中汽研王芳：動(dòng)力電池能量密度單一目標300Wh/kg可努力達到

來(lái)源：*電動(dòng)網(wǎng)

作者： 王寧

4月13日，FOURIN 世界汽車(chē)研究會(huì )第27次例會(huì )在京舉行，中國汽車(chē)技術(shù)研究中心專(zhuān)家王芳針對中外動(dòng)力電池現狀進(jìn)行了主題演講，在中外動(dòng)力電池技術(shù)、市場(chǎng)競爭力等方面進(jìn)行了深入分析，并對中國動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展方向提出了建議，應加強產(chǎn)能減少盲目擴張，產(chǎn)品安全性是*要素。

300Wh/kg目標有望實(shí)現

王芳表示，2017年工信部發(fā)布《中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展規劃》提出2020年電池能量密度要達到300Wh/kg， 系統比能量力爭達到260Wh/kg，這是一個(gè)產(chǎn)品指標，也是努力的方向。她認為，300Wh/kg這個(gè)指標是可以努力達到的，科技部重大專(zhuān)項研發(fā)項目，有部分產(chǎn)品的單一指標達到了這個(gè)標準，但目前市面主流產(chǎn)品仍處于130Wh/kg-250Wh/kg的水平，根據對企業(yè)的交流和了解，今年會(huì )有少部分電池能量密度能達到280Wh/kg，并可以直接用于車(chē)上，不過(guò)仍有一些問(wèn)題需要解決，比如安全性、電池壽命及成本等問(wèn)題，作為裝車(chē)產(chǎn)品，綜合指標的實(shí)現還有很多難題需要攻克。

王芳指出，2001-2015年的三個(gè)五年計劃中，鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)從混動(dòng)與純電動(dòng)并重轉變?yōu)榧冸妱?dòng)為主，兼顧混動(dòng)的路線(xiàn)，電池材料方面，2001-2005年是鈷酸鋰和錳酸鋰動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)，2006-2008年是錳酸鋰和磷酸鐵鋰電池開(kāi)發(fā)，2008-2010年是能量型功率型電池開(kāi)發(fā)并進(jìn)的狀態(tài)，2010年以后基本以三元電池的開(kāi)發(fā)為主，300Wh/kg的標準表明，今后的研發(fā)重點(diǎn)仍將是以三元鋰電池為主。

在2018年的裝車(chē)數據中，電池系統的能量密度較2017年有明顯提升，純電動(dòng)乘用車(chē)能量密度從107.6Wh/kg升高到118.8Wh/kg，提升幅度達到10.37%，并且受到單體能量密度的快速提升以及成組技術(shù)進(jìn)步的影響，2015-2018年電池系統的能量密度的提升幅度越來(lái)越大。

行業(yè)破局需加強產(chǎn)能提升

世界范圍內，動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化主要集中在三個(gè)區域——德國、美國、中日韓所在的東亞地區，而鋰離子動(dòng)力電池的生產(chǎn)主要集中在中日韓三個(gè)國家，從技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的角度綜合來(lái)看，日本在技術(shù)方面依舊，包括固態(tài)電池方面研究，但中國近兩年的技術(shù)進(jìn)步巨大。中國的*已經(jīng)超越日韓占據*，動(dòng)力電池數量zui多、產(chǎn)能zui大，主要生產(chǎn)區域有珠三角、長(cháng)三角、京津地區、中原地區，這些地區除了動(dòng)力電池的生產(chǎn)，電池關(guān)鍵材料、系統集成、裝備、回收利用等體系也在成長(cháng)。

根據工信部車(chē)型數據統計，2017年中國動(dòng)力電池裝車(chē)量為367億瓦時(shí)，有超過(guò)200家電池企業(yè)（含電池系統集成企業(yè)），到2020年市場(chǎng)需求在1000億瓦時(shí)左右，王芳認為，以現在的增長(cháng)速度來(lái)看，將來(lái)電池產(chǎn)能一定是過(guò)剩的，但還有可能出現電池不夠用的情況，這是因為產(chǎn)能仍顯不足，所以有能力的大型企業(yè)工作重心不應只是在擴張方面，只有提升產(chǎn)能才能搶奪更大的*。

三元電池與磷酸鐵鋰應用比較

2017年，純電動(dòng)乘用車(chē)224款車(chē)型，配備三元電池的車(chē)型共有199款，占比88.8%，比往年大幅度提升，因為乘用車(chē)追求高比能、長(cháng)續航。商用車(chē)受到一定政策影響，純電動(dòng)客車(chē)安全規范條件中四項要求進(jìn)行熱失控實(shí)驗，高比能的三元電池較難通過(guò)該實(shí)驗，所以2017年客車(chē)基本采用磷酸鐵鋰電池。

王芳表示，在対市場(chǎng)車(chē)型測評中發(fā)現，三元鋰電池單體能量密度較高，從136Wh/kg到230Wh/kg不等，平均為183Wh/kg，系統能量密度為115.4Wh/kg，成組率僅為63%，而磷酸鐵鋰單體能量密度平均為143.9Wh/kg，系統能量密度為117Wh/kg，成組率是81.5%。如此反差，一是因為與電池本身的安全性有關(guān)，磷酸鐵鋰電池本身的安全性較高，與三元鋰電池相比，所需要的隔熱、防火、散熱、阻熱措施較少，二是因為磷酸鐵鋰電池多用于純電動(dòng)客車(chē)，客車(chē)電池箱多是標準箱，設計上要比乘用車(chē)的簡(jiǎn)單，附加因素比較少。

王芳提到，冷卻方式方面，中汽中心共比較了96款車(chē)型的冷卻方式，根據所對比出的數據得出的結論不是很準確。因為在所有檢測的96款車(chē)型中只有3款使用了風(fēng)冷，7款使用了液冷。通過(guò)數據對比發(fā)現，使用風(fēng)冷的動(dòng)力電池能量密度zui高，其次是自然冷，液冷zui低，她解釋道：這其實(shí)因為風(fēng)冷數據過(guò)少，若是相同的電池系統，應該是自然冷卻zui高，然后是風(fēng)冷，其次是液冷，因為風(fēng)冷和液冷相比自然冷卻，需要的額外零部件增加了電池系統重量，并且在使用中需要額外消耗電力。

不過(guò)整車(chē)的安全性有一定提高，目前企業(yè)為了達到指標都會(huì )盡量少用風(fēng)冷和液冷。今后補貼越來(lái)越少，車(chē)企對集成系統的重視度也會(huì )提高，汽車(chē)產(chǎn)品出現安全隱患，車(chē)企多會(huì )選擇召回，不僅需要大量財力，企業(yè)公信力也會(huì )受影響，所以安全性是車(chē)企研發(fā)的核心和基礎。

zui后，王芳建議在技術(shù)層面：

1、安全是*要素，產(chǎn)品的生產(chǎn)設計當中還是要以安全為*要素，要重視性能與安全的平衡。

2、應進(jìn)一步提升動(dòng)力電池系統集成水平，令其能夠與電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展速度匹配起來(lái)。

在產(chǎn)業(yè)層面：

1、應重視電池生產(chǎn)和使用過(guò)程中的一致性。

2、應進(jìn)一步提升產(chǎn)能。

3、應重視電池的循環(huán)利用和產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。