肖成偉：動(dòng)力電池上一定規模時(shí) 建議國家實(shí)施強制性規格尺寸標準
中國電子科技集團公司第十八研究所研究員肖成偉作主題演講
11月16日，“2017’第二屆動(dòng)力電池應用國際峰會(huì )暨第三屆中國電池行業(yè)智能制造研討會(huì )”在北京啟幕。本屆峰會(huì )由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )和電池中國網(wǎng)共同主辦，天津力神電池股份有限公司聯(lián)合主辦；中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )承辦，無(wú)錫先導智能裝備股份有限公司聯(lián)合承辦。參加此次峰會(huì )人數超600人。
11月16日下午，以“束縛與發(fā)展：重新定義整車(chē)與電池”為主題的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)分論壇，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )高級顧問(wèn)、國家科技成果轉化基金新能源汽車(chē)創(chuàng )業(yè)投資子基金合伙人兼總裁方建華主持。
中國電子科技集團公司第十八研究所研究員肖成偉做了以“車(chē)用動(dòng)力電池發(fā)展現狀及趨勢”的主題演講。實(shí)錄如下：
肖成偉：剛才崔秘書(shū)長(cháng)是從數據的角度，分析了中國新能源汽車(chē)的發(fā)展，加上態(tài)勢，實(shí)際上我個(gè)人感覺(jué)，我的PPT有可能跟前面老師講得有些重復的就快速的過(guò)一下，中間就穿插一下自己的看法。
剛才崔秘書(shū)長(cháng)講的新能源汽車(chē)發(fā)展現狀，我從技術(shù)角度可以做這樣一個(gè)解讀，其實(shí)我特別看了，束縛與發(fā)展重新定義汽車(chē)與電池。從技術(shù)角度來(lái)看，我覺(jué)得從新能源汽車(chē)，無(wú)論是電池廠(chǎng)還是整車(chē)廠(chǎng)都有清醒的認識，尤其國家補貼的政策，包括一些國家規劃的引導下，我覺(jué)得無(wú)論是整車(chē)企業(yè)還是電池的企業(yè)，剛才說(shuō)了，對你的產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展，要跟國家的規劃和補貼政策做一個(gè)有機的結合。我第一個(gè)觀(guān)點(diǎn)，要看國家的規劃和補貼的政策，第二個(gè)也要看沒(méi)有國家政策扶持的情況下這樣一個(gè)行業(yè)怎么去發(fā)展，我覺(jué)得無(wú)論是做電池的還是做整車(chē)的，這個(gè)必須要去考慮。只有這樣的話(huà)才有可能會(huì )在國家的政策逐漸取消之后或者補貼政策逐漸取消之后，你才能應對這樣一個(gè)市場(chǎng)。所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，做一個(gè)車(chē)型的開(kāi)發(fā)，剛才在下邊聊，到底是定義成多少公里比較合適的，剛才陳老師也提了他一個(gè)觀(guān)點(diǎn)，比如300公里左右，如果考慮到國家補貼的情況下，有可能?chē)以谶@個(gè)基礎上還會(huì )提升，比如做400公里或者500公里，如果這樣做的話(huà)，如果沒(méi)有補貼的情況下整個(gè)車(chē)的成本和他的能耗，你怎么樣去考慮，所以就說(shuō)到跟前邊國家的規劃和補貼的這樣一些政策，甚至他的額度，這個(gè)一定要做一個(gè)有機的考慮或者統一的考慮，你才會(huì )對你開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品做出一個(gè)很好的選擇，否則的話(huà)有可能你會(huì )進(jìn)到一個(gè)坑里面去，進(jìn)到坑里面有可能爬都爬不出來(lái)，我就說(shuō)說(shuō)自己的一個(gè)觀(guān)點(diǎn)。
