新能源汽车蓝皮书 | 肖成伟:新能源汽车发展应高度重视动力电池

新能源汽车蓝皮书

“新能源汽车蓝皮书”(2016)新增专家视点篇,二十三位专家基于对产业和社会发展的拳拳关切之心,围绕“十二五”新能源汽车发展成效评价、2015年行业发展热点问题、产业发展趋势三个方面进行了评述。国家863计划节能与新能源汽车重大专项总体专家组电池责任专家,中国电子科技集团第十八研究所研究员肖成伟撰文指出,新能源汽车发展应高度重视动力电池。

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动力电池产业快速发展。在国家财政补贴政策的强力支持下,我国新能源汽车呈现爆发式增长的良好态势,带动了动力电池产业的快速发展,目前锂离子动力电池行业已形成了包括关键原材料(正极、负极、隔膜、电解液等)、动力电池、系统集成、示范应用、回收利用、生产装备及基础研发等在内的较为完善的产业链体系,掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术,生产线逐步从半自动化向全自动化大规模生产制造过渡。目前我国形成了珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津区域为主的四大动力电池产业化聚集区,据统计近100家动力电池企业(含系统集成企业)开展动力电池的研发及产业化工作,近1000亿产业资金的投入,形成了近400亿瓦时的年生产能力。随着我国新能源汽车产业的快速发展,2015年动力电池呈现出供不应求的局面,动力电池产品装车容量超过160亿瓦时,以比亚迪、时代新能源、力神、比克、沃特玛、国轩和盟固利等为代表的国内电池企业均进行大规模的投资扩产,以满足新能源汽车产业发展的旺盛需求。

动力电池向高比能方向发展的趋势明显。目前我国新能源汽车中仍以磷酸铁锂电池为主,据工信部机动车产品公告数据统计,2015年新能源汽车中磷酸铁锂电池的应用比例达到69%,三元材料锂离子电池的应用比例达到27%。动力电池材料体系的选择呈现多元化趋势,寻求动力电池能量密度的大幅提升是必然趋势。一方面开发采用新型磷酸盐正极材料的锂离子动力电池,提高工作电压和能量密度,能量密度可达到180Wh/kg以上;另一方面开发采用镍钴锰酸锂三元正极材料的锂离子动力电池,大幅提升能量密度,能量密度可达到250Wh/kg以上,三元材料锂离子电池作为重要的发展方向值得期待。

动力电池安全性需要重点关注。动力电池的安全性问题严重影响新能源汽车的推广应用及普通消费者的使用信心。当前使用的磷酸铁锂电池和三元材料锂离子电池,首先通过材料表面包覆和掺杂改性以及电池设计等,提高电池本体的安全性;其次从电池系统的设计角度考虑改进,比如热设计和结构设计等,通过BMS的管理,甚至通过整车的控制策略来提高电池系统应用的安全性。对于三元材料锂离子电池,其发生安全性问题时的危险性(如燃烧和爆炸等)较磷酸铁锂电池更严重,从单体电池的设计与制造以及系统设计方面,更应该关注安全性的设计和验证。

动力电池标准化势在必行。从规模化生产的角度考虑,应将动力电池(包括电池模块)尽可能做到标准化和规格化,这样既可以配套整车企业不同的车型,还可以降低大规模生产的电池的成本,同时也有利于动力电池的梯级利用。应抓紧制定动力电池规格化(含电池模块)的相关标准。

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