“十二五”以來，中國新能源汽車市場快速增長。從2011年到2016年，新能源汽車銷量從不足5000輛發(fā)展到51萬輛，保有量從1萬輛提升到100萬輛，2016年新能源汽車銷量已經超過汽車總銷量的1.8%。在新能源汽車產業(yè)快速發(fā)展的帶動下，動力電池需求量持續(xù)增加。中國電動汽車百人會相關課題報告顯示，今年一季度國內電動汽車鋰離子電池需求總量為1.27GWh，動力電池累計出貨量4018.273MWh。隨著新能源汽車產銷量的持續(xù)增長，鋰電池的市場需求將會持續(xù)擴張。

 

在技術研發(fā)逐步深入和市場競爭日益激烈等因素的影響下，動力電池類型也逐步確立。受動力電池不同生產工藝要求的影響，預計2017年軟包電芯將繼續(xù)坐穩(wěn)產量和增速第一的位置。同時，隨著動力電池廠特別是國軒、比亞迪等領軍企業(yè)大規(guī)模擴充方形動力電芯產線，2018年，方形電芯將取代軟包電芯成為市場應用最多的電池類型。從搭載的動力電池情況來看，受政策影響，新能源客車現有電池技術路線基本已定，磷酸鐵鋰電池在純電動客車領域占據絕對優(yōu)勢，三元電池在純電動乘用車領域占主導地位。

 

與此同時，隨著電池技術研發(fā)的深入，鋰離子動力電池系統(tǒng)的比能量在逐年提升，成本在逐年下降。中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高說：“動力電池在過去5年間比能量提高了近一倍，成本也下降了，預計到2020年成本將降到1元/瓦時。”

 

歐陽明高還表示，近些年動力電池在安全性方面也取得了重大進展。“電池最容易發(fā)生事故的不是一個單體熱失控，而是一個單體熱失控之后的整個系統(tǒng)擴展，這就會造成大事故。在這方面，我們國內做的工作在全球是領先的，現在在電池設計階段就可以預測其熱失控特性。”歐陽明高說。

 

決勝市場尚存難點

 

2016年，中央財政對新能源汽車的補貼政策開始收緊，產業(yè)政策由普惠制向促進技術創(chuàng)新轉變。受此影響，新能源汽車產銷情況一度出現波動，鋰電池前期迅猛增長的市場效應也開始顯現，在多重因素影響下，鋰電池出現產能過剩局面，一些中小企業(yè)已經處于停產或者半停產狀態(tài)。與此同時，鋰電池市場集中度進一步提高，2015年，前5強企業(yè)市場占比56.3%，2016年這一比例提升到了64.5%。中國汽車技術研究中心副主任吳志新認為，當前的產能過剩是結構性過剩、階段性過剩，“真正好的電池產品仍然供不應求，對快速發(fā)展的新能源汽車產業(yè)來說，未來依然存在產能需求旺盛的可能”。

 

盡管新能源汽車產銷量連年上升，但要想在市場競爭中與燃油車抗衡，新能源汽車還需進一步提升性價比。所謂性價比就是里程成本比，這一提升需要電池性能的改進、整車電耗的下降和效率的提升、充電設施的便利化以及安全管理，其中最重要的是提升電池性能。據測算，如果電池比能量可提升到300瓦時/公斤，就能夠滿足各類轎車的使用需求。多位業(yè)內專家表示，降低電池成本需要全產業(yè)鏈發(fā)力，重點環(huán)節(jié)突破。以原材料環(huán)節(jié)為例，碳酸鋰的成本已經低至1.3萬元/噸，但是市場售價超過15萬元/噸。此外，生產制造的良品率和一致性的提高、材料回收和再循環(huán)等問題都是影響電池成本的重要因素。

 