對電池這塊我從兩個(gè)方面，一個(gè)，電池技術(shù)發(fā)展的現狀和趨勢，一個(gè)是電池市場(chǎng)的趨勢，實(shí)際上剛才說(shuō)的一個(gè)背景，無(wú)論是國內、國外的對新能源汽車(chē)發(fā)展，其實(shí)大家觀(guān)點(diǎn)是一致的，就是純電驅動(dòng)的戰略轉型，無(wú)論是從國家的規劃，還是從企業(yè)做路線(xiàn)圖這個(gè)角度，都是這樣一個(gè)選擇。實(shí)際無(wú)論是世界上其他的一些國家制定燃油車(chē)退出市場(chǎng)的路線(xiàn)圖，其實(shí)從這個(gè)角度來(lái)看的話(huà)，并不是說(shuō)燃油車(chē)不去使用，而是在燃油車(chē)的基礎上做了技術(shù)的提升，就是說(shuō)我們要對他做電動(dòng)化，無(wú)論是混合動(dòng)力還是插電的、混電動(dòng)的，其實(shí)燃油車(chē)是在的，只是他隨著(zhù)技術(shù)的提升，他的比例是在下降的，并不是說(shuō)這個(gè)燃油車(chē)給你這個(gè)路線(xiàn)圖制定完了之后，到那個(gè)時(shí)候燃油車(chē)沒(méi)有了，并不是這樣的觀(guān)點(diǎn)。
電池里面，關(guān)心的技術(shù)參數就很多了，像能量密度，無(wú)論是體系能量密度，還是重量能量密度，包括功率密度，也包括體系和重量，包括安全性、循環(huán)壽命、成本等等這些，從技術(shù)發(fā)展的趨勢來(lái)看或者技術(shù)發(fā)展的現狀來(lái)看，現在鋰離子目前是最佳的技術(shù)和產(chǎn)品的選擇，對鋰離子電池來(lái)說(shuō)，我個(gè)人的觀(guān)點(diǎn)有可能會(huì )存在10~15年甚至還要長(cháng)的時(shí)間，像新的一類(lèi)電池很快速的做替代，不會(huì )出現這種情況。所以這種情況下，從主要的汽車(chē)發(fā)達國家來(lái)看，動(dòng)力電池從國家層面就做了很大的規劃，也給了很大的資金支持，他支持的角度就是從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來(lái)支持動(dòng)力電池的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，他會(huì )涉及到關(guān)鍵的原材料、電池、系統集成、梯級利用，包括標準體系等等，這些都會(huì )去設計。所以從這個(gè)角度的話(huà)，也是在不斷的推動(dòng)動(dòng)力電池技術(shù)的提升和產(chǎn)業(yè)的這樣一些技術(shù)的進(jìn)步，而中國這一塊前面講了，其實(shí)中國最主要四個(gè)國家級的規劃和涉及到動(dòng)力電池，一個(gè)是新能源汽車(chē)國家規劃，一個(gè)是十三五科技部總牽頭各個(gè)部委參加的新能源汽車(chē)重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項，這是每一年發(fā)布一個(gè)指南，今天是發(fā)布最后一批指南，在里邊動(dòng)力電池作為一個(gè)很關(guān)鍵的一塊研究?jì)热?，給予了大力的支持。還有一個(gè)就是中國制造2025，在中國制造2025出來(lái)一個(gè)叫中國動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)圖，這個(gè)在里邊也規定了電池相應的大家努力要達成的目標。再有一個(gè)，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展規劃，其實(shí)這個(gè)跟中國制造2025，包括動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)圖，其實(shí)這幾個(gè)是有所關(guān)聯(lián)的。在這里面其實(shí)電池就是分了三個(gè)層次，有300、400、500，就是說(shuō)2020年要做到產(chǎn)業(yè)化鋰離子電池300瓦時(shí)/公斤，新體系電池做到500瓦時(shí)/公斤以上，就是這樣的內容、指標或者目標。
從技術(shù)發(fā)展的這樣一個(gè)趨勢來(lái)看，實(shí)際上跟前面說(shuō)的是一致的，還是根據國家整個(gè)的戰略發(fā)展導向是密切相關(guān)的，就是以純電驅動(dòng)作用主要的應用領(lǐng)域，輔之于混合的領(lǐng)域，以純電驅動(dòng)作為主要領(lǐng)域，對電池密度要求越來(lái)越高，包括安全、保證循環(huán)，當然我們希望成本，這個(gè)角度提的越高越好?，F在我們看到，單體的能量密度有的提到300瓦時(shí)/公斤，系統提到260瓦時(shí)每公斤等等，還是跟整個(gè)國家的戰略發(fā)展的導向是密切相關(guān)的，就是向長(cháng)續航里程的純電動(dòng)車(chē)的方向在做一些規劃或者做一些目標的設計，當然新體系的電池在里邊也進(jìn)行了一些支持。
