特約嘉賓
深圳市吉陽(yáng)自動(dòng)化科技有限公司總裁陽(yáng)如坤
同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院副教授魏學(xué)哲
深圳市海盈科技有限公司研發(fā)部經(jīng)理陶芝勇
浙江東升電池科技有限公司王航升
編者按：目前鋰離子電池已逐步向電動(dòng)自行車、儲(chǔ)能及分散能源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域拓展，全球動(dòng)力鋰離子電池需求量隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展而逐年增加。然而動(dòng)力鋰離子電池的安全性、成本以及一致性又成為其大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸，如何突破這些瓶頸業(yè)內(nèi)人士發(fā)表了自己的觀點(diǎn)。
期待突破瓶頸
·目前影響動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)用的瓶頸包括安全性、效率、價(jià)格等。
·通過(guò)工藝改進(jìn)和自動(dòng)化制造技術(shù)，提高成品率、降低制造過(guò)程成本。
陽(yáng)如坤中國(guó)已是僅次于日本的鋰離子電池生產(chǎn)大國(guó)，市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大，許多企業(yè)已經(jīng)加大了各種資源的投入，生產(chǎn)模式由勞動(dòng)密集型向半自動(dòng)化和自動(dòng)化轉(zhuǎn)型，開發(fā)自主創(chuàng)新的工藝技術(shù)，進(jìn)一步完善質(zhì)量體系，通過(guò)提升產(chǎn)品品質(zhì)和勞動(dòng)生產(chǎn)率，向高端產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)今中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
目前影響動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)用的瓶頸主要是安全性、制造效率、價(jià)格及汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)等。若突破這些瓶頸，技術(shù)上應(yīng)從材料體系、電池制造的技術(shù)體系、自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的合理配置、合理的電池管理系統(tǒng)等各方面同時(shí)考慮，通過(guò)上下游企業(yè)通力合作，統(tǒng)籌規(guī)劃，形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)群，以利于整體技術(shù)的進(jìn)步和系統(tǒng)成本的降低。
王航升目前鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，主要體現(xiàn)在產(chǎn)能和投入方面，國(guó)內(nèi)各地都紛紛建廠(并不見得是好事)，但在技術(shù)層面上國(guó)內(nèi)的電池廠家沒(méi)有更多的提升和創(chuàng)新，特別是在動(dòng)力聚合物層面上沒(méi)有提升很是遺憾。按照現(xiàn)在的模式發(fā)展趨勢(shì)不容樂(lè)觀，企業(yè)在動(dòng)力鋰電池技術(shù)上應(yīng)做系統(tǒng)研究，不要只是追求利益，要在質(zhì)量、性能、技術(shù)上多下工夫，行業(yè)協(xié)會(huì)或主管部門也應(yīng)該把好關(guān)，投資商也應(yīng)該冷靜一下，分析一下辦廠的條件具不具備。我認(rèn)為行業(yè)應(yīng)該進(jìn)行一次洗牌，加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力鋰離子電池和生產(chǎn)廠的評(píng)估。
影響動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)用的原因主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
價(jià)格。材料技術(shù)發(fā)展滯后，受限于其他國(guó)家，如隔離膜、正極的基礎(chǔ)材料、電解質(zhì)原料等等。材料源頭不在我們國(guó)家，國(guó)內(nèi)需求使用量猛增，是造成電池成本居高不下的主要原因。
技術(shù)水平(也就是產(chǎn)品質(zhì)量和性能)。材料加工水平及設(shè)備的一致性都需要提高。
配套設(shè)施與裝備。動(dòng)力鋰離子電池的應(yīng)用不是單單做好電芯就可以了，控制、保護(hù)、管理、充電等等都需要同時(shí)跟上。
