?特斯拉超級(jí)電池未必是我們的“菜”

　　特斯拉這兩天再度賺足眼球。外媒報(bào)道，特斯拉近日在股東郵件中提供了特斯拉Model 3的電池技術(shù)明細(xì)，其中包括目前其電池所采用的原材料配比。下面就隨電源管理小編一起來(lái)了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

　　早前，馬斯克宣稱(chēng)率先被使用到Model 3中的21700鋰電池單體能量密度接近300瓦時(shí)/公斤，幾乎是世界上能量密度最高的量產(chǎn)鋰離子電池。特斯拉是否又創(chuàng)下一個(gè)世界之最，我們拭目以待。

　　據(jù)參考消息網(wǎng)5月14日?qǐng)?bào)道，美媒稱(chēng)，2018年一季度，中國(guó)貢獻(xiàn)了全球新能源汽車(chē)總銷(xiāo)量的一半左右。特斯拉宣稱(chēng)，其最新推出的電池能20分鐘充滿(mǎn)電、續(xù)航350公里。中國(guó)擁有如此龐大的市場(chǎng)，是否能造出類(lèi)似的超級(jí)電池?我國(guó)新能源汽車(chē)使用的電池目前尚未稱(chēng)雄世界，究竟是受限于制造材料還是關(guān)鍵技術(shù)?或者是因?yàn)檫x擇了不同的技術(shù)路線(xiàn)?

　　挑戰(zhàn)無(wú)極限 追逐能量密度比有風(fēng)險(xiǎn)

　　“特斯拉宣稱(chēng)電池單體能量密度最高為300瓦時(shí)/公斤，電池能量密度越高，出現(xiàn)燃燒爆炸的事故幾率就越高?！敝袊?guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張雨說(shuō)，電池的核心在電池管理系統(tǒng)，雖然特斯拉通過(guò)電池系統(tǒng)管理技術(shù)較好地解決了能量密度提升帶來(lái)的熱失控問(wèn)題，而且通過(guò)汽車(chē)設(shè)計(jì)成功地規(guī)避了三元鋰電池循環(huán)壽命短的難題。但如果要進(jìn)一步提升能量密度，會(huì)對(duì)電池安全管理提出更大挑戰(zhàn)。

　　中國(guó)工程院院士楊裕生在多個(gè)場(chǎng)合強(qiáng)調(diào)，不斷地提高電池的比能量是一條非常危險(xiǎn)的路。

　　此前，中國(guó)科協(xié)主席萬(wàn)鋼曾公開(kāi)表示，從市場(chǎng)上看，續(xù)駛里程確實(shí)是電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，但它的實(shí)現(xiàn)并非是簡(jiǎn)單增加車(chē)載電池量就能解決。

　　“電池的能量密度越大，單位體積內(nèi)存儲(chǔ)的電量就越大，電池能量密度和裝載量決定電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航。過(guò)去十幾年間，電池能量密度的提升，主要就是靠電池材料本身的技術(shù)進(jìn)步及電池中活性物質(zhì)占比的提升來(lái)實(shí)現(xiàn)。”合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司工程研究院副院長(zhǎng)楊續(xù)來(lái)表示，通過(guò)增大電池尺寸降低殼體等輔材的重量，也能達(dá)到電池能量密度提升的效果。

　　對(duì)擔(dān)負(fù)著國(guó)家彎道超車(chē)使命的新能源產(chǎn)業(yè)而言，動(dòng)力電池的重要性不言而喻。不少業(yè)內(nèi)人士坦承，動(dòng)力電池是新能源汽車(chē)的心臟，新能源汽車(chē)能走多遠(yuǎn)，主要取決于動(dòng)力電池。

　　值得注意的是，根據(jù)《中國(guó)制造2025》動(dòng)力電池發(fā)展規(guī)劃：到2020年，國(guó)產(chǎn)電池能量密度將達(dá)到300瓦時(shí)/公斤。專(zhuān)家認(rèn)為，我國(guó)在積極推動(dòng)高比能量電池的發(fā)展，但電池的安全和比能量的關(guān)系問(wèn)題依然值得研究。

　　技術(shù)雖有難題 本土企業(yè)也能生產(chǎn)

　　業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，不僅是特斯拉的電池系統(tǒng)控制能力，整車(chē)設(shè)計(jì)也并非大多數(shù)中國(guó)車(chē)企短期內(nèi)能模仿和超越的。那么，中國(guó)本土企業(yè)能造出如特斯拉般續(xù)航強(qiáng)勁的三元鋰電池嗎?