在中國制造2025動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)圖里邊分兩類(lèi)，一類(lèi)是純電動(dòng)車(chē)用的能量性的，一類(lèi)是插電式混合動(dòng)力用的能量動(dòng)力堅固性的。這里邊涉及到剛剛提到的產(chǎn)業(yè)化的、新型的鋰離子電池，關(guān)注的還是2020年實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。這里提的，我一直講一個(gè)目標，不是一個(gè)指標，什么叫目標呢？需要大家努努力，蹦蹦高、翹翹腳，希望夠得著(zhù)。跟科技部發(fā)來(lái)的指南那個(gè)是指標，那個(gè)必須要達成的，這兩個(gè)是這樣的區別。這里面2020年，我個(gè)人認為難度還是非常大的，因為單體要做到350，系統要做到260，這個(gè)難度我個(gè)人認為還是非常大的，要考慮到安全性、成本、壽命等等。但是對插電的這個(gè)我認為相對來(lái)說(shuō)難度會(huì )小一些，在2020年的時(shí)候我覺(jué)得基本上能夠達到的，包括今年科技部發(fā)布的指南，電池的這一部分，他對大巴車(chē)用的，這些指標應該基本上能夠達到，他可以要求系統要做到170瓦時(shí)/公斤，要做到4倍率的充電，這個(gè)基本上是可以達到的。
在這個(gè)基礎上無(wú)論是國家的這樣一些規劃，還是補貼，在這樣一些引導或者支持下，中國整個(gè)動(dòng)力電池現在產(chǎn)業(yè)化的水平是什么樣的呢？對磷酸鐵鋰來(lái)說(shuō)，現在他的能量密度基本上是做到150瓦時(shí)/公斤左右。上午的時(shí)候部長(cháng)也提了，但是要看路線(xiàn)圖發(fā)布之后對整個(gè)產(chǎn)業(yè)引導的結果，他在里邊提供了一些數據，磷酸鐵鋰做到了160瓦時(shí)/公斤，相當于一些小批量的或者研發(fā)的新產(chǎn)品，并不是大規模應用的，大規模應用基本上在150瓦時(shí)/公斤。三元材料能量密度基本上做到了160—220瓦時(shí)/公斤，有人說(shuō)230瓦時(shí)/公斤，這都是批量應用的，部長(cháng)提的260的也是屬于研發(fā)的或者小規模應用的產(chǎn)品，并不是大規模應用的產(chǎn)品，這是國內的情況。
國外的最主要針對乘用車(chē)，因為國內的是針對乘用車(chē)和商用車(chē)兩個(gè)市場(chǎng)，國外針對乘用車(chē)，所以他選擇的材料體系基本上是三元材料，負極基本上都是石墨類(lèi)的，國外的小電池的就是以特斯拉為代表應用的18650，現在有的做21700的，高的做到200瓦時(shí)/公斤。大容量基本上做在110—180Wh/kg，110Wh/kg是用在插電的，后面會(huì )有幾個(gè)公司的產(chǎn)品稍微跟大家用介紹一下。
這個(gè)情況下各個(gè)公司都做了自己產(chǎn)品發(fā)展的規劃，這是國內像力神、CATL、萬(wàn)向，其實(shí)最主要還是向著(zhù)高比能的產(chǎn)品在做這樣的規劃，當然也會(huì )涵蓋48V功率型的電池，當然他還會(huì )根據市場(chǎng)的一些需求做這樣一些產(chǎn)品的調整，但是總的發(fā)展的方向，向著(zhù)高比能的方向發(fā)展，韓國的包括澳際化學(xué)（音）、SK、三星、SDI這些，其實(shí)他發(fā)展的方向最主要是針對純電動(dòng)的乘用車(chē)方向，也是向著(zhù)高比能的方向發(fā)展。對于日產(chǎn)來(lái)看，他已經(jīng)做到三代，最主要是針對聆風(fēng)的這款車(chē)去做這樣的配套的。
而豐田這個(gè)最主要是針對混合動(dòng)力的普銳斯，純混合動(dòng)力的，他開(kāi)發(fā)的是一款高功率的電池，但是他從整個(gè)安全性這個(gè)角度做了這樣一個(gè)改進(jìn)，也就是說(shuō)為了提升電池的安全性，把他的熱隔離層從負極的角度給他放到了隔膜上，作這樣一個(gè)調整。
