中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件，越來(lái)越得到國(guó)家和企業(yè)的重視。由于研發(fā)力量分散，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)至今缺少有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)和產(chǎn)業(yè)群，迫切需要產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同創(chuàng)新，集中攻關(guān)，解決瓶頸技術(shù)，獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)。只有實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，才能做強(qiáng)中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，從而掌握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。
國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池現(xiàn)狀
今年前十月，新能源汽車(chē)動(dòng)力電池配套總量達(dá)到142億瓦時(shí)，其中純電動(dòng)車(chē)型動(dòng)力電池配套量超129億瓦時(shí)，占比91%，插電式混動(dòng)車(chē)型動(dòng)力電池配套量13億瓦時(shí)，占比9%。配套電池仍以磷酸鐵鋰電池為主力，配套量達(dá)到101億瓦時(shí)，占比71%，三元電池配套量?jī)H為磷酸鐵鋰的三分之一為35億瓦時(shí)。
今年前10月，已產(chǎn)的新能源車(chē)輛共有118家單體配套企業(yè)，其中國(guó)外企業(yè)7家，國(guó)內(nèi)企業(yè)111家。前6家電池配套產(chǎn)量達(dá)到81億瓦時(shí)，占57%，基本形成了龍頭企業(yè)的引領(lǐng)作用。排名前五的動(dòng)力電池企業(yè)：
目前，《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》目錄已發(fā)布四批，共有99家企業(yè)提出申請(qǐng)，57家企業(yè)進(jìn)入目錄。目錄內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能已達(dá)到370億瓦時(shí)，其中產(chǎn)能前十位企業(yè)的總產(chǎn)能為175億瓦時(shí)，比亞迪、CATL基本滿(mǎn)產(chǎn)能甚至超產(chǎn)能生產(chǎn)，其他企業(yè)產(chǎn)量還未達(dá)到最高產(chǎn)能。
我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)分為鋰電池和燃料電池兩種，主流還是以鋰電池為主。從國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀看比較，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的鋰離子電池單體的技術(shù)水平與國(guó)外基本處于同一水平，我國(guó)動(dòng)力電池出貨量已經(jīng)躋身國(guó)際領(lǐng)先行列，但在產(chǎn)品均勻一致性、系統(tǒng)集成技術(shù)、生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化程度方面需加緊追趕，這個(gè)差距目前還在縮小。
動(dòng)力鋰電池關(guān)鍵技術(shù)在電芯方面，主要是正極材料的研發(fā)，需要滿(mǎn)足高能量密度、循環(huán)性能好、安全可靠；隔膜技術(shù)壁壘較高的是多孔材料，決定電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，目前主要掌握在日韓企業(yè)手中；在電池Pack方面，關(guān)鍵技術(shù)為電池管理系統(tǒng)（BMS）技術(shù)，要準(zhǔn)確檢測(cè)、保護(hù)和控制電池系統(tǒng)，保持車(chē)與電池的通信。
從世界范圍內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)的總量來(lái)看，我國(guó)在動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量?jī)H次于日本和美國(guó)，排名第三。從中國(guó)國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利申請(qǐng)量來(lái)看，日本在我國(guó)擁有的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量最多，松下、豐田、三洋等知名日本企業(yè)在中國(guó)擁有數(shù)量較多的高質(zhì)量的專(zhuān)利。國(guó)內(nèi)企業(yè)中，比亞迪在動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力較為突出。截至2015年底，我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)電池材料發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)量最多的比亞迪達(dá)到120件，與國(guó)外知名的LG化學(xué)和三星SDI基本處于同一水平。
政策和市場(chǎng)推動(dòng)技術(shù)升級(jí)
