動(dòng)力電池企業(yè)須打好技術(shù)創(chuàng)新牌

近年來，動(dòng)力電池行業(yè)間競爭愈演愈烈，市場格局不斷變化。在激烈的競爭下，動(dòng)力電池企業(yè)更加注重從多方面提升自身的綜合性能，從而驅(qū)動(dòng)電池技術(shù)加速迭代、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，企業(yè)創(chuàng)新動(dòng)力強(qiáng)勁。

從近期召開的2023新能源汽車零部件論壇暨動(dòng)力電池招商大會上獲悉，作為新能源汽車的核心部分，我國動(dòng)力電池的材料和新技術(shù)應(yīng)用不斷取得突破，形成了從材料研發(fā)、電池生產(chǎn)、回收利用到設(shè)備支撐的全球產(chǎn)業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)體系。

動(dòng)力電池技術(shù)“百花齊放”

動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新大致可分為兩個(gè)方向：一是材料創(chuàng)新，比如鈉離子電池、鉀離子電池、固態(tài)電池;二是工藝創(chuàng)新，比如通過改變動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)或形態(tài)來提升能量密度及安全性。

通過對空間的設(shè)計(jì)應(yīng)用，各電池廠商推出一系列電池品牌，比如寧德時(shí)代的麒麟電池，中創(chuàng)新航的OS高錳鐵鋰電池，瑞浦蘭鈞的問頂電池，蜂巢能源的龍鱗甲電池……

2022年以來，在眾多廠商的“明爭暗斗”下，動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新更是層出不窮，電池體積利用率不斷實(shí)現(xiàn)突破，系統(tǒng)能量密度接連獲得提升，安全性能進(jìn)一步得以保障。

制表：中國能源網(wǎng)

固態(tài)電池離我們還有多遠(yuǎn)?

眾所周知，固態(tài)電池是未來電池技術(shù)發(fā)展的重要趨勢之一。“固態(tài)電池普及之日，就是燃油車退出歷史舞臺之時(shí)。”多年前流傳于新能源行業(yè)的這句話始終激勵(lì)著動(dòng)力電池企業(yè)不斷在該領(lǐng)域取得突破。

固態(tài)電池被視為下一代動(dòng)力電池，是相對于傳統(tǒng)液態(tài)電池而言。如果按電解質(zhì)的形態(tài)對鋰離子電池進(jìn)行分類，可以按照其中液體含量的多少分為液態(tài)電池與固態(tài)電池，而固態(tài)電池又被分為半固態(tài)電池、準(zhǔn)固態(tài)電池與全固態(tài)電池。液態(tài)電池中的電解質(zhì)都是由液體組成，而半固態(tài)液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比<10%，準(zhǔn)固態(tài)液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比<5%，全固態(tài)則不含任何液體電解質(zhì)。

圖片來源：中國儲能網(wǎng)

固態(tài)電池的優(yōu)勢

能量密度更高：能量密度翻倍，續(xù)航里程達(dá)到1000km以上;固態(tài)電池的能量密度理論值有望突破500Wh/kg;

循環(huán)壽命更長：固態(tài)電池在充放電過程中幾乎沒有鋰離子的消耗，能讓固態(tài)電池的容量在很長一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定;

安全性更高：液態(tài)電解質(zhì)熱分解溫度與隔膜融化溫度在160℃以下，而固態(tài)電解質(zhì)熱分解溫度超過500℃，幾乎不存在起火的安全隱患;固態(tài)電解質(zhì)的不可燃性、無腐蝕性、無揮發(fā)等特性，使其化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定，穿刺后無需擔(dān)心安全問題;

充電速度更快：充電速度可提高幾倍以上，且不受溫度限制。

面臨瓶頸及發(fā)展現(xiàn)狀

目前受限于一些技術(shù)原因，全固態(tài)電池還有很多問題有待解決，比如暫時(shí)無法攻克原材料、設(shè)備和工藝上的難題，充放電效率低、固態(tài)電解質(zhì)難以輕薄化，目前仍處于高成本階段，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。因而，固態(tài)電池在全球范圍仍未落實(shí)到量產(chǎn)階段，國內(nèi)大多數(shù)動(dòng)力電池企業(yè)則采用半固態(tài)電池作為過渡方案。

