中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2023年，中國(guó)新能源汽車既有產(chǎn)銷兩旺，連續(xù)9年蟬聯(lián)全球第一的成績(jī)，也有愈演愈烈的價(jià)格戰(zhàn)。持續(xù)至今的價(jià)格戰(zhàn)，挑動(dòng)著汽車行業(yè)的神經(jīng)，包括刺激著動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，材料創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和生態(tài)創(chuàng)新。
中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國(guó)動(dòng)力和其他電池合計(jì)累計(jì)產(chǎn)量為778.1GWh，累計(jì)同比增長(zhǎng)42.5%；累計(jì)銷量為729.7GWh，其中動(dòng)力電池占比84.5%，累計(jì)同比增長(zhǎng)32.4%；累計(jì)出口達(dá)152.6GWh，占累計(jì)銷量的20.9%，其中動(dòng)力電池占比83.5%，累計(jì)同比增長(zhǎng)87.1%。
3月17日，中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2024）動(dòng)力電池論壇、汽車與能源融合發(fā)展論壇先后展開(kāi)，相關(guān)專家、企業(yè)高管就動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、挑戰(zhàn)機(jī)遇等提出自己的見(jiàn)解。
一、動(dòng)力電池下一站：全固態(tài)電池
在2023年，世界動(dòng)力電池企業(yè)排名前十里面，有六家是中國(guó)的電池企業(yè)，特別是寧德時(shí)代和比亞迪這樣世界級(jí)的電池企業(yè)。一段時(shí)間以來(lái)，不少企業(yè)相繼公布全固態(tài)電池的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并將全固態(tài)電池技術(shù)重點(diǎn)突破。
孫世剛：下一代動(dòng)力電池發(fā)展的重要方向
中國(guó)科學(xué)院院士孫世剛在分析電動(dòng)交通對(duì)動(dòng)力電池的需求時(shí)指出，無(wú)論是哪類電池，面臨的是提高它的能量密度、功率密度、安全性、極端環(huán)境適應(yīng)、低成本，是全方位的。
為什么是電動(dòng)交通下一代動(dòng)力電池發(fā)展的重要方向？固態(tài)電池的安全性好，能量密度高。
“當(dāng)下高能固態(tài)電池面臨挑戰(zhàn)主要來(lái)自兩方面，如何進(jìn)一步提升固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，和構(gòu)筑相對(duì)穩(wěn)定的固固界面?！?
孫世剛院士指出，已經(jīng)發(fā)展的各種提升固態(tài)電解質(zhì)的性能的策略并取得重要進(jìn)展，但還需要加大力度推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。不光是在應(yīng)用方面，在源頭的技術(shù)研究更重要，我們可以從源頭上設(shè)計(jì)更好的電解質(zhì)，做出性能更好的電池。
肖成偉：理想情形下，2035年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)
為什么要發(fā)展全固態(tài)電池？
中國(guó)電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉解釋道：“第一，通過(guò)用固態(tài)電解質(zhì)替代有機(jī)電解液，可顯著提高鋰電池的安全性。第二，基于固態(tài)電解質(zhì)的高穩(wěn)定性，有利于兼容更高電壓的正極材料以及更高比容量的含鋰負(fù)極材料，可進(jìn)一步提升鋰電池的能量密度?！?