11月22日，工信部官網(wǎng)披露《汽車(chē)動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)范條件》（2017年）（征求意見(jiàn)稿），對(duì)動(dòng)力電池（在汽車(chē)上配置使用的、能夠儲(chǔ)存電能并可再充電的、為驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛提供能量的裝置，包括鋰離子動(dòng)力電池、金屬氫化物鎳動(dòng)力電池和超級(jí)電容器等，不包括鉛酸類(lèi)電池）生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行管理。
征求意見(jiàn)稿大幅抬高了鋰離子動(dòng)力電池單體企業(yè)產(chǎn)能的門(mén)檻。根據(jù)征求意見(jiàn)稿第八條，“鋰離子動(dòng)力電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不低于80億瓦時(shí)，金屬氫化物鎳動(dòng)力電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不低于1億瓦時(shí)，超級(jí)電容器單體企業(yè)年產(chǎn)能力不低于1千萬(wàn)瓦時(shí)。系統(tǒng)企業(yè)年產(chǎn)能力不低于80000套或40億瓦時(shí)。生產(chǎn)多種類(lèi)型的動(dòng)力電池單體企業(yè)、系統(tǒng)企業(yè)，其年產(chǎn)能力需分別滿(mǎn)足上述要求。”
而此前鋰離子動(dòng)力電池單體企業(yè)的年產(chǎn)能門(mén)檻設(shè)定在2億瓦時(shí)。門(mén)檻一下子被提高到了原來(lái)的40倍，80億瓦時(shí)。門(mén)檻提高后，國(guó)內(nèi)能達(dá)標(biāo)的動(dòng)力電池企業(yè)屈指可數(shù)。業(yè)內(nèi)人士指出，2016年產(chǎn)能達(dá)到80億瓦時(shí)的動(dòng)力企業(yè)，只有比亞迪和寧德時(shí)代。
國(guó)內(nèi)主流動(dòng)力電池企業(yè)產(chǎn)能情況
倘若此政策實(shí)行，可以預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)將開(kāi)始“兩極分化”及整合，增長(zhǎng)將主要集中在產(chǎn)能規(guī)模大、流動(dòng)資金多、技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的企業(yè)，投機(jī)者面臨淘汰出局。這將促進(jìn)國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā)，包括系統(tǒng)集成技術(shù)的研發(fā)。
無(wú)論從政策還是市場(chǎng)考量，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池行業(yè)只有走規(guī)模化、規(guī)范化生產(chǎn)之路，才能更好地保證品質(zhì)，降低成本，提高安全性。而只有通過(guò)排名靠前、技術(shù)實(shí)力雄厚、集中度很高的幾家企業(yè)構(gòu)筑起合理化生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)格局，我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定健康發(fā)展。
我國(guó)動(dòng)力電池發(fā)展面臨問(wèn)題
我國(guó)目前汽車(chē)動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)選擇的是與美國(guó)相同的磷酸鐵鋰路線(xiàn)，但鋰電池技術(shù)整體水平仍落后于美國(guó)、日本。日本電池平均能量密度要高出中國(guó)平均水平的30%-40%，充電次數(shù)也能達(dá)到中國(guó)的幾倍。我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚需克服以下問(wèn)題。
1. 專(zhuān)利
磷酸鐵鋰的正極材料專(zhuān)利由美國(guó)德州大學(xué)Goodenough團(tuán)隊(duì)在1996年獲得。加拿大H-Q和Phostech則取得其獨(dú)家專(zhuān)利和商業(yè)授權(quán)。目前陸續(xù)發(fā)展出了敷碳、金屬氧化物包覆、納米化等改性和制備技術(shù)，藉此提高磷酸鋰鐵粉體的導(dǎo)電性，并派生出更多專(zhuān)利。專(zhuān)利問(wèn)題是國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰等制造企業(yè)難以避開(kāi)的問(wèn)題。
2.制造一致性
電動(dòng)汽車(chē)所用的鋰電池都是串聯(lián)或并聯(lián)在一起，如果一致性問(wèn)題得不到有效解決，所生產(chǎn)的鋰電池也就無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)。
3．安全性和壽命
大功率充放電的大容量鋰離子動(dòng)力電池組，在苛刻的使用條件下更易誘發(fā)電池某個(gè)部分發(fā)生偏差，從而引發(fā)安全問(wèn)題。 單體磷酸鐵鋰電池壽命可超過(guò)2000次，但由上百塊單體電池串并聯(lián)后，整個(gè)電池組的壽命可能只有500次，必須使用電池管理系統(tǒng)（BMS）對(duì)電池組進(jìn)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(dòng)力電池雖然具有高能量密度，可使電動(dòng)汽車(chē)勻速行駛更長(zhǎng)時(shí)間，但卻存在著起動(dòng)時(shí)功率不夠，啟動(dòng)加速較慢的問(wèn)題。在電化學(xué)體系中只有超級(jí)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電池的1/20。若不輔以超級(jí)電容，尚無(wú)理想的高容量高功率動(dòng)力電池出現(xiàn)。
