老師講得有些重復(fù)的就快速的過一下,中間就穿插一下自己的看法。


剛才崔秘書長講的新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀,我從技術(shù)角度可以做這樣一個解讀,其實我特別看了,束縛與發(fā)展重新定義汽車與電池。從技術(shù)角度來看,我覺得從新能源汽車,無論是電池廠還是整車廠都有清醒的認(rèn)識,尤其國家補(bǔ)貼的政策,包括一些國家規(guī)劃的引導(dǎo)下,我覺得無論是整車企業(yè)還是電池的企業(yè),剛才說了,對你的產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展,要跟國家的規(guī)劃和補(bǔ)貼政策做一個有機(jī)的結(jié)合。我第一個觀點(diǎn),要看國家的規(guī)劃和補(bǔ)貼的政策,第二個也要看沒有國家政策扶持的情況下這樣一個行業(yè)怎么去發(fā)展,我覺得無論是做電池的還是做整車的,這個必須要去考慮。只有這樣的話才有可能會在國家的政策逐漸取消之后或者補(bǔ)貼政策逐漸取消之后,你才能應(yīng)對這樣一個市場。所以從這個角度來說,做一個車型的開發(fā),剛才在下邊聊,到底是定義成多少公里比較合適的,剛才陳老師也提了他一個觀點(diǎn),比如300公里左右,如果考慮到國家補(bǔ)貼的情況下,有可能國家在這個基礎(chǔ)上還會提升,比如做400公里或者500公里,如果這樣做的話,如果沒有補(bǔ)貼的情況下整個車的成本和他的能耗,你怎么樣去考慮,所以就說到跟前邊國家的規(guī)劃和補(bǔ)貼的這樣一些政策,甚至他的額度,這個一定要做一個有機(jī)的考慮或者統(tǒng)一的考慮,你才會對你開發(fā)的產(chǎn)品做出一個很好的選擇,否則的話有可能你會進(jìn)到一個坑里面去,進(jìn)到坑里面有可能爬都爬不出來,我就說說自己的一個觀點(diǎn)。


對電池這塊我從兩個方面,一個,電池技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢,一個是電池市場的趨勢,實際上剛才說的一個背景,無論是國內(nèi)、國外的對新能源汽車發(fā)展,其實大家觀點(diǎn)是一致的,就是純電驅(qū)動的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,無論是從國家的規(guī)劃,還是從企業(yè)做路線圖這個角度,都是這樣一個選擇。實際無論是世界上其他的一些國家制定燃油車退出市場的路線圖,其實從這個角度來看的話,并不是說燃油車不去使用,而是在燃油車的基礎(chǔ)上做了技術(shù)的提升,就是說我們要對他做電動化,無論是混合動力還是插電的、混電動的,其實燃油車是在的,只是他隨著技術(shù)的提升,他的比例是在下降的,并不是說這個燃油車給你這個路線圖制定完了之后,到那個時候燃油車沒有了,并不是這樣的觀點(diǎn)。


電池里面,關(guān)心的技術(shù)參數(shù)就很多了,像能量密度,無論是體系能量密度,還是重量能量密度,包括功率密度,也包括體系和重量,包括安全性、循環(huán)壽命、成本等等這些,從技術(shù)發(fā)展的趨勢來看或者技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來看,現(xiàn)在鋰離子目前是最佳的技術(shù)和產(chǎn)品的選擇,對鋰離子電池來說,我個人的觀點(diǎn)有可能會存在10~15年甚至還要長的時間,像新的一類電池很快速的做替代,不會出現(xiàn)這種情況。所以這種情況下,從主要的汽車發(fā)達(dá)國家來看,動力電池從國家層面就做了很大的規(guī)劃,也給了很大的資金支持,他支持的角度就是從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來支持動力電池的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,他會涉及到關(guān)鍵的原材料、電池、系統(tǒng)集成、梯級利用,包括標(biāo)準(zhǔn)體系等等,這些都會去設(shè)計。所以從這個角度的話,也是在不斷的推動動力電池技術(shù)的提升和產(chǎn)業(yè)的這樣一些技術(shù)的進(jìn)步,而中國這一塊前面講了,其實中國最主要四個國家級的規(guī)劃和涉及到動力電池,一個是新能源汽車國家規(guī)劃,一個是十三五科技部總牽頭各個部委參加的新能源汽車重點(diǎn)研發(fā)專項,這是每一年發(fā)布一個指南,今天是發(fā)布最后一批指南,在里邊動力電池作為一個很關(guān)鍵的一塊研究內(nèi)容,給予了大力的支持。還有一個就是中國制造2025,在中國制造2025出來一個叫中國動力電池技術(shù)路線圖,這個在里邊也規(guī)定了電池相應(yīng)的大家努力要達(dá)成的目標(biāo)。再有一個,汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃,其實這個跟中國制造2025,包括動力電池技術(shù)路線圖,其實這幾個是有所關(guān)聯(lián)的。在這里面其實電池就是分了三個層次,有300、400、500,就是說2020年要做到產(chǎn)業(yè)化鋰離子電池300瓦時/公斤,新體系電池做到500瓦時/公斤以上,就是這樣的內(nèi)容、指標(biāo)或者目標(biāo)。