“全固態(tài)電池是下一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)，像日本、歐盟、美國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)都紛紛發(fā)布了相應(yīng)的規(guī)劃” ，肖成偉指出，在共性產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面，中國(guó)還是采用產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新聯(lián)合體的形式來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的支持，而前瞻性的技術(shù)研發(fā)主要是以高校和科研院所為主。
他預(yù)測(cè)，理想情形下，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，在2027年要做到400Wh/kg，1000次的循環(huán)，2C的倍率性能，實(shí)現(xiàn)百輛到千輛級(jí)別的示范運(yùn)營(yíng)。根據(jù)運(yùn)營(yíng)的情況，做一些技術(shù)的迭代提升，包括整車設(shè)計(jì)的改進(jìn)。2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池和搭載車輛的小規(guī)模量產(chǎn)，2035年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)普遍的使用。在這個(gè)基礎(chǔ)上，500-700Wh/kg全固態(tài)電池的研究工作也要跟進(jìn)，在400Wh/kg的基礎(chǔ)上隨著一些新的技術(shù)做相應(yīng)的應(yīng)用。
劉金成：二線企業(yè)唯有提升技術(shù)和質(zhì)量水平
汽車行業(yè)激烈的價(jià)格戰(zhàn)，加速了主機(jī)廠的淘汰賽，同時(shí)這股浪潮也吹向了動(dòng)力電池企業(yè)?；葜輧|緯鋰能股份有限公司董事長(zhǎng)劉金成談到，希望每個(gè)車廠都能夠很好地發(fā)展，因?yàn)檐噺S是電池行業(yè)的客戶。
“不管哪個(gè)路徑，2023年行業(yè)里面的數(shù)據(jù)，有一個(gè)清楚的邏輯，動(dòng)力電池領(lǐng)域里面兩強(qiáng)的格局是非常顯著的，除了市場(chǎng)份額以外，更重要的是他們賺錢了?！眲⒔鸪烧J(rèn)為，動(dòng)力電池領(lǐng)域正因?yàn)檫M(jìn)入兩強(qiáng)格局，所以進(jìn)入到理性良性發(fā)展的新階段。
從劉金成整理的數(shù)據(jù)來(lái)看，2023年，寧德時(shí)代和比亞迪的市場(chǎng)占比分別為43.11%、27.21%。在他看來(lái)，動(dòng)力電池領(lǐng)域，沒(méi)人能卷過(guò)前面兩個(gè)老大——寧德時(shí)代、比亞迪，所以二線企業(yè)要回歸到這個(gè)行業(yè)最本質(zhì)、最基本的能力，提升技術(shù)和質(zhì)量水平，殺價(jià)格戰(zhàn)是沒(méi)有前途的。
劉金成給出了兩個(gè)理由，首先，未來(lái)技術(shù)迭代，到2027年產(chǎn)業(yè)化，但關(guān)鍵在于能否生存到2027年。其次，資金能否支撐到新技術(shù)到來(lái)之時(shí)。
隨后，他還提到戰(zhàn)略問(wèn)題。這是因?yàn)椋骸半姵匦袠I(yè)特別是動(dòng)力電池行業(yè)不再是一個(gè)小買賣，都是重資產(chǎn)投資，動(dòng)輒上百億、幾百億的投資，如果戰(zhàn)略誤判踩錯(cuò)了技術(shù)方向，你再掉頭調(diào)整難度是很大的?！?
二、動(dòng)力電池步入超充階段
超快充技術(shù)已經(jīng)快速發(fā)展開(kāi)來(lái)，提高新能源車的補(bǔ)能效率，也就是大家經(jīng)常談到的“加電比加油更快”。盡管如此，并不是所有的動(dòng)力電池都能滿足超快充，而超快充電池處于發(fā)展階段，有安全性、技術(shù)性，以及接口等問(wèn)題，這時(shí)候超充標(biāo)準(zhǔn)的完善顯得尤為重要。
李陽(yáng)興：今年也是超充標(biāo)準(zhǔn)落地的元年
欣旺達(dá)動(dòng)力科技股份有限公司研發(fā)副總裁李陽(yáng)興表示，2023、2024年，電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化真正競(jìng)爭(zhēng)的是超充。今年也是超充標(biāo)準(zhǔn)落地的元年，未來(lái)大功率的充電樁成為公共充電樁的主要建設(shè)主體。
行業(yè)端和消費(fèi)者端對(duì)超充都是有需求的。李陽(yáng)興指出，行業(yè)端，有效地破解新能源車的充電焦慮，只有更多標(biāo)配超充的新能源車，充電行業(yè)才能良性發(fā)展，也將反哺新能源車的銷售。消費(fèi)者端，也需要超充提升用車的體驗(yàn)，用戶正在從追求“長(zhǎng)續(xù)航”轉(zhuǎn)向“適度續(xù)航+超級(jí)快充”的轉(zhuǎn)變。
超充電池設(shè)計(jì)面臨兩個(gè)極限挑戰(zhàn)。第一，在極限下，鋰離子電池的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，因?yàn)槌潆娺^(guò)程快意味著鋰離子在正負(fù)極隔膜之間快速地移動(dòng)。如果移動(dòng)不好，可能造成很多安全問(wèn)題，造成鋰的積累。第二，鋰離子電池產(chǎn)熱和散熱問(wèn)題。
