肖成偉：動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)資金投入超過(guò)1000億
圖為中國電子科技集團第18研究所電池檢測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(chē)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)展投資貿易洽談會(huì )”的重要活動(dòng)之一，體現了“開(kāi)放合作·綠色發(fā)展”的主題。電池中國網(wǎng)對本屆論壇進(jìn)行了全程直播報道。
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，中國電子科技集團第18研究所電池檢測中心主任肖成偉做出了演講，以下為演講內容：
很高興參加本次峰會(huì )。簡(jiǎn)單的介紹一下動(dòng)力電池的發(fā)展階段和趨勢。
第一，動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展現狀及趨勢。對車(chē)用電池的要求內容很多，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，有些方面是劣勢，針對不同的需求做產(chǎn)品應用開(kāi)發(fā)。
在電動(dòng)汽車(chē)里面，動(dòng)力電池原來(lái)是鉛酸電池，目前在豐田系混合動(dòng)力轎車(chē)里面規模使用，在具有啟停功能的轎車(chē)，在國內外低速電動(dòng)車(chē)中規模使用，鋰電池在電動(dòng)汽車(chē)里面主要的還是一個(gè)技術(shù)趨向和一些產(chǎn)品應用。
在國家新能源汽車(chē)重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項中，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(cháng)壽命電池；第四，動(dòng)力電池系統；第五，高比能二次電池；第六，測試評估。在節能與新能源汽車(chē)國家規劃里面重點(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是350瓦時(shí)/公斤，對應配套的新能源汽車(chē)的數量到2020年時(shí)預計要100萬(wàn)輛，到2025年時(shí)預計300萬(wàn)輛。
國家三個(gè)五年計劃鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)的變化趨勢。正極材料還是根據國家研發(fā)支持的方向，比如中國政府現在已經(jīng)把電驅動(dòng)作為研發(fā)支持的重點(diǎn)。從材料體系來(lái)看，往高比能的材料體系方向發(fā)展。鈷酸鋰是因為安全性，包括鈷資源的問(wèn)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(lái)說(shuō)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(guò)了新的國家標準。
國內外動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展現狀比較，如圖，從對比的情況來(lái)看，國內開(kāi)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、系統集成技術(shù)、生產(chǎn)線(xiàn)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(lái)說(shuō)，通過(guò)中國政府對新能源汽車(chē)的支持，對推動(dòng)國內鋰電池的技術(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)展趨勢來(lái)看，正極材料有層狀結構、尖晶石結構和橄欖石型結構，其中高密度的三元材料現在是研發(fā)產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)。而負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(lèi)的材料里面的硅碳負極材料是研發(fā)的熱點(diǎn)。如圖，從配對可以看出來(lái)，最左邊這欄實(shí)現了大規模的產(chǎn)業(yè)化，中間這個(gè)材料體系，現在是研發(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，現在是作為基礎研究的熱點(diǎn)。
到2020年可以看到，中短期可以實(shí)現的材料體系配對的情況，如圖，這一欄都已經(jīng)實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化。藍色這欄，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(chē)研發(fā)專(zhuān)項中電池有關(guān)內容，各個(gè)企業(yè)材料體系的內容基本上是以這個(gè)為主。目前來(lái)看，18650材料體系是經(jīng)濟性最好的材料。個(gè)人認為，18650真正應用的領(lǐng)域還是在小型車(chē)和微型車(chē)，即系統集成在30千瓦時(shí)以?xún)鹊碾姵伢w系。個(gè)人認為，采用18650是比較好的技術(shù)選擇，整個(gè)電池系統的能量提升之后，對小容量電池大規模串并聯(lián)的連接和熱管理的技術(shù)難度還是非常高的。當然對18650體系也在做提升，像20/21系列，在此基礎上提高能量來(lái)減少串并聯(lián)數量，以此擴大應用。
中長(cháng)期可能實(shí)現產(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)現產(chǎn)業(yè)化的應用，還是取決于技術(shù)進(jìn)展的程度。
如圖，國家標準現在有5項跟動(dòng)力電池相關(guān)。黑色的是已經(jīng)被引用作為電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)強檢的標準，對動(dòng)力電池的安全性有比較大的促進(jìn)。因為在對國內動(dòng)力電池標準加嚴的情況下，對動(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)展的趨勢相匹配的。系統集成方面，在振動(dòng)、擠壓、外部火燒和安全性相關(guān)的測試出現了一些問(wèn)題，而在其他方面相對來(lái)說(shuō)都突破了測試。剛才提的，像振動(dòng)、擠壓、外部火燒方面，無(wú)論是整車(chē)企業(yè)、還是電池企業(yè)、還是第三方做系統集成的企業(yè)，在這三個(gè)方面對它的關(guān)注和研發(fā)的力度一定要加強，因為這三個(gè)方面總體來(lái)看還是出現問(wèn)題的機率比較高。
第二，動(dòng)力電池市場(chǎng)趨勢。
對動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，現在像電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、儲能都是動(dòng)力電池現在和未來(lái)應用的市場(chǎng)。
全球角度來(lái)看，動(dòng)力電池的投資力度還是處于增強的階段，整個(gè)產(chǎn)業(yè)投資的平均強度可以跟著(zhù)投資規模的提升呈現快速下降的趨勢。在國內的方面，目前形成了比較集中的四大區域，珠三角、長(cháng)三角、京津冀和中原。目前來(lái)看，整個(gè)產(chǎn)業(yè)資金投入超過(guò)了1000億，2015年的產(chǎn)能超過(guò)400億瓦時(shí)，2015年配套電池的瓦時(shí)數超過(guò)了160億瓦時(shí)，產(chǎn)值超過(guò)了400億人民幣。中國現在形成了一個(gè)完善的產(chǎn)業(yè)鏈像正極、負極、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。壽命還是跟國家補貼政策相關(guān)的，動(dòng)力電池的質(zhì)保期要求達到8年/12萬(wàn)公里，乘用車(chē)在5年/20萬(wàn)公里。
現在大家關(guān)心比較多的，跟動(dòng)力電池相關(guān)的政策，一個(gè)是動(dòng)力電池管理規范的實(shí)施，現在已經(jīng)發(fā)布四批了，目錄包括超過(guò)50家企業(yè)。同時(shí)《動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展指導意見(jiàn)》也在部委之間征求意見(jiàn)，我想也會(huì )通過(guò)國辦對外發(fā)布。
吳鋒老師剛才講了一下回收。對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。對鋰資源比較豐富青海方面，無(wú)論從資源回收、資源利用角度，對動(dòng)力電池規?；纳a(chǎn)和使用，現在還是今后都有很大的作用。
我的報告就到這里。謝謝大家！
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