魏學(xué)哲第一個(gè)瓶頸是電池的成本。目前鋰離子電池組的制造成本約900美元/kWh～1000美元/kWh，與PHEV-40和EV商用化要求的300美元/kWh、150美元/kWh相比，鋰電池制造成本需大幅下降2/3到4/5。
鋰離子電池相對(duì)鎳氫電池的增量成本來(lái)自電池部件、單體和模塊的制造環(huán)節(jié)，而原材料成本低于鎳氫電池。制造成本偏高主要因?yàn)殇囯x子電池大規(guī)模、自動(dòng)化制造的工藝技術(shù)未完全成熟，尤其是將電池單體集成為模塊、將模塊集成為電池組兩個(gè)環(huán)節(jié)。
第二個(gè)瓶頸是循環(huán)壽命和擱置壽命，循環(huán)壽命的降低主要來(lái)自電池成組過(guò)程中的一致性問(wèn)題。循環(huán)壽命低將增加電池更換需求，這會(huì)大大增加電動(dòng)車使用成本。而擱置壽命是指電池在靜態(tài)放置狀態(tài)下壽命的衰減。在汽車應(yīng)用中，電池大部分時(shí)間處于擱置狀態(tài)。從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，車輛在夏天的高溫暴曬狀態(tài)下，電池的衰減非常明顯。
第三個(gè)瓶頸是鋰離子電池的安全性。目前電池設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)已基本能消除單體以至模塊條件下過(guò)電壓、短路、擠壓等情況下的安全隱患，但整包級(jí)別的安全性仍沒(méi)有完全解決。
降低鋰離子電池制造成本的途徑，依其重要性先后，包括以下幾方面：通過(guò)工藝改進(jìn)和自動(dòng)化制造技術(shù)，提高成品率，降低制造過(guò)程成本；大規(guī)模生產(chǎn)降低單位成本；選用更低成本的電池材料。
提高鋰離子電池安全性的途徑為：選用更安全的電池材料，在高溫下能保持性能穩(wěn)定；更優(yōu)的電池單體、模塊和整包機(jī)械結(jié)構(gòu)及熱管理設(shè)計(jì)和電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
陶芝勇鋰離子電池的一致性、配對(duì)方法、SOC運(yùn)算、BMS可靠性等制約著動(dòng)力電池組在高電壓、高容量方面的發(fā)展。
把握市場(chǎng)機(jī)會(huì)
·政策的出臺(tái)提高了鋰離子電池企業(yè)開展自主創(chuàng)新的積極性。
·“十城千輛”以及國(guó)家的新能源汽車補(bǔ)貼政策是目前為止最直接、最有效的政策。
陽(yáng)如坤近年來(lái)，國(guó)家對(duì)節(jié)能和新能源車出臺(tái)了種種鼓勵(lì)性政策，這些政策的出臺(tái)從各方面為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了支持和優(yōu)惠條件，提高了鋰離子電池企業(yè)開展自主創(chuàng)新的積極性。從新能源汽車來(lái)看，最受益的還是新能源客車，新能源轎車由于產(chǎn)量較少，還沒(méi)有產(chǎn)生效益。新能源汽車重要的是汽車的能量系統(tǒng)，主要包括電池、控制系統(tǒng)以及電機(jī)，從目前來(lái)看，最核心的應(yīng)該還是電池。動(dòng)力鋰離子電池面臨的機(jī)遇主要是未來(lái)在新能源汽車上的大量運(yùn)用。就全球鋰離子電池布局來(lái)說(shuō)，日本、韓國(guó)和中國(guó)廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。但技術(shù)上，日本企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度高，仍然居領(lǐng)先地位。我國(guó)的鋰電池相關(guān)企業(yè)應(yīng)借助國(guó)家的大力支持，不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，提升核心技術(shù)，扎實(shí)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，緊緊抓住全球鋰離子電池產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的機(jī)遇，盡快占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。
陶芝勇國(guó)家出臺(tái)的鼓勵(lì)和補(bǔ)貼政策利好主要對(duì)于整車廠，對(duì)于鋰離子電池廠而言，得到的是間接的好處，鋰離子電池廠可以主動(dòng)和車廠配合，做好產(chǎn)品上市工作，享受政策的優(yōu)惠。