當(dāng)然，欣旺達(dá)更為關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量。李陽(yáng)興表示，閃充電池的關(guān)鍵技術(shù)來(lái)自材料創(chuàng)新體系、工藝創(chuàng)新體系、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新體系和高安全體系。
此外，電網(wǎng)超充會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)涌流和諧波的問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)。李陽(yáng)興指出，超充電池、超充車更加普及需要超充網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，也需要進(jìn)行光儲(chǔ)充一體化的建設(shè)。
黃向東：很多超充網(wǎng)絡(luò)有圍墻和孤島
百人會(huì)（2024）上，廣州巨灣技研有限公司董事長(zhǎng)兼CTO黃向東，圍繞超快充技術(shù)及產(chǎn)品加速推廣應(yīng)用提出了相關(guān)問(wèn)題與建議。
他從電池和生態(tài)兩個(gè)方面提出問(wèn)題。在電池角度，由于行業(yè)內(nèi)卷的加劇，大家確實(shí)拼了命降價(jià)，哪怕不掙錢也要占領(lǐng)一定的市場(chǎng)份額，市場(chǎng)上一部分號(hào)稱快充型的產(chǎn)品是虛標(biāo)參數(shù)和犧牲比能量的，壽命與性能指標(biāo)也是不達(dá)要求的?？斐潆姵啬壳叭狈φJ(rèn)證方面的手段。
在生態(tài)方面，極快充電基礎(chǔ)設(shè)施是不夠的，總量不夠多，導(dǎo)致車企被迫入局來(lái)構(gòu)建超充網(wǎng)絡(luò)，各自為戰(zhàn)，不能互用，不能互聯(lián)互通，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。
同時(shí)他給出三條建議。
第一，在生產(chǎn)和應(yīng)用端要嚴(yán)格遵循《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》的汽車動(dòng)力電池、蓄電池技術(shù)路線圖的總體目標(biāo)。在現(xiàn)在鋰離子電池有一定產(chǎn)能過(guò)剩的情況下，我們應(yīng)該不要盲目地?cái)U(kuò)張，鼓勵(lì)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，而不是讓落后產(chǎn)能盲目擴(kuò)張。
第二，生態(tài)端（充電端），必須加快大功率充電設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的速度，消除人造的圍墻和孤島，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，以利于超快充車型消費(fèi)，從而提高電動(dòng)汽車保有量的占比。
第三，消費(fèi)端，延長(zhǎng)和優(yōu)化新能源汽車車輛購(gòu)置稅減免等政策中，增設(shè)面向超快/極快充電車型的傾斜條款。
三、車、補(bǔ)能與電網(wǎng)，三者融合發(fā)展
不管是鋰離子還是鈉離子電池，不管是液態(tài)、固液態(tài)，還是全固態(tài)電池，隨著新能源車的發(fā)展，超充技術(shù)的普及，電網(wǎng)將不可避免承載越來(lái)越大的壓力，此時(shí)換電站化身儲(chǔ)能站，與電網(wǎng)形成V2G雙向充電，為電網(wǎng)增加可調(diào)節(jié)性。
奧動(dòng)新能源于新瑞：讓換電站成為可變?nèi)萘康膬?chǔ)能站
能源結(jié)構(gòu)的變化，風(fēng)光已經(jīng)是大勢(shì)所趨，然而風(fēng)電和光伏固有的波動(dòng)性，包括間歇性和隨機(jī)性，無(wú)法全面取代火電。
奧動(dòng)新能源汽車科技有限公司副總裁于新瑞表示，我們就需要利用從電網(wǎng)側(cè)消納這些波動(dòng)的風(fēng)光電力，平滑風(fēng)光電力輸出，儲(chǔ)能應(yīng)當(dāng)是清潔的調(diào)節(jié)資源。
于新瑞認(rèn)為，儲(chǔ)能是新興電力系統(tǒng)的支柱，從換電角度來(lái)講，是打通車和網(wǎng)之間的橋梁?；痣娫诮裉斓碾娋W(wǎng)中有兩項(xiàng)不可或缺的功能，其一是功率調(diào)節(jié)，對(duì)應(yīng)我們說(shuō)的調(diào)頻，其二是能量調(diào)節(jié)，對(duì)應(yīng)我們講的調(diào)峰。
奧動(dòng)新能源的總體思路是讓換電站成為可變?nèi)萘康膬?chǔ)能站。其中，雙向充電的PCS提供硬件基礎(chǔ)；車網(wǎng)互動(dòng)的系統(tǒng)作為信息化系統(tǒng)，將分散的換電站與電網(wǎng)連接起來(lái)。
于新瑞表示：“在高效地給海量新能源汽車補(bǔ)能的基礎(chǔ)上，通過(guò)我們的技術(shù)創(chuàng)新，成功讓換電站成為可變?nèi)萘康膬?chǔ)能站，也就具備了和普通換電站不一樣的，從調(diào)峰到調(diào)頻，到備用電源，到碳資產(chǎn)等這些價(jià)值?！?