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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%

從技術(shù)發(fā)展的這樣一個趨勢來看,實際上跟前面說的是一致的,還是根據(jù)國家整個的戰(zhàn)略發(fā)展導(dǎo)向是密切相關(guān)的,就是以純電驅(qū)動作用主要的應(yīng)用領(lǐng)域,輔之于混合的領(lǐng)域,以純電驅(qū)動作為主要領(lǐng)域,對電池密度要求越來越高,包括安全、保證循環(huán),當(dāng)然我們希望成本,這個角度提的越高越好。現(xiàn)在我們看到,單體的能量密度有的提到300瓦時/公斤,系統(tǒng)提到260瓦時每公斤等等,還是跟整個國家的戰(zhàn)略發(fā)展的導(dǎo)向是密切相關(guān)的,就是向長續(xù)航里程的純電動車的方向在做一些規(guī)劃或者做一些目標(biāo)的設(shè)計,當(dāng)然新體系的電池在里邊也進(jìn)行了一些支持。


在中國制造2025動力電池技術(shù)路線圖里邊分兩類,一類是純電動車用的能量性的,一類是插電式混合動力用的能量動力堅固性的。這里邊涉及到剛剛提到的產(chǎn)業(yè)化的、新型的鋰離子電池,關(guān)注的還是2020年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這里提的,我一直講一個目標(biāo),不是一個指標(biāo),什么叫目標(biāo)呢?需要大家努努力,蹦蹦高、翹翹腳,希望夠得著。跟科技部發(fā)來的指南那個是指標(biāo),那個必須要達(dá)成的,這兩個是這樣的區(qū)別。這里面2020年,我個人認(rèn)為難度還是非常大的,因為單體要做到350,系統(tǒng)要做到260,這個難度我個人認(rèn)為還是非常大的,要考慮到安全性、成本、壽命等等。但是對插電的這個我認(rèn)為相對來說難度會小一些,在2020年的時候我覺得基本上能夠達(dá)到的,包括今年科技部發(fā)布的指南,電池的這一部分,他對大巴車用的,這些指標(biāo)應(yīng)該基本上能夠達(dá)到,他可以要求系統(tǒng)要做到170瓦時/公斤,要做到4倍率的充電,這個基本上是可以達(dá)到的。


在這個基礎(chǔ)上無論是國家的這樣一些規(guī)劃,還是補(bǔ)貼,在這樣一些引導(dǎo)或者支持下,中國整個動力電池現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化的水平是什么樣的呢?對磷酸鐵鋰來說,現(xiàn)在他的能量密度基本上是做到150瓦時/公斤左右。上午的時候部長也提了,但是要看路線圖發(fā)布之后對整個產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)的結(jié)果,他在里邊提供了一些數(shù)據(jù),磷酸鐵鋰做到了160瓦時/公斤,相當(dāng)于一些小批量的或者研發(fā)的新產(chǎn)品,并不是大規(guī)模應(yīng)用的,大規(guī)模應(yīng)用基本上在150瓦時/公斤。三元材料能量密度基本上做到了160—220瓦時/公斤,有人說230瓦時/公斤,這都是批量應(yīng)用的,部長提的260的也是屬于研發(fā)的或者小規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品,并不是大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品,這是國內(nèi)的情況。


國外的最主要針對乘用車,因為國內(nèi)的是針對乘用車和商用車兩個市場,國外針對乘用車,所以他選擇的材料體系基本上是三元材料,負(fù)極基本上都是石墨類的,國外的小電池的就是以特斯拉為代表應(yīng)用的18650,現(xiàn)在有的做21700的,高的做到200瓦時/公斤。大容量基本上做在110—180Wh/kg,110Wh/kg是用在插電的,后面會有幾個公司的產(chǎn)品稍微跟大家用介紹一下。


