動力電池技術(shù)發(fā)展進入“下半場” 研發(fā)應(yīng)與電動汽車發(fā)展趨勢相結(jié)合

“純電動汽車動力電池性能應(yīng)朝著續(xù)航里程大于600千米，快充能力達到10分鐘內(nèi)充滿80%電量，壽命大于15年，高低溫性能滿足零下40攝氏度到70攝氏度，具備安全預(yù)測功能，降低電池組高度以提高乘客乘坐舒適度等方向努力。”日前，孚能科技（贛州）有限公司董事長王瑀在第四屆動力電池應(yīng)用國際峰會上對未來動力電池性能作出期望。

動力電池研發(fā)應(yīng)與車緊密關(guān)聯(lián)

新能源汽車補貼政策即將退出，讓動力電池企業(yè)跟著能量密度指標“沖刺”的競賽得到一定程度緩和。動力電池企業(yè)終于可以松一口氣，沉下心來認真思考未來的路該如何走。

會上，與會代表普遍認為，動力電池企業(yè)在進行技術(shù)選擇和研發(fā)時，應(yīng)該密切與電動汽車發(fā)展趨勢相結(jié)合，要抓住下游整車企業(yè)這一“上帝的手”。

“要通過從整車企業(yè)反饋過來的用戶需求，來指揮電池企業(yè)技術(shù)發(fā)展方向?！苯K塔菲爾新能源科技股份有限公司副總經(jīng)理姚萬浩在會上指出。

欣旺達電子股份有限公司副總裁兼欣旺達電動汽車總裁梁銳表示，近幾年，我國動力電池產(chǎn)業(yè)確實取得了較大的成績，但是電池的安全性、成本、部分產(chǎn)品質(zhì)量方面，離市場需求還有一段差距。

“目前國內(nèi)電池行業(yè)制造水平還處于三線水平，離工業(yè)級、車規(guī)級還有差距。具體表現(xiàn)為大部分企業(yè)產(chǎn)品的合格率很低，約90%左右，浪費比較大。而日韓企業(yè)通常要比國內(nèi)企業(yè)高兩到三個百分點，甚至能夠達到95%以上。制造成本儼然成為造成電池成本高的最主要原因?！鄙钲诩栔悄芸萍加邢薰径麻L陽如坤表示。

惠州億緯鋰能股份有限公司董事長劉金成認為，下一代的鋰電池技術(shù)要跟下一代的電動車之間的密切關(guān)聯(lián)起來；下一代的電池人，應(yīng)該是汽車人，即要按照汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑去規(guī)劃行為方式，才能讓動力電池行業(yè)健康發(fā)展。其中最關(guān)鍵的要求就是做到安全可靠。安全可靠是動力電池的自然屬性。所謂自然屬性就是必須先具備的，電池必須先做到安全可靠才能用作動力電池。

風帆有限責任公司董事長李勇對此持相同看法，他認為，要在堅守質(zhì)量底線的前提下，聚焦關(guān)鍵技術(shù)，尋求突破。

中國工程院院士吳鋒建議，電池企業(yè)應(yīng)聯(lián)合整車、材料、設(shè)備企業(yè)開發(fā)電池材料、生產(chǎn)工藝等，根據(jù)市場需求開發(fā)不同車型、配套不同電池產(chǎn)品，配置不同產(chǎn)能，提高產(chǎn)能利用率。

在安全前提下穩(wěn)步提升能量密度

新能源汽車發(fā)展即將進入無補貼時代，雖說一定程度對動力電池的能量密度“松綁”了，但是這并不意味著動力電池后續(xù)就停止了向更高能量密度目標進軍，而是應(yīng)該在確保安全和市場實際需求情況下，穩(wěn)步向能量密度更高峰攀登。

近年來，三元電池快速發(fā)展，部分產(chǎn)品能量密度超過300瓦時/千克；磷酸鐵鋰在高壓實硅碳負極方面取得進展，能量密度可達200瓦時/千克。

吳鋒指出，未來，高比能鋰離子電池采用富鋰錳基材料，能量密度可突破400瓦時/千克，并且可突破單電子反應(yīng)的界限，變成多電子反應(yīng)。同時，固態(tài)電池也將成為今后的發(fā)展方向之一。

目前，提高動力電池能量密度主要通過電池正極材料、負極材料的結(jié)構(gòu)調(diào)整或優(yōu)化來實現(xiàn)，如正極材料從磷酸鐵鋰切換到三元材料。

香河昆侖化學制品有限公司技術(shù)部經(jīng)理孫春勝指出，即便是三元材料，為追求更高的能量密度，也已經(jīng)從NCM333過渡到NCM523，再逐步向NCM622、NCM811過渡。NCM811等高鎳材料對電解液、負極材料等也有著更高的技術(shù)要求。所以，提前進行基礎(chǔ)性理論研究和創(chuàng)新就非常有必要。

為此，昆侖化學產(chǎn)品研發(fā)規(guī)劃主要圍繞液態(tài)電解液繼續(xù)深入，重點研發(fā)特殊鋰鹽以及添加劑，除此之外還將關(guān)注全固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)。

天津力神電池股份有限公司執(zhí)行副總裁兼研究院院長周江則表示，高比能電池難點在于平衡。在動力電池的關(guān)鍵指標方面，比如能量窗口，要做到能量需求得到滿足，是0和1的選擇。

例如，對于高鎳材料而言，在高溫條件下進行循環(huán)或者存儲，容易產(chǎn)生產(chǎn)氣和開裂等問題，安全性也不足。而且對于硅材料來說也容易產(chǎn)生膨脹等問題，因此要在設(shè)計階段找到完美的平衡點。

提高能量密度和安全性還可以從新工藝上做文章。瑞浦能源有限公司副總裁侯敏介紹，在系統(tǒng)設(shè)計階段，瑞浦能源構(gòu)建了五水平四維度的安全矩陣圖，從材料、電池、模組、電池包、系統(tǒng)層級建立電特性、結(jié)構(gòu)特性、熱力學及電化學特性，可控性的安全設(shè)計原則及規(guī)范，有效指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)。

并且采用行業(yè)領(lǐng)先的無臺階模切技術(shù)，有效提升了產(chǎn)品的比能量及安全性，通過引入界面固態(tài)化技術(shù)及低發(fā)熱量低阻抗技術(shù)，有效提升了產(chǎn)品的一致性及循環(huán)壽命。