《電子技術(shù)應(yīng)用》
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未來動(dòng)力電池將何去何從

2017-08-03

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作為新能源汽車的最核心部件和產(chǎn)業(yè)商業(yè)化破局的關(guān)鍵,,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直受到各界的關(guān)注。近幾年來,,在國家政策的調(diào)控下,,各大整車企業(yè)對(duì)新能源車型產(chǎn)品和供應(yīng)鏈進(jìn)行了大調(diào)整,帶動(dòng)了電池行業(yè)整體新一輪的發(fā)展。在上半年公布的6批公告中,,參與配套的電池高達(dá)85家,。

值得一提的是,軟包裝電池在這一過程中,,顯示出了強(qiáng)勁的增長力,。據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),2015年國內(nèi)方形,、圓柱,、軟包鋰電池產(chǎn)量分別為17GWh、10.1GWh,、19.8GWh,,占比分別為36.4%、21.5%,、42.3%,,軟包電池占比已經(jīng)超過方形和圓柱電池。2016年前三個(gè)季度,,受新能源汽車市場波動(dòng)等因素影響,,方形、圓柱電池產(chǎn)量環(huán)比都出現(xiàn)了不同程度的下滑,,只有軟包電池產(chǎn)量環(huán)比上升,,國內(nèi)軟包電池前三季度產(chǎn)量達(dá)13Gwh,其中,,第三季度環(huán)比增長達(dá)20%,。

目前,北汽,、長安,、東風(fēng)等國內(nèi)中高端新能源乘用車產(chǎn)品上,都開始采用軟包動(dòng)力電池,。LG,、AESC等國外動(dòng)力電池企業(yè)也啟動(dòng)了軟包電池的大批量生產(chǎn)。

“軟包電池未來將在乘用車上得到廣泛應(yīng)用,,成為新能源汽車市場的主力軍,。”北京國能電池科技有限公司(以下簡稱國能電池)常務(wù)副總經(jīng)理張景舒說,。

資料顯示,,目前,主流的鋰電池封裝形式主要有三種,,即圓柱,、方形和軟包,。

圓柱形鋰電池生產(chǎn)工藝成熟,成本較低,,產(chǎn)品良率以及電池組的一致性較高,,散熱性能優(yōu)于方型電池,便于多種形態(tài)組合,,適用于電動(dòng)車空間設(shè)計(jì)的充分布局,。但由于采用鋼殼或鋁殼封裝,自重較高,,比能量相對(duì)較低,。

方形硬殼電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料,,內(nèi)部采用卷繞式或疊片式工藝,。由于方形鋰電池可以根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行定制化生產(chǎn),所以市場上有成千上萬種型號(hào),,導(dǎo)致工藝難以統(tǒng)一,。

相比之下,軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢,。比如重量輕,,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%,;內(nèi)阻小,,軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電,;循環(huán)性能好,,循環(huán)壽命更長;設(shè)計(jì)靈活,,外形可變?nèi)我庑螤?,可根?jù)客戶的需求定制,開發(fā)新的電芯型號(hào),。

從最近幾年的市場發(fā)展趨勢來看,軟包電池的占比越來越高,,有專家預(yù)計(jì),,未來軟包電池的市場份額有望超過50%。

海通證券發(fā)布的研究報(bào)告顯示,,軟包電池未來在動(dòng)力領(lǐng)域擁有極大發(fā)展空間,。該報(bào)告指出,軟包電池相比目前主流技術(shù)路線,,質(zhì)量較使用鋁殼輕20%,、可獲得更高的能量密度,,具有更好的安全性,循環(huán)次數(shù)更高,;軟包電池在國內(nèi)鋰電池整體市場的占有率約為35%,,在3C領(lǐng)域已經(jīng)證明了其優(yōu)越性,但是在動(dòng)力電池這一子環(huán)節(jié)的占有率估算尚不到10%,。國內(nèi)動(dòng)力軟包電池尚處于起步階段,,未來具有極大的發(fā)展空間。

