動力鋰離子電池的技術走向依然是提高比能量

隨著我國新能源汽車市場的快速發展，隨著歐洲以碳減排為目標，積極鼓勵電動車增產擴市，隨著日韓車企把目標瞄向氫能源，新能源汽車已然成為汽車產業的新寵。2020年，我國新能源汽車加速從政策主導向市場主導轉變，國際汽車巨頭發力我國新能源汽車市場，作為新能源汽車最緊要的核心部件，動力鋰離子電池產業的競爭也進入新的階段。

2020年七月二十五日，我國電動車百人會舉辦了動力鋰離子電池產業整體趨勢再研判的閉門研討會，來自電池公司的代表與電池方面相關專家就當前動力鋰離子電池產業發展發表了各自的看法。

高比能量、長續駛里程是車企必然選擇

電池成本高、續駛里程短，一直是妨礙電動車張大銷量的緊要問題。反映在動力鋰離子電池技術上，則是電池的能量密度決定續駛里程的長短。在能量密度一定的前提下，要延長續駛里程就要多裝電池，但電池裝多了成本就上升，還會擠壓珍貴的車內空間。面對這種兩難，盡管提高電池能量密度會帶來更多安全問題，但這條路仍舊成為車企的必然選擇。

為了提高能量密度，電池公司積極探索多種形式的創新。包括創新磷酸鐵鋰模組工藝尋找正極、負極新材料推廣固態電解質、新型隔膜等。LG化學我國總部副總經理孫興起將電池技術的新發展概括為三個方面：單體材料的創新、模組結構的創新、制造工藝的創新。中航鋰電科技有限公司CMO謝秋認為，今朝行業內探討的，用結構創新提高電池組的體積能量密度的大電芯、大模組，甚至是無模組結構的總體目標都是一致的，就是通過集成和互用減少一些不增值的結構設計。

比亞迪刀片電池從設計上減少了動力鋰離子電池無能量部件的使用，在PACK層面提升了磷酸鐵鋰電池的能量儲存密度，使磷酸鐵鋰電池體積比能量密度提升50%，配裝磷酸鐵鋰電池的電動車也達到了500公里以上的續航里程，讓這種成本低、安全性好，但能量密度也低的電池煥發了新的活力。

全固態電池是最有可能超過鋰電池能量密度、簡化結構工藝、降低成本的技術路線。寧德時代的剛性膜片及固態鋰金屬電池專利，使能量密度達400Wh/kg以上，并處理了安全性和循環壽命等難題，提升了固態鋰金屬電池的循環性和降低短路發生幾率。在處理提升電池能量密度和提高電池安全水平這對矛盾方面進行了有益的探索。

目前，我國大部分汽車廠商和新能源廠商都參與到固態電池的研發中。據知道，目前，清陶能源、輝能科技、贛鋒鋰業、萬向一二三、衛藍新能源、珈偉股份、巨電新能源等鋰電公司，均在建固態電池產線。大眾、三星、寶馬等國際巨頭也在尋求固態電池范疇的沖破。據天津力神總裁助理丁照石解析，在2020年到2025年期間，公司一直在致力于三元材料中鈷含量的降低，甚至在做無鈷材料，電解液向固態化方向發展。天津力神判斷，固態電池有望2030年后實現商業化。

成本、安全、壽命，關系電動車的成敗

當前，提升動力鋰離子電池能量密度、降低成本、提高壽命、保障使用安全，已經成為消費者對電動車的基本要求，其中的安全更成為社會關注的焦點。遠景AESC我國區總裁趙衛軍指出：電動車的安全有哪些?安全是對邊界的認知和把控。寧德時代新能源科技股份有限公司董事長助理孟祥峰也認同這個觀點，他認為，電動車的安全保障一方面來自于電池本身的安全特性和一致性，另一方面也來自于外部的安全邊界控制得好。

中航鋰電CMO謝秋指出：安全是個系統工程，要從材料、電芯的設計改善、制程的控制和測試技術，還有電池組的安全設計等各個維度去考慮，包括生命周期、充電策略的管控優化。

降低鈷用量，探索高鎳無鈷材料，以降低電池成本探索電池補鋰技術，結合熱管理和BMS窗口控制技術，以開發長壽命電池大力開發固態電池，以提高電池安全性，正成為電池公司積極探索的方向。

六月初，寧德時代宣布研發出16年超長壽命或200萬公里行駛里程，成本相比當前電池僅新增不超過10%的新技術，這一技術適用于磷酸鐵鋰和三元電池。孟祥峰指出，追求高能量密度、追求高續航的方向沒有錯，那是將來新能源汽車和電池競爭的關鍵點，但是要把安全問題處理好。

據我國汽車技術研究中心首席專家王芳解析，去年，國家成立了新能源汽車事故調查專家組。專家們在調查中發現，有兩大類原由導致新能源汽車事故的發生。第一類原由比較簡單，就是產品存在著分明的設計缺陷。第二類則找不到分明的設計缺陷，造成事故的原由都是不同的，涉及到從原材料選擇、電池研發制造到系統集成諸多方面、各個環節。她總結說，電動車的安全問題也是一個系統工程，應當與技術革新關聯起來。

三院士提議：增強基礎技術研究，尋找顛覆性創新

針對將來動力鋰離子電池發展，會議上三位院士給出了各自的提議。

我國工程院院士吳鋒提出，我國動力鋰離子電池產業發展多年，有了很大進步，但還有出現顛覆性創新的空間。要將學校、研究單位和公司聯合起來，建立一種新型合作關系，從材料體系、電池體系、制造工藝等方面進行較大創新，才能提高動力鋰離子電池本身的智能化，制造電池過程的智能化水平。這些都要得到國家的重點支持。

我國工程院院士陳立泉提議關注鈉離子電池的發展。他解析，鈉離子電池有很多優勢，比如正負極都可以采用鋁箔，能大幅降低電芯和模組的工藝要求，雙極性電池也容易做成。這樣可以讓鈉離子電池脫離鋰電池的技術路線走出一條新路。我國鈉資源很豐富，可以規避鋰資源依靠進口的風險，同時其成本比磷酸鐵鋰還低。

這些優點可以使其拓展兩個使用范疇：第一是給低速電動車用，低速電動車的一大問題就是使用低成本鉛酸蓄電池帶來的污染，而在低速電動車上大規模推廣磷酸鐵鋰和鋰電池又受到成本的制約第二是資源豐富和低成本的優點，可以使其使用在大規模儲能上。據他解析，兩年前，我國科學研究院物理研究所已在低速電動車上進行了鈉離子電池的實驗，去年做了儲能演示裝置的實驗。

我國科學院院士、我國電動車百人會副理事長歐陽明高表示，動力鋰離子電池的產品開發、技術攻關、顛覆創新三方面同等緊要，三條線要并行發展。基礎研究的目標是動力鋰離子電池單體比能量達到500瓦時/公斤，系統比能量達到300瓦時/公斤，體積密度達到1000瓦時/升。他特別指出，下一步的重點是挖潛電池理論容量和比能量，要依賴全鏈條的智能化，包括材料開發的基因組、仿真、大數據等等來實現。還要支持0mdash1原創的顛覆性技術開發，支持基礎技術研究。

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