從發(fā)展路線來看，從傳統(tǒng)液態(tài)電池到最終全固態(tài)電池的發(fā)展可以分為五大階段：傳統(tǒng)液態(tài)電池——凝膠態(tài)電池——半固態(tài)電池——準(zhǔn)固態(tài)電池——全固態(tài)電池。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，作為過渡技術(shù)的半固態(tài)電池商用化即將來臨。半固態(tài)電池依賴于液態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行鋰離子交換，但其電解液含量已大幅減少。

日產(chǎn)、寶馬、寧德時(shí)代、蔚來、中創(chuàng)新航、上汽、廣汽、孚能科技等都已在固態(tài)電池技術(shù)方面有所布局。與國外相比，中國在固態(tài)電池技術(shù)上存在巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，仍然需要相關(guān)企業(yè)加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

專家觀點(diǎn)

中國工程院院士陳清泉：

汽車產(chǎn)業(yè)變革的上半場是電動(dòng)化，主要核心技術(shù)是輕量化車體、高性能動(dòng)力總成一體化、高性能安全電池包。下半場是智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，主要核心技術(shù)是汽車芯片和操作系統(tǒng)。

中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會會長李毅中：

在電動(dòng)汽車需求側(cè)，應(yīng)繼續(xù)提高動(dòng)力電池效能，研制鈉電池、固態(tài)電池等新型高效電池;要攻克電池的技術(shù)難關(guān)，應(yīng)看到鈉電池、固態(tài)電池等新型先進(jìn)電池尚在實(shí)驗(yàn)試產(chǎn)中，企業(yè)要加大研發(fā)投入并重視團(tuán)隊(duì)建設(shè)。

中國電動(dòng)汽車百人會副秘書長馬仿列：

從全球主要國家和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃來看，預(yù)計(jì)2030年前后，固態(tài)電池、鋰硫電池等下一代電池都將大規(guī)模進(jìn)入市場，我國企業(yè)應(yīng)持續(xù)加大對下一代電池的研發(fā)投入，完善新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，并尋求適宜應(yīng)用場景，以推動(dòng)技術(shù)迭代和落地。

中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會執(zhí)行副會長路耀華：

動(dòng)力電池企業(yè)要加強(qiáng)與下游車企之間的協(xié)同，形成發(fā)展合力;加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理，確保原材料供應(yīng)穩(wěn)定、安全;加大對新材料新技術(shù)的研發(fā)投入，不斷提升電池的可靠性、安全性等，逐漸解決續(xù)航里程短、充電慢等難題;要在電池回收方面做好文章。

孚能科技董事長王瑀：

動(dòng)力電池在技術(shù)層面依然存在較多問題：一方面是能量密度不夠高、續(xù)航里程不夠長，部分車輛有虛標(biāo)趨勢;另一方面，電池包體積有限，難以大幅提升續(xù)航。此外，受成本壓制影響，動(dòng)力電池逐漸向磷酸鐵鋰傾斜。鋰電池的演變從液態(tài)開始，但終極肯定是固態(tài)。

中創(chuàng)新航高級副總裁潘芳芳：

創(chuàng)新應(yīng)該推動(dòng)成本持續(xù)降低和用戶體驗(yàn)持續(xù)提升。過去十幾年，材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、制造創(chuàng)新支持動(dòng)力電池快速迭代。隨著TWh時(shí)代的到來，極簡制造是未來發(fā)展方向，通過極簡制造，簡化零部件數(shù)量和工序數(shù)量，降低成本。

結(jié)語

《動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案白皮書(2023-2025)》顯示，2022年，我國動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新能力不斷提高，三元電池系統(tǒng)能量密度最大值提升至212Wh/kg，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度最大值提升至176.1Wh/kg;純電動(dòng)乘用車單車平均帶電量提升至50.9kWh，續(xù)航400公里以上車型占比提升至70.7%。

從國家層面來講，不僅要加大動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新方面的政策支持、資金投入，還應(yīng)不斷加強(qiáng)與國內(nèi)外的相關(guān)合作，共同推動(dòng)電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。技術(shù)創(chuàng)新與供應(yīng)鏈重構(gòu)，將是動(dòng)力電池企業(yè)長期發(fā)展過程中不會輕易變更的兩條路線。

對于動(dòng)力電池企業(yè)而言，通過技術(shù)創(chuàng)新降低成本進(jìn)而搶占市場份額已成普遍共識，技術(shù)創(chuàng)新論其本質(zhì)就是一場決定生死存亡的生存戰(zhàn)，是破解動(dòng)力電池行業(yè)桎梏的關(guān)鍵所在。想要改變現(xiàn)有的競爭格局，也只有技術(shù)創(chuàng)新這條路可走。