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方针倒逼引发蝴蝶效应动力电池技术革新将塑新格局

安福相册网报道：http://www.05940005.com 作者：莆田电商城时间：2017年08月07日

莆田安福相册网报道：http://www.05940001.com 作者：安福相册 时间：2017年08月07日

一、方针布景

电动化大趋势愈演愈烈，我国经过系列化方针的引导和扶持，现已成为全球最大的新动力轿车商场。众所周知，新动力轿车的重要瓶颈在于电池的续航路程。在此布景下，国家《促进轿车动力电池开展行动计划》、《节能与新动力轿车技能道路图》等纷繁鼓舞高能量密度电池的运用，近期《外商投资工业辅导目录（2017年修行）》方针提出免除纯电动轿车合资企业限制以及撤销轿车电子和动力电池股比限制，这也是促进国内新动力轿车商场推行运用高能量密度电池的重要行动。根据方针倒逼和动力电池技能的前进，智电轿车经过三元锂和固态锂电池的产品技能对标模型剖析，来推演未来动力电池开展格式。
二、动力电池开展现状剖析
现在，国内新动力轿车仍然在选用磷酸铁锂（BYD为主）和三元锂电池，车型续航路程根本上都可以到达300公里，可是电池系统均匀能量密度水平为115 Wh/Kg。而2017年3月份，国家工信部等四部委联合公布《促进轿车动力电池开展行动计划》，指出到2020年，要求新式锂离子动力申池单体比能量超越300 Wh/Kg；系统比能量力求到达260Wh/Kg。

数据显现，我国动力电池现状与方针值距离达126%。这对这对磷酸铁锂电池来说太难了，可是关于以特斯拉为代表的三元锂电池是完全可能的，其选用的动力电池功用好，BMS办理系统功率也高；此外，固态锂电池也是可以将电池系统能量密度提高至 260Wh/Kg水平。
1、三元锂和磷酸铁锂电池•国家栋梁
当时，全球新动力车商场迎来蓬勃开展的关键时期，干流轿车企业纷繁布局新动力轿车战略，锂电池工业链快速老练将进一步推进新动力轿车的规模化运用。从全球的视点看，典型车企配套车型首要选用日韩动力电池，以三元锂为主体，续航路程根本上都到达或超越350公里的水平。

国内，从2017年新动力轿车前6批推行目录来看，新车型搭载电池的能量密度不同程度地提高。第一批目录中能量密度超越115Wh/Kg 的车型仅占13.11%到第五批目录中的73%，应该说能量密度的提高已是大势所趋。干流电动车企业配套的动力电池也逐渐向三元锂转型，续航路程根本上都可以到达300公里的水平。

归纳国内外动力电池企业搭载新动力轿车状况看，三元锂电池成为干流技能道路现已不可逆转，但整车续航路程仍有提高的空间。这很可能在于动力电池能量密度、BMS功率提高等多方面原因所造成的。
2、全固锂态动力电池开展•一致
国际各国先后制订了高能量密度锂电池的研制方针，均在积极地进行锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等电池的前瞻性研讨。固态锂电池在继承传统锂电池的优点根底上，安全性、能量密度等方面有了大幅前进。现在，现在全固态锂电池研制可提供的能量密度根本可达 300~400Wh/kg，其有望成为作为下一代高能量密度动力和储能电池技能的重要开展方向，为学术界和工业界的一致。

图1 国际各国对动力电池能量密度的阶段方针

图2 国际锂电池技能道路走向
聚合物固态电池•商业化
全球动力电池关联企业加快布局全固态锂电池范畴以抢占先机，现在各个技能路径呈现出不同工业化特色。现在，固态锂电池以聚合物固态电池开展较快，因为其高温作业功用较好，现已完结试验室验证并有小部分企业完成小规模工业化。

硫化物固态电池•能量密度高+本钱低
因为锂硫电池具有较高的能量密度和低价的本钱，有着巨大的开发潜力，丰田、三星、CATL、丰田等国内外企业纷繁加快布局。以丰田技能最为抢先，其2010年就推出硫化物固态电池，2014年其试验原型能量密度到达 400Wh/kg。截止到2017年头，丰田固态电池专利数量到达30件，远高于其它企业。据丰田高管泄漏，丰田或将在2020年完成硫化物固态电池的工业化。国内企业CATL在硫化物固态电池方面相对抢先，正加快开发纯电动轿车用的硫化物全固态锂金属电池。

三、两种技能道路的对比及影响剖析
1、三元锂电池•老练
从产品老练度视点来看，美国特斯拉Model系列车型现已完成打破，其Model 3行将规模化销量，进一步证明三元锂动力电池的可行性。Model 3选用全新21700电池，比较18650电池在外观上变长变粗，能量密度也提高了20%，单体电池容量可达3~4.8Ah，大幅提高35%。毫无疑问，当时三元锂动力电池已然为干流产品。

2、固态锂电池•潜力
从技能潜力视点来看，三元锂动力电池能量密度提高相对困难，全固态锂电池能量密度提高，从理论上讲更具可行性。一是全固态锂电池电压渠道提高，固态电解质比有机电解液遍及具有更宽的电化学窗口，有利于进一步提高电池的能量密度；二是固态电解质能隔绝锂枝晶成长，资料运用系统规模大幅提高，为具有更高能量密度空间的新式锂电技能奠定根底。三是全固态锂电池当时能量密度约400 Wh/Kg，预估最大潜力值达900 Wh/Kg，有超越100%的提高空间。固态锂电池必将是未来的干流产品。

