肖成偉：動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)資金投入超過1000億
圖為中國電子科技集團(tuán)第18研究所電池檢測(cè)中心主任肖成偉在做主題演講
2016年6月20-21日，青海省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)在青海西寧舉辦，“鋰產(chǎn)業(yè)-新生態(tài)”國際高峰論壇。本屆論壇是“第十七屆中國·青海綠色發(fā)展投資貿(mào)易洽談會(huì)”的重要活動(dòng)之一，體現(xiàn)了“開放合作·綠色發(fā)展”的主題。電池中國網(wǎng)對(duì)本屆論壇進(jìn)行了全程直播報(bào)道。
6月21日上午，在以“先進(jìn)電池技術(shù)與鋰資源高效利用”為主題的圓桌會(huì)議上，中國電子科技集團(tuán)第18研究所電池檢測(cè)中心主任肖成偉做出了演講，以下為演講內(nèi)容：
很高興參加本次峰會(huì)。簡單的介紹一下動(dòng)力電池的發(fā)展階段和趨勢(shì)。
第一，動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。對(duì)車用電池的要求內(nèi)容很多，像能量密度、功率密度、安全性、循環(huán)壽命、自放電、擱置壽命、快速充電、溫度范圍、環(huán)境友好等，有些方面是優(yōu)勢(shì)，有些方面是劣勢(shì)，針對(duì)不同的需求做產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)。
在電動(dòng)汽車?yán)锩妫瑒?dòng)力電池原來是鉛酸電池，目前在豐田系混合動(dòng)力轎車?yán)锩嬉?guī)模使用，在具有啟停功能的轎車，在國內(nèi)外低速電動(dòng)車中規(guī)模使用，鋰電池在電動(dòng)汽車?yán)锩嬷饕倪€是一個(gè)技術(shù)趨向和一些產(chǎn)品應(yīng)用。
在國家新能源汽車重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)中，動(dòng)力電池作為一個(gè)方向，大概占到了25%，在六個(gè)方面對(duì)動(dòng)力電池研發(fā)進(jìn)行支持。第一，新材料新體系；第二，高比能鋰電池；第三，高功率長壽命電池；第四，動(dòng)力電池系統(tǒng)；第五，高比能二次電池；第六，測(cè)試評(píng)估。在節(jié)能與新能源汽車國家規(guī)劃里面重點(diǎn)支持電池模塊，電池模塊創(chuàng)新工程將支持八家企業(yè)。在中國制造2025里面，動(dòng)力電池的能量密度目標(biāo)是350瓦時(shí)/公斤，對(duì)應(yīng)配套的新能源汽車的數(shù)量到2020年時(shí)預(yù)計(jì)要100萬輛，到2025年時(shí)預(yù)計(jì)300萬輛。
國家三個(gè)五年計(jì)劃鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)路線的變化趨勢(shì)。正極材料還是根據(jù)國家研發(fā)支持的方向，比如中國政府現(xiàn)在已經(jīng)把電驅(qū)動(dòng)作為研發(fā)支持的重點(diǎn)。從材料體系來看，往高比能的材料體系方向發(fā)展。鈷酸鋰是因?yàn)榘踩裕ㄢ捹Y源的問題，從錳酸鋰到磷酸鐵鋰到磷酸材料，是按照這樣一個(gè)方向發(fā)展的。安全性方面，目前來說三大電池包括磷酸鐵鋰、包括混合的、包括三元材料的，單體的和模塊的發(fā)展都已經(jīng)通過了新的國家標(biāo)準(zhǔn)。
國內(nèi)外動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀比較，如圖，從對(duì)比的情況來看，國內(nèi)開發(fā)的鋰離子電池單體的技術(shù)水平與國外基本處于同一水平，在產(chǎn)品均勻一致性、系統(tǒng)集成技術(shù)、生產(chǎn)線自動(dòng)化程度方面需要加緊追趕，這個(gè)差距目前還在縮小的。從這個(gè)角度來說，通過中國政府對(duì)新能源汽車的支持，對(duì)推動(dòng)國內(nèi)鋰電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā)，包括系統(tǒng)集成技術(shù)的研發(fā)，都有比較大的促進(jìn)。
從動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)來看，正極材料有層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)和橄欖石型結(jié)構(gòu)，其中高密度的三元材料現(xiàn)在是研發(fā)產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)。而負(fù)極材料方面有碳材料、金屬氧化物材料、合金材料，其中在合金類的材料里面的硅碳負(fù)極材料是研發(fā)的熱點(diǎn)。如圖，從配對(duì)可以看出來，最左邊這欄實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，中間這個(gè)材料體系，現(xiàn)在是研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)，尤其是以高鎳的三元材料、硅碳負(fù)極材料是研發(fā)的熱點(diǎn)，后面下一代一些動(dòng)力電池研發(fā)的體系，現(xiàn)在是作為基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)。