王航升國(guó)家政策的出臺(tái)帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，但是問(wèn)題也很多，比較直接的就是補(bǔ)助政策針對(duì)的補(bǔ)助對(duì)象不明確，買賣雙方都想利益最大化，配套商也都想擠進(jìn)去，這將造成競(jìng)相壓價(jià)，最后的結(jié)果是誰(shuí)都沒(méi)有利潤(rùn)，于是便偷工減料，這樣生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。所以企業(yè)應(yīng)擺正心態(tài)，買賣雙方都應(yīng)遵守游戲規(guī)則，把握好國(guó)家的政策導(dǎo)向，做好產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備升級(jí)準(zhǔn)備。
毋庸置疑，新能源汽車市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，從目前來(lái)看，其發(fā)展路線是：首先會(huì)發(fā)展城市公交，其次是區(qū)域?qū)Ｓ密囕v，最后是私家用車。相關(guān)企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇強(qiáng)筋壯骨，迅速提升新能車整體配件的水平，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
魏學(xué)哲“十城千輛”以及國(guó)家的新能源汽車補(bǔ)貼政策是目前為止最直接、最有效的政策，不但使汽車及關(guān)鍵零部件廠商加大、加快研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)度，而且直接刺激了市場(chǎng)終端購(gòu)買力的釋放。可以相信，參照國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策，國(guó)內(nèi)后續(xù)出臺(tái)支持政策、細(xì)則的空間依然很大。新能源汽車產(chǎn)業(yè)也將在不斷出臺(tái)的政策刺激下快速發(fā)展。
這些政策的主要效果有：
以技術(shù)進(jìn)步為先導(dǎo)，推進(jìn)動(dòng)力電池研發(fā)。包括更長(zhǎng)的壽命、更遠(yuǎn)的續(xù)航里程、更快速的充電時(shí)間、更輕的質(zhì)量和更小的體積、更低的成本、更完善的售后服務(wù)，以及更安全的保障。
以建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)集聚地為手段，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。要建立汽車廠商、電池廠商、科研院校之間的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，減少人為的壁壘，集中力量解決關(guān)鍵技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵總成的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。
建設(shè)更便利的充電網(wǎng)絡(luò)，為新能源汽車產(chǎn)品找到出口，為應(yīng)用創(chuàng)造條件。由整車企業(yè)、能源供給企業(yè)、電池企業(yè)共同組成產(chǎn)業(yè)聯(lián)合體，建立充電站或電池交換站來(lái)解決充電瓶頸，改變消費(fèi)者對(duì)汽車的使用習(xí)慣。
總體來(lái)說(shuō)，目前是政策在推行業(yè)前行?？梢灶A(yù)見，當(dāng)全球重要經(jīng)濟(jì)體都把注意力集中到新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展上時(shí)，新能源汽車發(fā)展速度、力度和規(guī)模將有可能超出我們的預(yù)期。當(dāng)然，新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化最終還需要依賴全社會(huì)的力量，只有具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)，才能持續(xù)發(fā)展。盡管在新產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，通過(guò)政府補(bǔ)貼來(lái)加速?gòu)S商研發(fā)進(jìn)程、降低消費(fèi)門檻是必須的，但若必須長(zhǎng)期依靠政府補(bǔ)貼才能維持，產(chǎn)業(yè)必然被淘汰。
瞄準(zhǔn)細(xì)分市場(chǎng)
·建立鋰離子動(dòng)力電池的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。
·針對(duì)國(guó)家政策補(bǔ)貼范圍和細(xì)分市場(chǎng)，設(shè)計(jì)出可用的新能源汽車產(chǎn)品。
陽(yáng)如坤站在鋰離子電池設(shè)備制造業(yè)的角度來(lái)看鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展，最重要的幾點(diǎn)是：