由此以來(lái)，奧動(dòng)新能源把原先相對(duì)獨(dú)立的能源行業(yè)和電動(dòng)車行業(yè)連接起來(lái)，通過(guò)創(chuàng)新形成減碳的新業(yè)態(tài)。
蔚來(lái)何旭：新能源車潛在的調(diào)節(jié)能力與電網(wǎng)所需增加的調(diào)節(jié)能力相當(dāng)
蔚來(lái)能源在充換電網(wǎng)絡(luò)上的建設(shè)更為消費(fèi)者所認(rèn)知。百人會(huì)（2024）上，蔚來(lái)能源規(guī)劃負(fù)責(zé)人何旭分享了蔚來(lái)在車網(wǎng)融合互動(dòng)方面的進(jìn)展。何旭表示：“隨著中國(guó)雙碳戰(zhàn)略指引，我們?cè)诎l(fā)電側(cè)新能源的發(fā)電占比越來(lái)越大，它需要的調(diào)節(jié)能力也越來(lái)越強(qiáng)，我們認(rèn)為隨著新能源汽車的不斷增加，具備潛在的調(diào)節(jié)能力跟電網(wǎng)所需增加的調(diào)節(jié)能力是相當(dāng)?shù)?，這就給我們提供了一個(gè)車網(wǎng)互動(dòng)的基礎(chǔ)?！?
他表示，微觀層面上，電動(dòng)汽車是一個(gè)時(shí)間不敏感的負(fù)荷。實(shí)際上電動(dòng)汽車的充放電可以通過(guò)價(jià)格及政策的引導(dǎo)進(jìn)行時(shí)間和空間上的調(diào)控。
他提出，從全場(chǎng)景上看，在局域配電網(wǎng)表后有序的充電，雙向V2G的放電，以及到區(qū)域大電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)，調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)，以及到電能量市場(chǎng)，我們認(rèn)為都存在著車網(wǎng)互動(dòng)的廣闊應(yīng)用空間。
他介紹蔚來(lái)是車網(wǎng)互動(dòng)最佳的合作伙伴，并從五個(gè)方面展開(kāi)介紹。
1. 車電分離，電池能源屬性更強(qiáng)，是車網(wǎng)互動(dòng)的基礎(chǔ)。
2. 蔚來(lái)有大量的充換電基礎(chǔ)設(shè)施，在服務(wù)車主的同時(shí)，也能夠用于聚合為電網(wǎng)提供可調(diào)節(jié)能力。
3. 蔚來(lái)能源建立開(kāi)始就進(jìn)行了大量的車網(wǎng)互動(dòng)的實(shí)踐，在多方面有各領(lǐng)域的示范項(xiàng)目、技術(shù)積累。
4. 從產(chǎn)品和技術(shù)積累上不管是V2G的雙向模塊，雙向換電站，我們都有比較深厚的積累。
5. 蔚來(lái)有成熟的線上線下社區(qū)，讓我們調(diào)度用戶的行為，對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)度運(yùn)營(yíng)成為了可能性。
結(jié)語(yǔ)
汽車行業(yè)的內(nèi)卷加速，消費(fèi)者對(duì)新能源車?yán)m(xù)航及快速補(bǔ)能需求提升。在此背景下，動(dòng)力電池技術(shù)提升已是箭在弦上。
面對(duì)復(fù)雜的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，超充技術(shù)快速發(fā)展，進(jìn)一步加快了動(dòng)力電池的新革命。動(dòng)力電池的密度一次次被拔升，相關(guān)技術(shù)不斷迭代，動(dòng)力電池從液態(tài)、固液態(tài)向全固態(tài)方向發(fā)展，此外還有鈉離子電池發(fā)展。
技術(shù)迭代的同時(shí)，動(dòng)力電池企業(yè)是需要保證質(zhì)量，技術(shù)和生態(tài)創(chuàng)新。在雙碳大背景下，車-補(bǔ)能-電網(wǎng)三者之間的融合發(fā)展，將幫助新能源車的長(zhǎng)足發(fā)展。
