導(dǎo)讀

本文詳細(xì)分析了我國鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，探討了我國動力電池在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展質(zhì)量、技術(shù)研發(fā)、國際發(fā)展等方面情況，最后指出我國鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的路徑。

在全球汽車產(chǎn)業(yè)電動化發(fā)展趨勢，鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。從技術(shù)路線來看，當(dāng)前以鋰離子電池為主要產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化路徑集中在更高能量密度的固態(tài)電池。從產(chǎn)業(yè)格局來看，全球動力電池產(chǎn)業(yè)化聚集在中日韓三國，中國企業(yè)以不同的技術(shù)路線產(chǎn)品形成了最大的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

動力電池基本概念

1 定義

動力電池是指在汽車上配置使用的、能夠儲存電能并可再充電的、為驅(qū)動汽車行駛提供能量的裝置，包括鋰離子動力電池、金屬氫化物鎳動力電池和超級電容器等，不包括鉛酸類電池。目前我國新能源汽車動力電池應(yīng)用以鋰離子動力電池系統(tǒng)為主。由于動力電池在汽車應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵性，動力電池被比作新能源汽車的心臟。

2 分類

2.1 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用動力電池

目前，全球新能源汽車的電池主流應(yīng)用類型為鋰離子電池。按照正極材料體系區(qū)別，目前市場應(yīng)用的鋰電池可分為磷酸鐵鋰電池、三元電池和錳酸鋰電池等類型。

磷酸鐵鋰電池，正極材料為磷酸鐵鋰，該類型電池具有技術(shù)成熟度高、生產(chǎn)成本較低、安全性良好、循環(huán)壽命長等主要特性。

三元電池，其電池正極材料主要由鎳、錳（或鋁）、鈷與鋰元素組成。目前市場份額最高的系鎳鈷錳酸鋰電池。三元材料電池能量密度更高、充放電倍率性能和低溫性能好，但安全性、循環(huán)壽命不如磷酸鐵鋰電池。

錳酸鋰電池顧名思義其正極材料為錳酸鋰。該類型電池的成本較低、倍率性能優(yōu)異、安全性好，劣勢在于存儲和循環(huán)壽命較差、比能量偏低。

2.2 在研新型動力電池

在全球汽車產(chǎn)業(yè)電動化趨勢下，高續(xù)駛里程的車輛要求更高能量密度、更佳倍率充放電性能的動力電池。因此下一代新體系電池應(yīng)具備高比能量、高比功率、高安全性、循環(huán)壽命以及更低的成本指標(biāo)。目前在研鋰電池方向以固態(tài)電池為兩類主要方向。

動力電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀

1 國際方面

1.1市場分析

從全球動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局來看，目前的動力電池材料研發(fā)與科技創(chuàng)新、生產(chǎn)制造與產(chǎn)業(yè)化形成3個主要集聚區(qū)域，分別是美國、日本在研發(fā)上領(lǐng)先，中、韓、日產(chǎn)業(yè)化規(guī)模最大。從市場份額來看，中、韓、日三國企業(yè)生產(chǎn)電池配套了全球近95%的汽車，其中中國品牌電池配套占比超過60%。綜合技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來看，美國、日本在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)先，韓國在工程化應(yīng)用方面領(lǐng)先，中國在產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面領(lǐng)先。

表1 全球動力電池企業(yè)配套車企

資料來源：根據(jù)公開資料整理

1.2 主流技術(shù)路線應(yīng)用分析

根據(jù)國際、國內(nèi)市場應(yīng)用需求不同，不同技術(shù)路線類型的鋰電池在國際、國內(nèi)市場均有廣泛應(yīng)用。

從全球整車企業(yè)的電池匹配來看，日系和韓系電池主要配套全球知名車企集團(tuán)，應(yīng)用車型包含混合動力車型、插電式混合動力車型和純電動車型。在技術(shù)路線方面，國際車用動力電池單體以錳酸鋰、三元材料體系為主（高鎳體系的鎳鈷錳和鎳鈷鋁）。我國動力電池除寧德時代廣泛配套國際品牌車型電池之外，缺乏實力較強(qiáng)的龍頭企業(yè)參與國際競爭。

從國內(nèi)車用動力電池供應(yīng)來看，商用車（客車、專用車）市場在政策多年培育之下已經(jīng)趨于穩(wěn)步發(fā)展，各家動力電池應(yīng)用技術(shù)路線差異很小，主要發(fā)展趨向是提升能量密度，主要技術(shù)路線仍以磷酸鐵鋰為主。國內(nèi)乘用車企業(yè)主要使用國內(nèi)品牌動力電池，產(chǎn)品應(yīng)用以高能量密度的三元電池為主。

綜上所述在技術(shù)路線的先進(jìn)性和多元化、匹配車型多樣化以及產(chǎn)品國際化發(fā)展程度方面，我國動力電池企業(yè)的綜合實力，相比日、韓系的企業(yè)仍有較大發(fā)展空間。

圖1 車用鋰離子動力電池技術(shù)路線

1.3 全球主要區(qū)域發(fā)展策略

美國、歐洲、日本在動力電池方面發(fā)展路線有所差異。歐盟逐漸意識到動力電池在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面落后，為避免產(chǎn)品供應(yīng)依賴性，開始推進(jìn)實施“電池同盟”的計劃，倡導(dǎo)歐盟各成員國加大投入，促進(jìn)動力電池生產(chǎn)和回收在歐洲產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。美國動力電池產(chǎn)業(yè)具備下一代電池研發(fā)優(yōu)勢。一是材料原始創(chuàng)新、工程技術(shù)創(chuàng)新方面的優(yōu)勢。美國的電池基礎(chǔ)材料研發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品集成應(yīng)用技術(shù)全球領(lǐng)先。二是在動力電池關(guān)鍵主材方面，美國在固態(tài)電池、正極鋰電池材料、硅基負(fù)極、隔膜等方面領(lǐng)先，其中陶氏化學(xué)在正極材料、Celgard公司在隔膜技術(shù)世界領(lǐng)先。

日本電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模小于中國，但是在布局下一代電池方面領(lǐng)先。日本電池企業(yè)主要包括兩類，一是與日系整車企業(yè)合資開展動力電池研發(fā)生產(chǎn)，二是獨立面向全球車企供應(yīng)電池，以松下為代表企業(yè)，為大眾、特斯拉、福特等多家知名企業(yè)配套。在下一代電池研發(fā)領(lǐng)域，日本經(jīng)濟(jì)省與豐田、日產(chǎn)、本田、松下等23家汽車、動力電池及其材料類企業(yè)聯(lián)合研發(fā)固態(tài)電池，計劃于2022年全面掌握固態(tài)電池的相關(guān)技術(shù)。