第一，必須加大力度進(jìn)行動(dòng)力鋰離子電池的機(jī)理研究(注意這里不是指單純的電化學(xué)特性研究)。動(dòng)力鋰離子電池要全面、大規(guī)模走向應(yīng)用，必須解決一些基礎(chǔ)問(wèn)題，這些問(wèn)題包括材料特性對(duì)電池特性影響的精確數(shù)理研究、SEI膜的生長(zhǎng)控制機(jī)理研究、電池的熱設(shè)計(jì)、電池的電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)、電池的可制造性設(shè)計(jì)等。
第二，建立動(dòng)力鋰離子電池的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，這些標(biāo)準(zhǔn)包括應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)以及裝備標(biāo)準(zhǔn)等。有關(guān)部門必須慎重處理，必須舉國(guó)內(nèi)權(quán)威之力，代表國(guó)家利益(而不是某集團(tuán))和大多數(shù)產(chǎn)業(yè)者的利益，而不是找?guī)讉€(gè)人開個(gè)研討會(huì)就草草下結(jié)論。
第三，系統(tǒng)化制造。動(dòng)力鋰離子電池制造業(yè)是一個(gè)對(duì)我們未來(lái)生活影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)，分析以往制造業(yè)大而不強(qiáng)的原因，會(huì)發(fā)現(xiàn)最重要的是我們?nèi)鄙傧到y(tǒng)化的制造解決方案，對(duì)于動(dòng)力鋰離子電池制造而言，這個(gè)系統(tǒng)化的制造解決方案包括產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃布局、基于制造的動(dòng)力鋰離子電池設(shè)計(jì)、動(dòng)力鋰離子電池制造系統(tǒng)集成技術(shù)等。
第四，裝備先行計(jì)劃。裝備是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，只有動(dòng)力鋰離子電池的裝備率先發(fā)展了，鋰離子動(dòng)力電池才能談得上規(guī)模生產(chǎn)，才能談得上電池的安全性、一致性、高效性、穩(wěn)定性，最終達(dá)到高品質(zhì)、低成本的制造目標(biāo)。
陶芝勇合作才是唯一出路，動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)用的特殊性決定了電池組的復(fù)雜性。電池廠、設(shè)備廠、材料廠、BMS供應(yīng)商、應(yīng)用端這幾個(gè)環(huán)節(jié)的緊密合作必不可少，國(guó)家政策必須在資金上加以引導(dǎo)扶持，技術(shù)人員要參考國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，大膽應(yīng)用新材料、新科技，嚴(yán)謹(jǐn)測(cè)試，科學(xué)評(píng)測(cè)。尤其是電動(dòng)汽車電池要有5～10年的時(shí)間測(cè)試所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，才能定型。
王航升首先動(dòng)力鋰離子電池的進(jìn)入門檻要提高，標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)一步完善。其次，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足動(dòng)力性能使用要求。再次，合理分配國(guó)家補(bǔ)貼資金，用好、管好資源，使國(guó)內(nèi)企業(yè)成為最大受益者。最后，整合資源。應(yīng)該集中技術(shù)、人力、財(cái)力，有針對(duì)性地建立幾家有代表性的、大的動(dòng)力鋰離子電池廠，整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈，更加貼近用戶的使用要求。
魏學(xué)哲中國(guó)發(fā)展車用動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的困難在于：1.由于整車企業(yè)自主開發(fā)能力薄弱，不能有效地起到牽頭作用。2.電池企業(yè)普遍規(guī)模較小，資金和技術(shù)實(shí)力不足，對(duì)車載電池的要求、汽車行業(yè)的規(guī)律和特點(diǎn)也缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。
基于以上兩點(diǎn)，建議如下：整車企業(yè)和電池企業(yè)緊密結(jié)合，在充分了解對(duì)方技術(shù)特征、能力和不足的基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)家政策補(bǔ)貼范圍和細(xì)分市場(chǎng)，設(shè)計(jì)出可用的新能源汽車產(chǎn)品，為產(chǎn)品找到市場(chǎng)的突破口。在此基礎(chǔ)上扎實(shí)地滾動(dòng)發(fā)展，不要盲目追求技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性和產(chǎn)品線的完整性。