歐陽明高告訴《經濟日報》記者，當前新能源汽車的安全性控制依然存在挑戰(zhàn)，“我建議評估大功率直流快充的安全性技術門檻，350千瓦的充電，電動汽車的電壓就會提高到1000伏，充電電流350安，這會給整車電氣安全、電池安全、充電安全、電網安全帶來重大技術挑戰(zhàn)，所以我們要充分考慮中國國情，制定科學合理的充電技術標準”。

 

產業(yè)提質仍有空間

 

工業(yè)和信息化部工業(yè)裝備司副司長瞿國春則表示，我國動力電池產業(yè)在基礎關鍵材料、系統(tǒng)集成技術、制造裝備和工藝等方面還存在很大欠缺。針對當前動力電池產業(yè)存在的問題，瞿國春表示，應從兩方面入手。一是加大動力電池關鍵技術攻關，搭建協(xié)同攻關、開放共享的動力電池共享平臺，支持引入優(yōu)質資源，加快推動動力電池創(chuàng)新中心的建設。二是推動全產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。促進動力電池與材料零部件、裝備、整車等產業(yè)協(xié)同發(fā)展，推動自主、可控、協(xié)調、高效適應發(fā)展目標的產業(yè)鏈體系建設；鼓勵動力電池生產企業(yè)與裝備生產企業(yè)強強聯(lián)合，加強關鍵環(huán)節(jié)制造設備的協(xié)同攻關；促進智能化制造成套裝備產業(yè)化，有效滿足動力電池生產制造等需求。

 

中國汽車技術研究中心新能源汽車與財稅政策研究室副主任方海峰表示，現階段整個動力電池產業(yè)對政策的依賴過重，標準體系也有待完善，在動力電池產品的標準化，以及推動產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一些政策監(jiān)管、標準制定等方面，還需要進一步研究。

 

作為企業(yè)代表，寧德時代新能源科技股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、副董事長李平認為，政策的可預期性對于企業(yè)的發(fā)展十分重要，“所以政策怎么調整、用什么方法替代原有政策，應該提前研究”。能量密度(Energy density)是指在單位一定的空間或質量物質中儲存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質量所釋放出的電能。電池的能量密度一般分重量能量密度和體積能量密度兩個維度。

電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量，基本單位為Wh/kg(瓦時/千克)。

電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積，基本單位為Wh/L(瓦時/升)。

電池的能量密度越大，單位體積、或重量內存儲的電量越多。

什么是單體能量密度?

電池的能量密度常常指向兩個不同的概念，一個是單體電芯的能量密度，一個是電池系統(tǒng)的能量密度。

電芯是一個電池系統(tǒng)的最小單元。M 個電芯組成一個模組，N 個模組組成一個電池包，這是車用動力電池的基本結構。

單體電芯能量密度，顧名思義是單個電芯級別的能量密度。

根據《中國制造2025》明確了動力電池的發(fā)展規(guī)劃：2020年，電池能量密度達到300Wh/kg;2025年，電池能量密度達到400Wh/kg;2030年，電池能量密度達到500Wh/kg。這里指的就是單個電芯級別的能量密度。

什么是系統(tǒng)能量密度?

系統(tǒng)能量密度是指單體組合完成后的整個電池系統(tǒng)的電量比整個電池系統(tǒng)的重量或體積。因為電池系統(tǒng)內部包含電池管理系統(tǒng)，熱管理系統(tǒng)，高低壓回路等占據了電池系統(tǒng)的部分重量和內部空間，因此電池系統(tǒng)的能量密度都比單體能量密度低。

系統(tǒng)能量密度=電池系統(tǒng)電量/電池系統(tǒng)重量OR電池系統(tǒng)體積

什么限制了電池的能量密度?

究竟是什么限制了鋰電池的能量密度?電池背后的化學體系是主要原因難逃其咎。

一般而言，鋰電池的四個部分非常關鍵：正極，負極，電解質，膈膜。正負極是發(fā)生化學反應的地方，相當于任督二脈，重要地位可見一斑。