高能量動力電池的發(fā)展趨勢

在國家政策導(dǎo)向已經(jīng)非常明確下大力支持高能量密度的新型鋰離子動力電池發(fā)展，并已經(jīng)有相應(yīng)的政策細(xì)則體現(xiàn)。主要表現(xiàn)在三個方面:一是2017年6月份國家工信部發(fā)布的雙積分政策,通過高能量密度降低電池質(zhì)量而獲得低的百公里電能消耗量Y時,可以獲得1.2倍積分;二是去年年底補(bǔ)貼政策,強(qiáng)調(diào)了高能量密度(乘用車電池能量密度>120Wh/Kg)時,可獲得1.1~1.2倍補(bǔ)貼;三是從獲取補(bǔ)貼必須進(jìn)入的新能源汽車推廣目錄來看,乘用車三元鋰電車型占比持續(xù)提升,今年第6批車型份額占比超過70%,已然促進(jìn)了高能量密度電池的發(fā)展。

然而,雖然國內(nèi)新能源汽車推廣應(yīng)用方面取得了良好成績,但是面向私人消費(fèi)者的純電動乘用車產(chǎn)品仍受制于“里程焦慮”的影響,尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。私人需求端市場的突破與滿足要求動力電池的能量密度有進(jìn)一步提升,就目前情況而言,僅三元鋰動力電池和固態(tài)鋰動力電池可能達(dá)成2020年目標(biāo)。這將引發(fā)國內(nèi)動力電池技術(shù)新格局。

第一類,技術(shù)領(lǐng)先型,以CATL為代表。CATL企業(yè)本身已經(jīng)具備了三元鋰電技術(shù)沉淀,其產(chǎn)品將采用硅碳材料作為負(fù)極,“十三五”期間有望實(shí)現(xiàn)350Wh/kg目標(biāo);同時CATL在固態(tài)鋰電池(鋰硫電池、聚合物電芯)均取得了突破,如CATL設(shè)計制造的容量為325mAh的聚合物電芯高溫循環(huán)性能表現(xiàn)良好。技術(shù)的領(lǐng)先和提前布局,能夠保證企業(yè)在新技術(shù)的應(yīng)用推廣時占據(jù)制高點(diǎn)。

第二類,技術(shù)跟隨型,以國軒高科、力神等為代表。國軒高科、力神等企業(yè)具備較強(qiáng)的市場基礎(chǔ),都在加速研發(fā)具有高電池能量密度的三元鋰電技術(shù)。如科技部官網(wǎng)關(guān)于國軒高科三元鋰電技術(shù)的突破情況,稱其以“高鎳正極+硅基負(fù)極”為電池材料,實(shí)驗室電池能量密度水平達(dá)281Wh/kg。但是這類企業(yè)很少或者基本上沒有涉及到固態(tài)鋰電池技術(shù)儲備,該類企業(yè)或?qū)⒓涌焱侨毡狙芯克?、Sakti3(美國)、清陶能源等具有全固態(tài)鋰電池技術(shù)的企業(yè)合資合作。

第三類,技術(shù)轉(zhuǎn)型類,以比亞迪、萬向等為代表。比亞迪、萬向等企業(yè),其核心產(chǎn)品磷酸鐵鋰電池能量密度上升空間有限,逐步降低磷酸鐵鋰電池的影響,加速轉(zhuǎn)型三元鋰電池技術(shù)路線。其中,萬向旗下A123Systems磷酸鐵鋰產(chǎn)品能量密度止步于140Wh/kg左右;比亞迪計劃在2018年三元鋰電池能量密度達(dá)到240Wh/kg左右,2020年達(dá)到300Wh/kg左右。該類企業(yè)具有較強(qiáng)的技術(shù)積累和研發(fā)支撐,且有較強(qiáng)的技術(shù)嗅覺,或?qū)⒓訌?qiáng)同中科院青島能源所、國能電池研究院等科研院所的合作,加快全固態(tài)動力電池的研發(fā)。

總而言之,磷酸鐵鋰技術(shù)路線正在被替代,三元鋰電池技術(shù)路線已經(jīng)成為主流,未來全固態(tài)鋰電池或新鋰離子電池技術(shù)路線將逐步替代三元鋰。