這個情況下各個公司都做了自己產(chǎn)品發(fā)展的規(guī)劃,這是國內(nèi)像力神、CATL、萬向,其實最主要還是向著高比能的產(chǎn)品在做這樣的規(guī)劃,當(dāng)然也會涵蓋48V功率型的電池,當(dāng)然他還會根據(jù)市場的一些需求做這樣一些產(chǎn)品的調(diào)整,但是總的發(fā)展的方向,向著高比能的方向發(fā)展,韓國的包括澳際化學(xué)(音)、SK、三星、SDI這些,其實他發(fā)展的方向最主要是針對純電動的乘用車方向,也是向著高比能的方向發(fā)展。對于日產(chǎn)來看,他已經(jīng)做到三代,最主要是針對聆風(fēng)的這款車去做這樣的配套的。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

而豐田這個最主要是針對混合動力的普銳斯,純混合動力的,他開發(fā)的是一款高功率的電池,但是他從整個安全性這個角度做了這樣一個改進(jìn),也就是說為了提升電池的安全性,把他的熱隔離層從負(fù)極的角度給他放到了隔膜上,作這樣一個調(diào)整。


把國內(nèi)外的這樣一些主要公司的產(chǎn)品做這樣一個對比的話,從三元材料這個角度來看,高比能電池角度來看,單體電池基本上處于同樣一個水平,而四大材料正極、負(fù)極、隔膜、電解液實現(xiàn)了國產(chǎn)化,生產(chǎn)線這個角度,現(xiàn)在一些大的公司他的生產(chǎn)線基本上做到了全自動化,包括ERP、包括MES系統(tǒng),而在安全性這塊,無論單體、模塊系統(tǒng)都通過了國家標(biāo)準(zhǔn)的測試。系統(tǒng)集成的角度來說,跟國外現(xiàn)在還有一些差距,還需要做一個比較大的技術(shù)提升。


從電池發(fā)展的角度或者這個趨勢來看,正極三大類,負(fù)極也是三大類,碳材料、金屬氧化物,合金類的,把前面國外和國內(nèi)的一些企業(yè)產(chǎn)品的路線,或者現(xiàn)在在市場上已經(jīng)供應(yīng)的一些產(chǎn)品,他的材料體系做這樣一個統(tǒng)計的話,大家可以看一下,目前在綠色這一欄上面已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,像磷酸鐵鋰,無論國內(nèi)的乘用車、商用車?yán)锩娑紝崿F(xiàn)了大規(guī)模的應(yīng)用,高鎳的材料像811,已經(jīng)在國內(nèi)的18650的小電池里面實現(xiàn)了規(guī)模化的應(yīng)用,而523的或者333型的這些,無論是在小電池里邊還是大電池里邊,無論我們圓柱的、方形的、軟包的都在里面實現(xiàn)了規(guī)模化的應(yīng)用,我們有可能做成一些快充型的、一些慢充型的或者用在微型車?yán)镞叀⒂迷贏級車?yán)镞吇蛘叽蟀蛙嚴(yán)镞叄诶镞叾加袘?yīng)用,當(dāng)然在工信部出臺了三元材料,在大巴車?yán)锩鎽?yīng)用的還比較少,我想后邊會隨著一些政策的調(diào)整,會逐漸的在里邊增加他的應(yīng)用。


現(xiàn)在大家正在開發(fā)和要做產(chǎn)業(yè)化,大家力度最大的就是綠色的這一欄,就是說正極材料我們用高鎳的,高鎳的材料,無論NCA的還是其他的,無論做材料的企業(yè)、做電池的企業(yè)現(xiàn)在關(guān)注在一個重點(diǎn)和一個熱點(diǎn)。


負(fù)極材料這塊,硅碳和石墨這塊,是現(xiàn)在關(guān)注的熱點(diǎn)和重點(diǎn),而在隔膜這塊,做薄性化的PE的膜現(xiàn)在是一個熱點(diǎn),包括隨著補(bǔ)貼政策的調(diào)整,我想無論是我們在磷酸鐵鋰還是在其他類的三元,像523、333里邊,他用的這種隔膜也會用到PE的,薄性化的PE,我們在PE膜上面會改性,我們可以加有機(jī)涂層、無機(jī)涂層,來提高循環(huán)壽命。還有這個基本上還六氟磷酸鋰,這些材料結(jié)合我們會做大300瓦時/公斤的電池,這個在2020年的時候有可能在車上做幾千輛車,3千輛或者5千輛規(guī)模化的應(yīng)用。同時我們在400瓦時/公斤的電池,我們會正極采用富鋰的層狀的,就是富鋰錳基的,我們有可能做到400瓦時/公斤的產(chǎn)品原形技術(shù)的開發(fā),我們也可以做一些技術(shù)的驗證。