5．原材料篩選
目前用于鋰電池生產(chǎn)的原材料不可能全部進(jìn)口，主要還是取自國(guó)內(nèi)。但是國(guó)內(nèi)的原材料要通過(guò)國(guó)際認(rèn)證，生產(chǎn)出的鋰電池才能被國(guó)際認(rèn)可，所以目前還需要解決在原材料認(rèn)證環(huán)節(jié)上所存在的一些問(wèn)題。
幾點(diǎn)建議：
1． 安全第一
所有的電池都是危險(xiǎn)品，最怕的是電池?zé)崾Э?、泄壓、起火、爆炸。?dòng)力電池所有的一切包括設(shè)計(jì)和驗(yàn)證都要從安全上著手，絕對(duì)不能含糊。動(dòng)力電池通常包括單體電芯、電池組、電池包、電池系統(tǒng)等四個(gè)層級(jí)。每個(gè)層級(jí)都有自己的特點(diǎn)和安全要求。要做好電池安全，需要從設(shè)計(jì)層面對(duì)應(yīng)地分成四級(jí)來(lái)進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和管控，對(duì)每一層級(jí)都要做好安全管理。
2.人才培養(yǎng)
人才是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，要從全球視野，向國(guó)際化方向，培養(yǎng)和引進(jìn)國(guó)際化人才。制定獎(jiǎng)勵(lì)政策和分配激勵(lì)機(jī)制，大力激發(fā)人才的創(chuàng)新創(chuàng)造才能。
3.產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新
動(dòng)力電池系統(tǒng)涉及許多學(xué)科，包括材料、化學(xué)、機(jī)械、熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、電學(xué)、系統(tǒng)與控制多個(gè)學(xué)科，其關(guān)鍵技術(shù)包括電池組配技術(shù)、熱管理技術(shù)、電能管理技術(shù)和安全管理技術(shù)等。
由于研發(fā)力量分散，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)至今缺少有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)和產(chǎn)業(yè)群，尤其在三元鋰電池領(lǐng)域，還處于加速追趕階段。只有基于深刻的分析、理解、創(chuàng)新和合作，才有機(jī)會(huì)把更高性能的鋰離子動(dòng)力電池做得讓用戶(hù)放心使用。這就需要融合多學(xué)科、多領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研單位，從材料開(kāi)發(fā)、電池設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、系統(tǒng)集成、商業(yè)模式等多方面進(jìn)行合作探索和突破。
4. 走市場(chǎng)化道路
由于新能源電動(dòng)汽車(chē)有極強(qiáng)的政策外部性，使政府成了產(chǎn)業(yè)化的第一推動(dòng)力，但這是不可持續(xù)的，最終必須走上依托市場(chǎng)自行發(fā)展的軌道。政府補(bǔ)貼情況下的動(dòng)力電池的市場(chǎng)表現(xiàn)，并未反映市場(chǎng)的真實(shí)情況。當(dāng)政府補(bǔ)貼一旦撤火，還會(huì)回到原點(diǎn)。從中長(zhǎng)期看，決定中國(guó)動(dòng)力電池發(fā)展的首要因素，不是今天急速擴(kuò)大的生產(chǎn)能力投入，而是持續(xù)積累的技術(shù)突破，是越來(lái)越強(qiáng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
5.全球布局
日韓企業(yè)，普遍在全球布局，以更好的服務(wù)于當(dāng)?shù)氐钠?chē)企業(yè)，如松下在美國(guó)與特斯拉共建超級(jí)電池工廠(chǎng)，LG也在美國(guó)和中國(guó)建立工廠(chǎng)，他們的研發(fā)機(jī)構(gòu)更是遍布全球各地。
在國(guó)際化的道路上，國(guó)內(nèi)企業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日韓，除了CATL與寶馬等國(guó)外汽車(chē)企業(yè)有部分項(xiàng)目合作之外，國(guó)內(nèi)企業(yè)鮮有成功走出去的案例，進(jìn)不了國(guó)際主流汽車(chē)企業(yè)的供應(yīng)鏈體系。
小結(jié)：新能源電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的要求十分苛刻，前沿競(jìng)爭(zhēng)的核心是技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，要舍得在研發(fā)上投入，只有技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，才能掌握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。希望國(guó)內(nèi)企業(yè)，要把發(fā)展動(dòng)力電池作為一個(gè)長(zhǎng)期戰(zhàn)略，拋棄搭便車(chē)的心理。
