“我國(guó)新能源汽車(chē)保有量超過(guò)1300萬(wàn)輛，占全球總量的一半以上，在‘雙碳’目標(biāo)下發(fā)展速度會(huì)更快，這對(duì)于動(dòng)力電池和燃料電池，提出越來(lái)越高的要求。”中國(guó)科學(xué)院院士孫世剛表示，動(dòng)力電池需要全方位發(fā)展，包括能量密度、功率密度、安全性、使用壽命、極端環(huán)境適用性和降低成本等方方面面。
近日，以“推進(jìn)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”為主題的中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇(2023)在京舉辦。論壇期間，來(lái)自政府部門(mén)、行業(yè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)代表共聚一堂，就動(dòng)力電池面臨的挑戰(zhàn)，以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等問(wèn)題進(jìn)行深入解讀。
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動(dòng)力電池面臨“升維”挑戰(zhàn)
隨著新能源汽車(chē)的蓬勃發(fā)展，動(dòng)力電池裝機(jī)量水漲船高。數(shù)據(jù)顯示，2022年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝車(chē)總量達(dá)到294.6GWh，同比增長(zhǎng)90.7%。然而，“行業(yè)形勢(shì)發(fā)展大好的背后，很多不穩(wěn)定、不確定的挑戰(zhàn)已經(jīng)產(chǎn)生。”欣旺達(dá)電子股份有限公司副總裁梁銳表示。
在梁銳看來(lái)，目前動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)面臨“升維”挑戰(zhàn)。“我們過(guò)去強(qiáng)調(diào)掌握技術(shù)、質(zhì)量，控制成本就可以了，但去年很多企業(yè)花很大工夫去投資供應(yīng)鏈，以保證上游資源的供應(yīng)。”
梁銳進(jìn)一步指出，國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)加劇，上游資源受到約束，部分專(zhuān)利糾紛不斷產(chǎn)生，同時(shí)在“雙碳”戰(zhàn)略的背景下，對(duì)電池的碳排放管理越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)于中國(guó)動(dòng)力電池低碳綠色發(fā)展的模式提出了新的要求。
孫世剛認(rèn)為，動(dòng)力電池在技術(shù)層面也有很多不足之處。首先是鋰離子提取有一定難度；其次，能量密度接近極限，而許多應(yīng)用場(chǎng)景希望有更長(zhǎng)的續(xù)航里程；再次，車(chē)輛行使過(guò)程中工況隨時(shí)變化，對(duì)材料和界面帶來(lái)沖擊，可能導(dǎo)致事故發(fā)生；最后，使用環(huán)境復(fù)雜，需要有更好的適應(yīng)性。
孫世剛強(qiáng)調(diào)，在動(dòng)力電池體系中最核心的還是材料。他說(shuō)，“從現(xiàn)在到未來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間，鋰金屬將扮演著重要角色。用鋰金屬作為負(fù)極，高壓高比容量材料作為正極，不可避免帶來(lái)一些安全性問(wèn)題，主要還是抑制鋰枝晶生長(zhǎng)，找到相應(yīng)的添加劑，以解決安全問(wèn)題。”
“從提升電池的動(dòng)力性能來(lái)看，材料結(jié)構(gòu)同樣發(fā)揮重要作用。”孫世剛舉例道，相同的材料，調(diào)控層狀正極材料的表面結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化鋰離子傳輸過(guò)程，能顯著提升鋰離子電池的能量密度和功率密度。另外，強(qiáng)化離子電池包含傳輸通道、電子傳輸通道、電池?zé)醾鞒龅龋€能提升電池安全性性能。
從有到好亟需解決瓶頸問(wèn)題
與此同時(shí)，動(dòng)力電池原材料價(jià)格和資源限制，也成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)話題。孚能科技(贛州)股份有限公司董事長(zhǎng)王瑀表示，“我們預(yù)測(cè)，如果2022年動(dòng)力電池能夠達(dá)到100美元每千瓦時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的普及就會(huì)到來(lái)，也確實(shí)做到從198美元降到140美元左右。”
然而，“去年碳酸鋰的漲價(jià)打破了我們所有的理想和愿望，一年內(nèi)從5萬(wàn)-6萬(wàn)元漲了約10倍，整車(chē)廠和電動(dòng)汽車(chē)廠為鋰產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)了接近1000億的利潤(rùn)。”王瑀感嘆道，我們經(jīng)歷了鈷資源有限的影響后，又受到鋰資源的影響。
王瑀認(rèn)為，動(dòng)力電池從“有”到“好”是亟需解決的瓶頸問(wèn)題，首先是做足續(xù)航里程，電池包電量需提升25%；其次，消除充電焦慮，目標(biāo)10分鐘充滿(mǎn)400公里；再次，壓縮電池包價(jià)格，達(dá)到100美元每千瓦時(shí)；最后，減少對(duì)鈷和鋰資源的依賴(lài)，進(jìn)一步推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量，梁銳建議，為電池配備電池護(hù)照，這是電池生命周期的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，為全球的電池價(jià)值鏈帶來(lái)更高的透明度。梁銳說(shuō)，“通過(guò)電池全生命周期質(zhì)量管理，建立開(kāi)發(fā)質(zhì)量保證、供應(yīng)商質(zhì)量保證、過(guò)程質(zhì)量保證到售后質(zhì)量保證等體系，最終達(dá)到客戶(hù)完全滿(mǎn)意和零缺陷的目標(biāo)。”
“我們不僅要解決動(dòng)力電池瓶頸的技術(shù)問(wèn)題，還要在源頭上實(shí)現(xiàn)超越。”孫世剛說(shuō)，相關(guān)企業(yè)要從能量密度、功率密度、安全性、長(zhǎng)壽命、低成本等方面，建立自立自強(qiáng)的技術(shù)根基，進(jìn)而主導(dǎo)下一代動(dòng)力電池和燃料電池的發(fā)展。
中國(guó)電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉也表示，現(xiàn)在動(dòng)力電池研發(fā)的熱點(diǎn)集中在下一代鋰離子電池、新體系電池、智能電池、電池系統(tǒng)集成等。多方協(xié)同深入開(kāi)展研究工作，提高中國(guó)動(dòng)力電池基礎(chǔ)研究能力、工程化技術(shù)水準(zhǔn)，提升我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)國(guó)際影響力。(中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng) 記者姜智文)
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