把國內外的這樣一些主要公司的產(chǎn)品做這樣一個(gè)對比的話(huà)，從三元材料這個(gè)角度來(lái)看，高比能電池角度來(lái)看，單體電池基本上處于同樣一個(gè)水平，而四大材料正極、負極、隔膜、電解液實(shí)現了國產(chǎn)化，生產(chǎn)線(xiàn)這個(gè)角度，現在一些大的公司他的生產(chǎn)線(xiàn)基本上做到了全自動(dòng)化，包括ERP、包括MES系統，而在安全性這塊，無(wú)論單體、模塊系統都通過(guò)了國家標準的測試。系統集成的角度來(lái)說(shuō)，跟國外現在還有一些差距，還需要做一個(gè)比較大的技術(shù)提升。
從電池發(fā)展的角度或者這個(gè)趨勢來(lái)看，正極三大類(lèi)，負極也是三大類(lèi)，碳材料、金屬氧化物，合金類(lèi)的，把前面國外和國內的一些企業(yè)產(chǎn)品的路線(xiàn)，或者現在在市場(chǎng)上已經(jīng)供應的一些產(chǎn)品，他的材料體系做這樣一個(gè)統計的話(huà)，大家可以看一下，目前在綠色這一欄上面已經(jīng)實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化，像磷酸鐵鋰，無(wú)論國內的乘用車(chē)、商用車(chē)里面都實(shí)現了大規模的應用，高鎳的材料像811，已經(jīng)在國內的18650的小電池里面實(shí)現了規?；膽?，而523的或者333型的這些，無(wú)論是在小電池里邊還是大電池里邊，無(wú)論我們圓柱的、方形的、軟包的都在里面實(shí)現了規?；膽?，我們有可能做成一些快充型的、一些慢充型的或者用在微型車(chē)里邊、用在A(yíng)級車(chē)里邊或者大巴車(chē)里邊，他在里邊都有應用，當然在工信部出臺了三元材料，在大巴車(chē)里面應用的還比較少，我想后邊會(huì )隨著(zhù)一些政策的調整，會(huì )逐漸的在里邊增加他的應用。
現在大家正在開(kāi)發(fā)和要做產(chǎn)業(yè)化，大家力度最大的就是綠色的這一欄，就是說(shuō)正極材料我們用高鎳的，高鎳的材料，無(wú)論NCA的還是其他的，無(wú)論做材料的企業(yè)、做電池的企業(yè)現在關(guān)注在一個(gè)重點(diǎn)和一個(gè)熱點(diǎn)。
負極材料這塊，硅碳和石墨這塊，是現在關(guān)注的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，而在隔膜這塊，做薄性化的PE的膜現在是一個(gè)熱點(diǎn)，包括隨著(zhù)補貼政策的調整，我想無(wú)論是我們在磷酸鐵鋰還是在其他類(lèi)的三元，像523、333里邊，他用的這種隔膜也會(huì )用到PE的，薄性化的PE，我們在PE膜上面會(huì )改性，我們可以加有機涂層、無(wú)機涂層，來(lái)提高循環(huán)壽命。還有這個(gè)基本上還六氟磷酸鋰，這些材料結合我們會(huì )做大300瓦時(shí)/公斤的電池，這個(gè)在2020年的時(shí)候有可能在車(chē)上做幾千輛車(chē)，3千輛或者5千輛規?；膽?。同時(shí)我們在400瓦時(shí)/公斤的電池，我們會(huì )正極采用富鋰的層狀的，就是富鋰錳基的，我們有可能做到400瓦時(shí)/公斤的產(chǎn)品原形技術(shù)的開(kāi)發(fā)，我們也可以做一些技術(shù)的驗證。
從長(cháng)遠來(lái)看一些新的，比如大家提的400或者500新體系的，有個(gè)人認為有可能2030年的時(shí)候會(huì )實(shí)現，鋰硫或者鋰空氣短時(shí)間之內是看不到希望的，但是固態(tài)電池尤其是半固態(tài)電池2020年左右我個(gè)人認為可以做到小批量的或者一定規模的應用，他的能量密度有可能330到350瓦時(shí)/公斤的水平，這樣一些標準的內容，涉及到上公告的基本上羅列在這里面，一到七項必須要去完成的，第七項是應用在大巴車(chē)里的動(dòng)力電池的要求，前面六項都是大巴車(chē)和其他車(chē)是一樣的要求，同時(shí)電池尺寸、編碼規則都發(fā)布了，現在電池的強標要求正在制定過(guò)程當中，我想在座各位要給予比較大的重視，最主要還是從單體和系統的角度對電池的安全性提出一些要求。當然鋰離子電池設計規范，無(wú)論改建、擴建、新建的，一定要滿(mǎn)足要求，里邊有一部分條款是強制性的，建議在座的各位給予比較大的關(guān)注。