從長遠(yuǎn)來看一些新的,比如大家提的400或者500新體系的,有個人認(rèn)為有可能2030年的時候會實現(xiàn),鋰硫或者鋰空氣短時間之內(nèi)是看不到希望的,但是固態(tài)電池尤其是半固態(tài)電池2020年左右我個人認(rèn)為可以做到小批量的或者一定規(guī)模的應(yīng)用,他的能量密度有可能330到350瓦時/公斤的水平,這樣一些標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,涉及到上公告的基本上羅列在這里面,一到七項必須要去完成的,第七項是應(yīng)用在大巴車?yán)锏膭恿﹄姵氐囊螅懊媪椂际谴蟀蛙嚭推渌囀且粯拥囊螅瑫r電池尺寸、編碼規(guī)則都發(fā)布了,現(xiàn)在電池的強(qiáng)標(biāo)要求正在制定過程當(dāng)中,我想在座各位要給予比較大的重視,最主要還是從單體和系統(tǒng)的角度對電池的安全性提出一些要求。當(dāng)然鋰離子電池設(shè)計規(guī)范,無論改建、擴(kuò)建、新建的,一定要滿足要求,里邊有一部分條款是強(qiáng)制性的,建議在座的各位給予比較大的關(guān)注。


最后說說市場的趨勢。最主要是針對儲能和電動汽車這樣一個市場,我們電動自行車、電膜市場也是關(guān)注的,方形、圓柱、軟包的都會在里面做相應(yīng)的應(yīng)用。


從市場份額來說,中國這十多年來有一個快速的發(fā)展,技術(shù)角度我想大家也是有目共睹,這里邊技術(shù)進(jìn)展的非常快,市場份額處于全球第一位的,當(dāng)然電池的數(shù)量現(xiàn)在也是非常多,產(chǎn)能現(xiàn)在也是非常大,超過1千億瓦時,企業(yè)的數(shù)量應(yīng)該是超過250家,形成了比較完善的這樣一個產(chǎn)業(yè)鏈,材料、電池、系統(tǒng)集成、裝備、回收、標(biāo)準(zhǔn)體系測試評價,現(xiàn)在做的都比較好,無論從技術(shù)角度,還是產(chǎn)業(yè)化的角度。


2015年的時候裝車是160多億,2016年是280多億,今年我個人估計應(yīng)該在330億左右,對應(yīng)的車我估計在60萬輛左右的規(guī)模,而從壽命的角度來說,最主要是跟補(bǔ)貼相關(guān)的,乘用車是8年12萬公里,商用車是5年20萬公里,價格變化的趨勢,從總體來看,必須得處于一個比較快速下降的趨勢,才能夠達(dá)到整車廠這樣一個要求,尤其是考慮到?jīng)]有補(bǔ)貼,或者說補(bǔ)貼大幅降低的情況下,對他來說我覺得明年系統(tǒng)1.2元是一大關(guān),我想無論是對我們的電池廠還是對的材料廠,我覺得這個壓力還是非常大的,實際上還是從整車廠把這個壓力轉(zhuǎn)嫁過來。


最后說說技術(shù)層面面臨的一些問題。第一個,以安全為核心,我們在能量密度、功率密度、安全、循環(huán)性、成本之間尋求這樣一個平衡點(diǎn),來達(dá)到最后在2020年沒有補(bǔ)貼的情況下,我們行業(yè)能夠比較健康、比較穩(wěn)定的發(fā)展,我們要通過這樣一些自動化生產(chǎn)的裝備,加上我們的MES系統(tǒng)的管理,提高產(chǎn)品的一致性,同時我們來提升動力電池系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的水平。我們企業(yè)根據(jù)自己的優(yōu)勢,在圓柱、方形、軟包里做這樣的選擇。在標(biāo)準(zhǔn)體系這塊,尤其安全、性能、規(guī)格尺寸和編碼,國家一定時候有一些標(biāo)準(zhǔn)做強(qiáng)制性的實施,比如像規(guī)格尺寸,我個人還是建議在一定規(guī)模的情況下要給他做一個采納,做一個實施。


我們怎么去看待新型鋰離子電池的發(fā)展,是不是會對前邊提的材料體系會形成一個沖擊,會形成這樣一個替代,這個需要大家做一個比較深入的探討。產(chǎn)業(yè)層面是我們一定要做好整個行業(yè)的管理,因為產(chǎn)能很大,但是優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能不足,我們怎么去通過一些行業(yè)的管理來提升企業(yè)健康發(fā)展的一個水平或者這樣一個能力,尤其在優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)能方面做一個比較大的提升。再有一個,我們?nèi)绾蝸韰f(xié)調(diào)整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,我想只有這樣協(xié)調(diào)起來之后或者協(xié)同起來之后,才能夠促進(jìn)行業(yè)比較健康的發(fā)展。

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