特斯拉超級電池未必是我們的“菜”

特斯拉這兩天再度賺足眼球。外媒報道，特斯拉近日在股東郵件中供應了特斯拉Model3的電池技術明細，其中包括目前其電池所采用的原材料配比。下面就隨電源管理小編一起來知道一下相關內容吧。

早前，馬斯克宣稱率先被使用到Model3中的21700鋰電池單體能量密度接近300瓦時/公斤，幾乎是世界上能量密度最高的量產鋰電池。特斯拉是不是又創下一個世界之最，我們拭目以待。

據參考消息網五月十四日報道，美媒稱，2018年一季度，我國貢獻了全球新能源汽車總銷量的一半左右。特斯拉宣稱，其最新推出的電池能20分鐘洋溢電、續航350公里。我國擁有如此龐大的市場，是不是能造出類似的超級電池?我國新能源汽車使用的電池目前尚未稱雄世界，到底是受限于制造材料還是關鍵技術?或者是因為選擇了不同的技術路線?

挑戰無極限追逐能量密度比有風險

“特斯拉宣稱電池單體能量密度最高為300瓦時/公斤，電池能量密度越高，出現燃燒爆炸的事故幾率就越高。”我國化學與物理電源行業協會動力鋰離子電池使用分會秘書長張雨說，電池的核心在電池管理系統，雖然特斯拉通過電池系統管理技術較好地處理了能量密度提升帶來的熱失控問題，而且通過汽車設計成功地規避了三元鋰電池循環壽命短的難題。但倘若要進一步提升能量密度，會對電池安全管理提出更大挑戰。

我國工程院院士楊裕生在多個場合強調，不斷地提高電池的比能量是一條非常危險的路。

此前，我國科協主席萬鋼曾公開表示，從市場上看，續駛里程實在是電動車技術進步的緊要標志，但它的實現并非是簡單新增車載電池量就能處理。

“電池的能量密度越大，單位體積內存儲的電量就越大，電池能量密度和裝載量決定電動車的續航。過去十幾年間，電池能量密度的提升，緊要就是靠電池材料本身的技術進步及電池中活性物質占比的提升來實現。”合肥國軒高科動力能源有限公司工程研究院副院長楊續來表示，通過增大電池尺寸降低殼體等輔材的重量，也能達到電池能量密度提升的效果。

對擔負著國家彎道超車使命的新能源產業而言，動力鋰離子電池的緊要性不言而喻。不少業內人士坦承，動力鋰離子電池是新能源汽車的心臟，新能源汽車能走多遠，緊要取決于動力鋰離子電池。

值得留意的是，依據《我國制造2025》動力鋰離子電池發展規劃：到2020年，國產電池能量密度將達到300瓦時/公斤。專家認為，我國在積極推動高比能量電池的發展，但電池的安全和比能量的關系問題仍舊值得研究。

技術雖有難題本土公司也能加工

業內專家表示，不僅是特斯拉的電池系統控制能力，整車設計也并非大多數我國車企短時間內能模仿和超越的。那么，我國本土公司能造出如特斯拉般續航強勁的三元鋰電池嗎?

在電池的四大主材——正極材料、負極材料、電解液和隔膜中，正極材料不但占到成本的40%，且筆直決定電芯的能量密度。依據正極材料技術路線，動力鋰離子電池可緊要分為磷酸鐵鋰、三元鋰(NCA/NCM)和錳酸鋰電池三類。

依據正極材料的構成，三元鋰電池分為NCA和NCM兩類。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成。特斯拉此次宣稱的強勁續航電池屬于三元鋰NCA電池。

我國化學與物理電源行業協會動力鋰離子電池使用分會研究部主任周波表示，NCA的加工工藝條件更為苛刻，制作工藝存在門檻。更緊要的是，NCA材料的技術壁壘也很高，目前產量緊要聚集在日韓，我國量產較少。

“NCA電池在國內也可以做，去年國內某重點材料公司給日本松下供貨1000多噸。”張雨說。

但據記者知道，國內NCA材料及其電池的產業化開發起步較晚，目前有多家公司開始中試和小批量試產，還有一些技術問題要處理，并沒有形成批量加工及銷售。同時，加工材料受限，國外NCA材料市場緊要為住友金屬、日本化學產業株式會社等壟斷。

張雨分解說，NCA電池在我國未能大量加工的深層次原由還在于，由于熱穩定性較差導致電池的安全性下降，電池加工公司和終端產品用戶對NCA電池的安全性心存顧慮，這要從電芯設計、電源系統設計、電源使用等環節進行系統可靠的安全設計。而從出產角度來說，NCA電池要純氧環境、出產成本較高，在電池加工全過程均要控制濕度在10%以下，這些對國內公司都存在很大挑戰。

基于技術、成本和補貼的因素，我國緊要選擇了NCM路線，但這也并不代表NCA路線沒有新機會。

成本影響市場特斯拉未必是標桿

盡管我國本土公司并不是造不出三元鋰電池，但特斯拉挑戰極限的三元鋰電池，并不一定是我國新能源汽車電池研究、加工的唯一目標。

來自我國化學與物理電源行業協會動力鋰離子電池使用分會的數據顯示，從不同電池材料類型來看，2017年1—十二月三元鋰電池裝機量為16.04千兆瓦時，占比為44.01%;磷酸鐵鋰電池裝機量為17.97千兆瓦時，占比為49.29%;錳酸鋰電池裝機量為1.48千兆瓦時，占比為4.06%……

業內人士告訴科技日報記者，在國家政策主導和市場環境加持下，我國鋰電池技術路線為磷酸鐵鋰和三元鋰電池并重。然而，即便在三元鋰電池的技術路線發展上，國內動力鋰離子電池制造廠家的選擇也有側重，選擇NCM路線者眾，而鮮有選擇特斯拉使用的NCA路線者。

NCA電池已經大規模、成熟量產，且得到商業上的驗證;而高能量密度的NCM電池，目前還未大規模量產。業界專家表示，兩者性能上比較接近，但高能量密度的NCM價格略便宜。所以，從性價比而言，NCM更符合我國市場。

“從某種意義上來說，其實是磷酸鐵鋰成績了我國的新能源汽車。從成本角度來說，磷酸鐵鋰更占優點，我們預測未來磷酸鐵鋰電池市場空間應當比三元鋰電池更大。”楊續來告訴科技日報記者，現階段三元鋰電池的發展趨勢，得益于國家政策導向對高比能量電池的要求，要求電池能量密度高、續航里程遠。當然，三元鋰電池擁有更高的比能量和比功率，更符合乘用車的需求，但未來未必一定是市場主流。

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