最關(guān)鍵的還在于,,軟包電池安全性能更佳,。

“因?yàn)槭擒洶b,是通過PP膜熱封封口的方式,,所以承受的內(nèi)壓比較低,。其他兩種(硬)包裝遇上當(dāng)防爆閥不能完全打開的情況,可能會(huì)發(fā)生這種爆炸,。因而軟包裝的安全性能是略勝一籌的,。”國內(nèi)某動(dòng)力系統(tǒng)有限公司副總經(jīng)理艾群表示,。

目前,,許多電池企業(yè)已經(jīng)加大、加快軟包電池的研發(fā)生產(chǎn),。其中,,國能電池是較為領(lǐng)先者。在上半年新車目錄中,,國能電池的車型配套數(shù)量進(jìn)入前三,,已經(jīng)為安凱客車、東風(fēng)汽車,、東風(fēng)襄旅,、亞星、南京金龍,、珠海銀隆,、北汽銀翔等客車、專用車企業(yè)進(jìn)行了配套和批量供貨,。目前,,國能電池已經(jīng)建設(shè)了北京、河南中牟,、浙江海寧,、湖北襄陽等八大生產(chǎn)基地。今年年底產(chǎn)能將達(dá)到11GWh,,有望成為全球最大的軟包電動(dòng)力電池制造商,,預(yù)計(jì)在2020年,,產(chǎn)能可達(dá)到25GWh。

國能電池董事長郭偉表示,,國能電池做出發(fā)力軟包電池這一戰(zhàn)略決策,,根據(jù)就是對(duì)技術(shù)趨勢的判斷。

“我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正不斷發(fā)展和升級(jí),。動(dòng)力電池作為最核心的部件,,其技術(shù)的升級(jí)、更迭肯定更快,,整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向一定是高性能,、高能量密度。最終,,市場證明我們的判斷是對(duì)的,。”郭偉說,。

據(jù)他介紹,,國能電池量產(chǎn)的電池組能量密度,在2016年就已達(dá)到了125wh/kg,,三元單體量產(chǎn)的能量密度達(dá)到了200wh/kg,。預(yù)計(jì)到2017年年底,國能磷酸鐵鋰電池單體密度將突180Wh/kg,,三元產(chǎn)品將突破240Wh/kg,。

有專家指出,當(dāng)前動(dòng)力電池行業(yè)的競爭,,根本上還是技術(shù)的比拼,。一支以高水平科研人員為核心、研究方向覆蓋電池技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)團(tuán)隊(duì),,是國能電池取得領(lǐng)先身位的保障,。

據(jù)了解,目前國能電池技術(shù)團(tuán)隊(duì)的核心人員,,均為行業(yè)高端人才:副總經(jīng)理吳叢笑是中組部“千人計(jì)劃”新能源領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物,,中科院電化學(xué)博士;技術(shù)總監(jiān)馬軍同為中組部“千人計(jì)劃”的專家,,曾主持國家863等重大專項(xiàng)項(xiàng)目,,擁有十多項(xiàng)電動(dòng)汽車重大發(fā)明。此外,,國能首席動(dòng)力電池科學(xué)家李德成,來自索尼動(dòng)力電池部門,,長期從事能源材料研發(fā),;首席先進(jìn)電池科學(xué)家文哲澤曾任NEC能源公司技術(shù)負(fù)責(zé)人,,為三星、日立等企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品,。

目前,,國能電池已經(jīng)成立了北京研發(fā)總部和無錫研發(fā)基地,上海研發(fā)分部年底將正式啟用,。公司已經(jīng)具備完善的研發(fā)體系和健全的實(shí)驗(yàn)條件,,擁有高科技研究中心、電池仿真平臺(tái),、電池管理系統(tǒng)和電池開發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等,。

不過,也有聲音認(rèn)為,,無論圓柱,、方形還是軟包電池,目前之所以都能快速發(fā)展,,是因?yàn)樗鼈冊(cè)诟髯陨瞄L的應(yīng)用領(lǐng)域,,都得到了很好的應(yīng)用。在政策與市場的雙輪驅(qū)動(dòng)下,,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)正從導(dǎo)入期向高速發(fā)展期加速前進(jìn),。而在技術(shù)路線選擇上,國內(nèi)方形,、軟包,、圓柱三足鼎立的局面將長期保持。其市場占比,,還要取決于下游市場的具體發(fā)展情況,。


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