走專業(yè)化道路
由于日益緊迫的能源與環(huán)境保護(hù)壓力，許多國(guó)家競(jìng)相開發(fā)綠色能源技術(shù)，其中尤其以電動(dòng)汽車應(yīng)用為代表的動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域發(fā)展最為迅速。隨著一些新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，鋰離子電池作為動(dòng)力電池的性能有了較大幅度的提高，成本也有望得到較大幅度的下降。而成本的降低和性能的提高與產(chǎn)業(yè)鏈的上下游都有關(guān)系：光有好的電池生產(chǎn)技術(shù)是不夠的，電池的性能取決于材料的發(fā)展，材料決定電池的特性，但是好的電池生產(chǎn)出來(lái)沒(méi)有好的管理系統(tǒng)一樣會(huì)造成使用上的問(wèn)題，發(fā)揮不出電池的性能優(yōu)勢(shì)?？梢哉f(shuō)，動(dòng)力鋰離子電池上下游環(huán)節(jié)息息相關(guān)、環(huán)環(huán)相扣。
動(dòng)力鋰離子電池的上游是金屬礦產(chǎn)資源，下游為電動(dòng)汽車行業(yè)、電動(dòng)自行車及其他電動(dòng)工具行業(yè)。電池產(chǎn)業(yè)分為電池材料和部件生產(chǎn)、電池單體(或稱電芯)生產(chǎn)、電池模塊集成(多個(gè)電池單體構(gòu)成)、電池成組(多個(gè)電池模塊構(gòu)成)等4個(gè)主要環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)內(nèi)的企業(yè)可能涉及一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的合作是取得成功的關(guān)鍵，材料企業(yè)中的正負(fù)極材料廠商應(yīng)與電解液生產(chǎn)廠商和電芯廠商合作，使正負(fù)極材料與電解液的匹配達(dá)到最佳狀態(tài)，為電芯生產(chǎn)廠商提供一個(gè)整體解決方案。電芯廠商則應(yīng)從工藝、配料、生產(chǎn)方面進(jìn)行優(yōu)化，從而生產(chǎn)出綜合性能更為理想的動(dòng)力鋰離子電池。
處在動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的條件，從大局出發(fā)，做好自己的“本職工作”。不應(yīng)盲目追求大而全的模式而延長(zhǎng)自己的產(chǎn)品線，進(jìn)入自己不熟悉的領(lǐng)域，和自己的客戶爭(zhēng)奪市場(chǎng)。建議動(dòng)力鋰離子電池企業(yè)針對(duì)目前整體技術(shù)還需完善、人員嚴(yán)重短缺、產(chǎn)業(yè)需求量巨大的情況，以做專、做出特色、解決核心問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，提高技術(shù)水平和市場(chǎng)占有率，只有這樣才能帶動(dòng)我國(guó)的動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。鋰離子電池企業(yè)首先考慮的是先把電池做好，不要分散精力進(jìn)入上下游環(huán)節(jié)，以避免引起供應(yīng)商的猜忌，打亂行業(yè)目前良性的供需關(guān)系。作為電池廠商，可以給上游的材料廠商提供一手的應(yīng)用資料和改進(jìn)建議，共同進(jìn)步。
10多年來(lái)，我國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有、從小到大，發(fā)展很快。雖然市場(chǎng)份額上升較快，但是國(guó)內(nèi)多數(shù)動(dòng)力鋰離子電池企業(yè)仍處于起步階段，與跨國(guó)大企業(yè)相比還有很大差距。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來(lái)我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池企業(yè)發(fā)展首先要以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以技術(shù)創(chuàng)新為依托、以轉(zhuǎn)型升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整為重點(diǎn)，重點(diǎn)研究、開發(fā)、生產(chǎn)有高技術(shù)附加值和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的動(dòng)力鋰離子電池，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。