3、固态锂电池•安全
近年来国内外屡次出现新动力轿车自燃事端，新动力轿车的运用越来越重视。其首要原因在于动力电池（三元锂为主）的问题，动力电池电气安全、功用安全、化学安全、机械安全方面操控仍不给力。一般来说，三元锂电池液态电解质易燃易爆，在长期运用过程中简单触发“热失控”，在充放电过程中锂枝晶的成长简单刺破隔阂，引起电池短路，造成安全隐患。

但全固态锂电池具有极高的安全性，其固态电解质不可燃、无腐蚀、不蒸发、不漏液，一起也克服了锂枝晶现象。
4、固态锂电池•明日之星
归纳上述产品、技能、安全等方面的比较，全固态锂电池在运用安全和技能潜力方面具有肯定的优势，可是三元锂电在产品老练度、商场渗透方面具有适当的优势。归纳来看，当时三元锂电为纯电动轿车最为正确的挑选。

可是，一旦全固态锂电池处理金属锂稳定性差等问题后，将爆发强壮的产品代替力，或将推翻动力电池工业格式。
5、高能量动力电池•开展动力
前面提到了，国家方针导向现已非常清晰，大力支持高能量密度的新式锂离子动力电池
的开展，并现已有相应的方针细则体现。首要体现在三个方面：一是2017年6月份国家工信部发布的双积分方针，经过高能量密度下降电池质量而获得低的百公里电能消耗量 Y 时，可以获得1.2 倍积分；二是上一年年末补助方针，强调了高能量密度（乘用车电池能量密度>120 Wh/Kg）时，可获得1.1~1.2倍补助；三是从获取补助有必要进入的新动力轿车推行目录来看，乘用车三元锂电车型占比继续提高，本年第6批车型份额占比超越70%，已然促进了高能量密度电池的开展。
6、高能量动力电池•新格式
尽管国内新动力轿车推行运用方面取得了杰出成绩，可是首要面向私人消费者的纯电动乘用车产品受制于“路程焦虑”影响没有完成大规模运用。这要求动力电池有着更高的能量密度，就现在状况而言，仅三元锂动力电池和固态锂动力电池可能到达2020年方针。这将引发国内动力电池技能新格式。
第一类，技能抢先型。CATL企业自身现已具有了三元锂电技能沉淀，其产品将选用硅碳资料作为负极，“十三五”期间有望完成350Wh/kg方针；一起CATL在固态锂电池（锂硫电池、聚合物电芯）均取得了打破，如CATL规划制作的容量为325 mAh的聚合物电芯高温循环功用体现杰出。技能的抢先和提早布局，可以确保企业在新技能的运用推行时占有制高点。
第二类，技能跟从型。国轩高科、力神等企业具有较强的商场根底，都在加快研制具有高电池能量密度的三元锂电技能。如科技部官网关于国轩高科三元锂电技能的打破状况，其以“高镍正极+硅基负极”为电池资料，试验室电池能量密度水平达281 Wh/kg。可是这类企业很少或许根本上没有涉及到固态锂电池技能储备。该类企业或将加快同三星日本研讨所、Sakti3（美国）、清陶动力等具有全固态锂电池技能的企业合资协作。
第三类，技能转型类。比亚迪、万向等企业，其间心产品磷酸铁锂电池能量密度上升空间有限，逐渐下降磷酸铁锂电池的影响，加快转型三元锂电池技能道路。其间，万向旗下A123
Systems磷酸铁锂产品能量密度停步于140Wh/kg左右；比亚迪计划在2018年三元锂电池能量密度到达240Wh/kg左右，2020年到达300Wh/kg左右。该类企业具有较强的技能堆集和研制支撑，且有较强的技能嗅觉感，或将加强同中科院青岛动力所、国能电池研讨院等科研院所的协作，加快全固态动力电池的研制。
总而言之，磷酸铁锂技能道路正在被代替，三元锂电池技能道路现已成为干流，未来全固态锂电池或新锂离子电池技能道路将逐渐代替三元锂。
四、开展主张
未来，新动力轿车的健康与规模化推行运用很大程度上取决于高安全、高续航路程的动力电池的支撑力度。当时，新动力轿车动力电池技能前进将受国家方针、外部竞争的两层压力驱动，这就要求现有三元锂动力电池技能的继续提高，一起也需求新的锂离子电池的技能攻关和打破，以完成推翻性的改造。对动力电池企业说，现在是最好的时期，也是最坏的时期。智电轿车以为，电池能量密度的“攻坚战”现已打响，动力电池职业格式将洗牌。未来企业要进入竞争力队伍，需求重点做好两点：一是要改变思维方法和“高枕无忧”，由粗豪规模化开展向“技能和规模化”偏重的开展形式转型，加快全固态锂电池或新锂离子电池技能储备；二是要重视产品的安全性，既要加强与整车企业的协作，一起要躲避“高田气囊”事件在动力电池职业演出。

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