最后說(shuō)說(shuō)市場(chǎng)的趨勢。最主要是針對儲能和電動(dòng)汽車(chē)這樣一個(gè)市場(chǎng)，我們電動(dòng)自行車(chē)、電膜市場(chǎng)也是關(guān)注的，方形、圓柱、軟包的都會(huì )在里面做相應的應用。
從市場(chǎng)份額來(lái)說(shuō)，中國這十多年來(lái)有一個(gè)快速的發(fā)展，技術(shù)角度我想大家也是有目共睹，這里邊技術(shù)進(jìn)展的非?？?，市場(chǎng)份額處于全球第一位的，當然電池的數量現在也是非常多，產(chǎn)能現在也是非常大，超過(guò)1千億瓦時(shí)，企業(yè)的數量應該是超過(guò)250家，形成了比較完善的這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，材料、電池、系統集成、裝備、回收、標準體系測試評價(jià)，現在做的都比較好，無(wú)論從技術(shù)角度，還是產(chǎn)業(yè)化的角度。
2015年的時(shí)候裝車(chē)是160多億，2016年是280多億，今年我個(gè)人估計應該在330億左右，對應的車(chē)我估計在60萬(wàn)輛左右的規模，而從壽命的角度來(lái)說(shuō)，最主要是跟補貼相關(guān)的，乘用車(chē)是8年12萬(wàn)公里，商用車(chē)是5年20萬(wàn)公里，價(jià)格變化的趨勢，從總體來(lái)看，必須得處于一個(gè)比較快速下降的趨勢，才能夠達到整車(chē)廠(chǎng)這樣一個(gè)要求，尤其是考慮到?jīng)]有補貼，或者說(shuō)補貼大幅降低的情況下，對他來(lái)說(shuō)我覺(jué)得明年系統1.2元是一大關(guān)，我想無(wú)論是對我們的電池廠(chǎng)還是對的材料廠(chǎng)，我覺(jué)得這個(gè)壓力還是非常大的，實(shí)際上還是從整車(chē)廠(chǎng)把這個(gè)壓力轉嫁過(guò)來(lái)。
最后說(shuō)說(shuō)技術(shù)層面面臨的一些問(wèn)題。第一個(gè)，以安全為核心，我們在能量密度、功率密度、安全、循環(huán)性、成本之間尋求這樣一個(gè)平衡點(diǎn)，來(lái)達到最后在2020年沒(méi)有補貼的情況下，我們行業(yè)能夠比較健康、比較穩定的發(fā)展，我們要通過(guò)這樣一些自動(dòng)化生產(chǎn)的裝備，加上我們的MES系統的管理，提高產(chǎn)品的一致性，同時(shí)我們來(lái)提升動(dòng)力電池系統的設計開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的水平。我們企業(yè)根據自己的優(yōu)勢，在圓柱、方形、軟包里做這樣的選擇。在標準體系這塊，尤其安全、性能、規格尺寸和編碼，國家一定時(shí)候有一些標準做強制性的實(shí)施，比如像規格尺寸，我個(gè)人還是建議在一定規模的情況下要給他做一個(gè)采納，做一個(gè)實(shí)施。
我們怎么去看待新型鋰離子電池的發(fā)展，是不是會(huì )對前邊提的材料體系會(huì )形成一個(gè)沖擊，會(huì )形成這樣一個(gè)替代，這個(gè)需要大家做一個(gè)比較深入的探討。產(chǎn)業(yè)層面是我們一定要做好整個(gè)行業(yè)的管理，因為產(chǎn)能很大，但是優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能不足，我們怎么去通過(guò)一些行業(yè)的管理來(lái)提升企業(yè)健康發(fā)展的一個(gè)水平或者這樣一個(gè)能力，尤其在優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)能方面做一個(gè)比較大的提升。再有一個(gè)，我們如何來(lái)協(xié)調整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，我想只有這樣協(xié)調起來(lái)之后或者協(xié)同起來(lái)之后，才能夠促進(jìn)行業(yè)比較健康的發(fā)展。
?。ǜ鶕l(fā)言整理，未經(jīng)本人審核）
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