動力電池要求 300Wh/kg目標(biāo)如何實(shí)現(xiàn)

3月1日，四部委印發(fā)了《促進(jìn)汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》通知，明確指出了當(dāng)前動力電池存在的不足和今后的發(fā)展方向。通知中將提高電池比能量作為今后的重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)之一，關(guān)鍵指標(biāo)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)如下

1. 到2020年，鋰離子動力電池單體比能量〉300Wh/kg；系統(tǒng)比能量爭取達(dá)到260Wh/kg；成本<1元/瓦時(shí)；使用環(huán)境達(dá)-30℃到55℃；具備3C充電能力

2. 到2025年，單體比能量達(dá)500Wh/kg

3. 力爭實(shí)現(xiàn)單體電池350Wh/kg、系統(tǒng)260Wh/kg的鋰離子電池產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化和整車應(yīng)用

4. 新型動力電池方面，積極推進(jìn)鋰硫電池、金屬空氣電池、固態(tài)電池的研究和工程化開發(fā)，2020年單體比能量>400Wh/kg、2025年達(dá)到500Wh/k

從指標(biāo)的文字描述中可以看到第1項(xiàng)指標(biāo)是要求在鋰離子電池體系下實(shí)現(xiàn)的，第3項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)該是在鋰離子電池體系下再往前沖一沖，所以提出了“力爭實(shí)現(xiàn)”。至于第2、4項(xiàng)指標(biāo)，鋰離子電池體系估計(jì)無能為力了，必須要開發(fā)新的電池體系。

盡管鋰硫電池、金屬空氣電池、固態(tài)電池的研究歷史已經(jīng)很長，但是其技術(shù)進(jìn)步還是比較緩慢。如今各種交叉學(xué)科發(fā)展已經(jīng)有了較大進(jìn)步，這將有助于繼續(xù)開發(fā)這些電池體系，期待能有突破。

經(jīng)?？吹胶芏嗝襟w報(bào)道把“比能量”和“能量密度”混淆了。通常，使用“比能量”來描述單位質(zhì)量的能量水平(Wh/kg)，用“能量密度”來描述單位體積的能量水平(Wh/L)。

這里我們來主要看一下在鋰離子電池體系下的比能量發(fā)展途徑。

· 鋰離子電池單體比能量

2016年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》提到了純電動汽車動力電池的比能量目標(biāo)是2020年350Wh/kg， 2025年是400Wh/kg， 2030年是500Wh/kg。該目標(biāo)與四部委提出的指標(biāo)很接近，也在業(yè)內(nèi)引發(fā)了熱議。我們梳理一下2016年媒體報(bào)道的各大電池企業(yè)的比能量目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)路徑

· 比亞迪三元電池希望在2018年做到240Wh/kg，2020年大概做到300Wh/kg。正極采用高鎳三元材料，負(fù)極采用氧化亞硅或納米硅，

· 寧德時(shí)代2016年可以做到200-250Wh/kg，“十三五”期間希望實(shí)現(xiàn)350Wh/kg目標(biāo)，材料體系為高鎳三元/硅碳材料

· 國軒高科2020年目標(biāo)是300-350Wh/kg，采用高鎳三元正極材料，硅基負(fù)極材料，5V高電壓電解液

· 比克18650圓柱第四代產(chǎn)品(3.0Ah)普遍可以達(dá)到220-230Wh/kg，2017年第五代產(chǎn)品(3.6Ah)的比能量預(yù)計(jì)可以達(dá)到250Wh/kg。比克是較早鎖定三元材料路線的企業(yè)。

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