到2020年可以看到，中短期可以實(shí)現(xiàn)的材料體系配對(duì)的情況，如圖，這一欄都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。藍(lán)色這欄，是目前研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)，包括去年發(fā)布的電動(dòng)汽車研發(fā)專項(xiàng)中電池有關(guān)內(nèi)容，各個(gè)企業(yè)材料體系的內(nèi)容基本上是以這個(gè)為主。目前來看，18650材料體系是經(jīng)濟(jì)性最好的材料。個(gè)人認(rèn)為，18650真正應(yīng)用的領(lǐng)域還是在小型車和微型車，即系統(tǒng)集成在30千瓦時(shí)以內(nèi)的電池體系。個(gè)人認(rèn)為，采用18650是比較好的技術(shù)選擇，整個(gè)電池系統(tǒng)的能量提升之后，對(duì)小容量電池大規(guī)模串并聯(lián)的連接和熱管理的技術(shù)難度還是非常高的。當(dāng)然對(duì)18650體系也在做提升，像20/21系列，在此基礎(chǔ)上提高能量來減少串并聯(lián)數(shù)量，以此擴(kuò)大應(yīng)用。
中長期可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的電池體系，像鋰空氣電池、鋰硫電池、全固態(tài)電池，2030年能不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用，還是取決于技術(shù)進(jìn)展的程度。
如圖，國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在有5項(xiàng)跟動(dòng)力電池相關(guān)。黑色的是已經(jīng)被引用作為電動(dòng)汽車企業(yè)強(qiáng)檢的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)動(dòng)力電池的安全性有比較大的促進(jìn)。因?yàn)樵趯?duì)國內(nèi)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)的情況下，對(duì)動(dòng)力電池品質(zhì)的提升是有比較大的促進(jìn)。
如圖，這個(gè)是動(dòng)力電池的測(cè)試情況，其中三元材料占的比例會(huì)比較大。這與整個(gè)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)相匹配的。系統(tǒng)集成方面，在振動(dòng)、擠壓、外部火燒和安全性相關(guān)的測(cè)試出現(xiàn)了一些問題，而在其他方面相對(duì)來說都突破了測(cè)試。剛才提的，像振動(dòng)、擠壓、外部火燒方面，無論是整車企業(yè)、還是電池企業(yè)、還是第三方做系統(tǒng)集成的企業(yè)，在這三個(gè)方面對(duì)它的關(guān)注和研發(fā)的力度一定要加強(qiáng)，因?yàn)檫@三個(gè)方面總體來看還是出現(xiàn)問題的機(jī)率比較高。
第二，動(dòng)力電池市場(chǎng)趨勢(shì)。
對(duì)動(dòng)力電池來說，現(xiàn)在像電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、儲(chǔ)能都是動(dòng)力電池現(xiàn)在和未來應(yīng)用的市場(chǎng)。
全球角度來看，動(dòng)力電池的投資力度還是處于增強(qiáng)的階段，整個(gè)產(chǎn)業(yè)投資的平均強(qiáng)度可以跟著投資規(guī)模的提升呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)。在國內(nèi)的方面，目前形成了比較集中的四大區(qū)域，珠三角、長三角、京津冀和中原。目前來看，整個(gè)產(chǎn)業(yè)資金投入超過了1000億，2015年的產(chǎn)能超過400億瓦時(shí)，2015年配套電池的瓦時(shí)數(shù)超過了160億瓦時(shí)，產(chǎn)值超過了400億人民幣。中國現(xiàn)在形成了一個(gè)完善的產(chǎn)業(yè)鏈像正極、負(fù)極、隔膜、電解液，包括生產(chǎn)裝備和梯次利用，也包括資源回收，形成了比較完善的產(chǎn)業(yè)鏈。
電池壽命及價(jià)格變化趨勢(shì)。壽命還是跟國家補(bǔ)貼政策相關(guān)的，動(dòng)力電池的質(zhì)保期要求達(dá)到8年/12萬公里，乘用車在5年/20萬公里。
現(xiàn)在大家關(guān)心比較多的，跟動(dòng)力電池相關(guān)的政策，一個(gè)是動(dòng)力電池管理規(guī)范的實(shí)施，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)布四批了，目錄包括超過50家企業(yè)。同時(shí)《動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》也在部委之間征求意見，我想也會(huì)通過國辦對(duì)外發(fā)布。
吳鋒老師剛才講了一下回收。對(duì)貴重金屬的回收還是比較有價(jià)值的，這是2Ah的1865鋰離子電池、523正極材料的回收。對(duì)鋰資源比較豐富青海方面，無論從資源回收、資源利用角度，對(duì)動(dòng)力電池規(guī)模化的生產(chǎn)和使用，現(xiàn)在還是今后都有很大的作用。
我的報(bào)告就到這里。謝謝大家！
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