　　在電池的四大主材——正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜中，正極材料不但占到成本的40%，且直接決定電芯的能量密度。根據(jù)正極材料技術(shù)路線(xiàn)，動(dòng)力電池可主要分為磷酸鐵鋰、三元鋰(NCA/NCM)和錳酸鋰電池三類(lèi)。

　　根據(jù)正極材料的構(gòu)成，三元鋰電池分為NCA和NCM兩類(lèi)。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成。特斯拉此次宣稱(chēng)的強(qiáng)勁續(xù)航電池屬于三元鋰NCA電池。

　　中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)研究部主任周波表示，NCA的生產(chǎn)工藝條件更為苛刻，制作工藝存在門(mén)檻。更重要的是，NCA材料的技術(shù)壁壘也很高，目前產(chǎn)能主要集中在日韓，我國(guó)量產(chǎn)較少。

　　“NCA電池在國(guó)內(nèi)也可以做，去年國(guó)內(nèi)某重點(diǎn)材料企業(yè)給日本松下供貨1000多噸。”張雨說(shuō)。

　　但據(jù)記者了解，國(guó)內(nèi)NCA材料及其電池的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)起步較晚，目前有多家企業(yè)開(kāi)始中試和小批量試產(chǎn)，還有一些技術(shù)問(wèn)題需要解決，并沒(méi)有形成批量生產(chǎn)及銷(xiāo)售。同時(shí)，生產(chǎn)材料受限，國(guó)外NCA材料市場(chǎng)主要為住友金屬、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社等壟斷。

　　張雨分析說(shuō)，NCA電池在中國(guó)未能大量生產(chǎn)的深層次原因還在于，由于熱穩(wěn)定性較差導(dǎo)致電池的安全性下降，電池生產(chǎn)企業(yè)和終端產(chǎn)品用戶(hù)對(duì)NCA電池的安全性心存顧慮，這需要從電芯設(shè)計(jì)、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電源使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)可靠的安全設(shè)計(jì)。而從加工角度來(lái)說(shuō)，NCA電池需要純氧環(huán)境、加工成本較高，在電池生產(chǎn)全過(guò)程均要控制濕度在10%以下，這些對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)都存在很大挑戰(zhàn)。

　　基于技術(shù)、成本和補(bǔ)貼的因素，中國(guó)主要選擇了NCM路線(xiàn)，但這也并不代表NCA路線(xiàn)沒(méi)有新機(jī)會(huì)。

　　成本影響市場(chǎng) 特斯拉未必是標(biāo)桿

　　盡管中國(guó)本土企業(yè)并不是造不出三元鋰電池，但特斯拉挑戰(zhàn)極限的三元鋰電池，并不一定是我國(guó)新能源汽車(chē)電池研究、生產(chǎn)的唯一目標(biāo)。

　　來(lái)自中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，從不同電池材料類(lèi)型來(lái)看，2017年1—12月三元鋰電池裝機(jī)量為16.04千兆瓦時(shí)，占比為44.01%;磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量為17.97千兆瓦時(shí)，占比為49.29%;錳酸鋰電池裝機(jī)量為1.48千兆瓦時(shí)，占比為4.06%……

　　業(yè)內(nèi)人士告訴科技日?qǐng)?bào)記者，在國(guó)家政策主導(dǎo)和市場(chǎng)環(huán)境加持下，我國(guó)鋰電池技術(shù)路線(xiàn)為磷酸鐵鋰和三元鋰電池并重。然而，即便在三元鋰電池的技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展上，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池制造廠(chǎng)家的選擇也有側(cè)重，選擇NCM路線(xiàn)者眾，而鮮有選擇特斯拉使用的NCA路線(xiàn)者。

　　NCA電池已經(jīng)大規(guī)模、成熟量產(chǎn)，且得到商業(yè)上的驗(yàn)證;而高能量密度的NCM電池，目前還未大規(guī)模量產(chǎn)。業(yè)界專(zhuān)家表示，兩者性能上比較接近，但高能量密度的NCM價(jià)格略便宜。所以，從性?xún)r(jià)比而言，NCM更符合我國(guó)市場(chǎng)。

　　“從某種意義上來(lái)說(shuō)，其實(shí)是磷酸鐵鋰成就了中國(guó)的新能源汽車(chē)。從成本角度來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰更占優(yōu)勢(shì)，我們預(yù)測(cè)將來(lái)磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)空間應(yīng)該比三元鋰電池更大?！睏罾m(xù)來(lái)告訴科技日?qǐng)?bào)記者，現(xiàn)階段三元鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)，得益于國(guó)家政策導(dǎo)向?qū)Ω弑饶芰侩姵氐囊螅箅姵啬芰棵芏雀?、續(xù)航里程遠(yuǎn)。當(dāng)然，三元鋰電池?fù)碛懈叩谋饶芰亢捅裙β?，更符合乘用?chē)的需求，但將來(lái)未必一定是市場(chǎng)主流。

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