2017年我國動力電池材料、技術發展趨勢
圖為中國電子科技集團公司第十八研究所主任肖成偉先生做主題演講
為了幫助企業客觀分析2016年動力電池行業運行情況，正確把握行業發展趨勢，加大動力及儲能電池的開發應用，由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網聯合主辦，雙登集團股份有限公司、壹能（北京）網絡科技有限公司共同承辦的“2016年第五屆中國電池市場年會暨2016年第一屆動力電池應用國際峰會、2016年第二屆中國電池行業智能制造研討會”于11月14日在北京拉開帷幕。本次年會聚集了來自政府主管部門領導、知名科研機構專家、新能源汽車動力電池產業鏈上中下游的企業家、投資機構代表以及媒體記者等500多人參會。
在本次會議上，中國電子科技集團公司第十八研究所主任肖成偉做了題為《2017年我國動力電池材料、技術發展趨勢》的專題報告，以下是根據速記整理的內容，未經本人審核，僅供參考。
肖成偉：我這個內容稍微調整了一下，還是講發展的趨勢，在不同會議上也講了很多了，現在再重復一遍。我這個報告分兩塊內容，一塊是技術發展的現狀和趨勢，還有自己對市場的看法，這兩塊內容向諸位做一個匯報。
吳老師也講了，國家層面現在有幾個規劃，一個是路線圖，中國制造2025的路線圖，一個是技術發展的現狀趨勢，一個是市場的趨勢。電動汽車這個領域我想在國內外都有比較快速的發展，在中國也出現了一些問題，從發展的方向來看還沒有問題，中國政府對新能源汽車處于大力的支持。
電池這塊，我想是對電動汽車發展最為核心的一個關鍵的零部件。從過去這幾年一直到未來的一段時間，我想都是研究和產業化的熱點，也是政府支持的熱點。這里面其實大家關注的還是鋰離子，鋰離子是關注的焦點。鉛酸尤其在低速車里邊是有比較大的發展，鎳氫電池，從現在豐田的整個發展趨勢來看，也是慢慢的在向鋰離子這方面轉變，包括新一代的普銳斯也在采用鋰離子電池。
剛剛說的鉛酸電池，我想現在正在制定純電動低速車的國家標準，我想后面國家政府也會對低速車有一系列的政策和措施推出來。我個人的看法，在這樣一個領域還是以支持鋰離子電池為主，而不是說通過這樣一個標準的制定和實施、一些政策的扶持來推動鉛酸電池行業的發展，我想最主要還是鋰離子電池作為主要發展的產品。這里面對鋰離子來說，無論現在做方形的還是軟包的，包括做圓柱的，其實不同的企業會有不同的技術產品的選擇，這幾類電池里邊都有一些企業在做研究和規模化的生產。從國家規劃的角度來說，其實還是著眼于電動汽車未來有很好的發展趨勢，一方面是油耗、法規的要求，包括碳交易的政策推出來，我想無論是日本、美國、中國包括德國、歐盟這些國家，他也在做動力電池一些支持的項目，包括技術的開發、產業化的工作。
在中國，剛才吳老師講了三個計劃，一個是《節能與新能源汽車國家的規劃（2012—2020年）》，從2012年底開始啟動的創新工程，8家企業基本上是按照這里邊的要求，已經都達成了，7家已經通過了驗收，支持的經費現在已經都撥付到各個企業去了?！笆濉毙履茉雌囍攸c研發專項里面現在已經發布了兩期的指南，去年的一期已經申請完了，今年一期前一段時間剛發布，我想很多企業也會申請這些項目，這里邊其實對電池是從基礎研究到一些中試的產品，到一些規?；漠a品，這里邊都有涉及，比如剛才吳老師提的300、400、500的標準，從基礎研究到產業化不同的要求。再一個，在中國制造2025里面提的這些能量密度的指標，基本上跟新能源汽車重點研發專項內容是一致的。
我在這里邊再說一下，剛才也是吳老師提的，其實在這里邊，在重點研發專項里邊這是一個指標，任何一個企業來申請的時候，如果達到這樣一個項目，交賬的時候必須達到這樣一個指標，這個指標需要第三方出一些相關的檢測報告，做一個證明的，而且在中國制造2025里邊這是一個目標，需要大家努力去達成的，最終能不能達成還要看各個企業，包括一些研究機構所努力的結果。
這個就是在中國2025“7+1”路線圖里，我簡單的做一個介紹，分兩塊，一個是純電動車用的，還有一個是插電式混合動力用的，這里邊指標替代還是相對來說比較高的，比如說尤其我們電池的這樣一個目標，我們是把能量密度設定在350Wh/kg，系統要做到250Wh/kg，包括提到的循環壽命，4000、4500到5000，包括成本這些指標，提的還是非常高的，引導這樣一個行業，無論從技術研發、產業化這些角度，多做一些工作。
前邊是純電動的，后邊是一個插電。再看一下中國政府通過三個五年計劃對動力電池持續的支持，尤其在鋰離子電池這塊，三個五年計劃之后整個發展變化的趨勢。大家可以從這里邊很明顯的看到，還是跟中國政府支持的導向有關的，就是說以純電驅動的導向，電池的能量密度向著越來越高的角度發展，但是一個前提要保證安全，循環壽命要滿足要求，包括成本、價格要滿足要求。從材料體系看，負極基本上以碳為主，正極材料會有大的變化，比如大家從前面看，包括我們現在錳酸鋰、鈷酸鋰等一些材料，還有鋰硫、空氣、全固體電池，都在支持。從整個發展趨勢來看，希望通過一些不同材料體系的選擇，來開發和產業化能量密度越來越高的混合動力電池，在新能源車這樣的領域實現規模應用。
從安全性的角度來說，還是以滿足中國政府頒布的一些推薦性的標準為一個主要的要求，這樣一些標準實際上是在新能源汽車的準入和產品準入里邊應用，其實已經變成一個強制性的標準，從安全性的角度來說，要滿足31485的要求，目前來說，整個系統，或者說從單體到模塊、到系統，他的安全性都要滿足這些相應的標準要求。根據業內最新的，現在產品準入引用的國家標準里邊，對電池的模塊和單體的針刺現在是暫時不去做的，我想在做高比能的電池的企業，聽到這個消息有可能松一口氣。但是另外一個角度，從系統角度講，提了一個更高的要求，整個導向還是對系統會提越來越高的要求，安全性這塊來出發的。我想后面大家對安全性，還是希望從系統的角度多去考慮一些，從設計、從技術研發。
前面說了國家層面，從企業層面的角度來看，各個企業還是以能量型的電池作為一個產業化的主要取向，還要跟整個汽車的一些產業化發展的需求做一個匹配，所以說企業從他的戰略規劃角度，或者從他的路線圖制定的角度來看的話，他會做功率型的、能量功率兼顧型和能量型的三大類產品，但是跟國家法規要求匹配的話，還是能量型的作為一個主要的產品跟技術曲線，當然前面說的功率型的或者能量功率兼顧型的也都會去做。
這是日本的，HVE車載能源的，還是以插電的和混合動力的為主。索尼的還是以18650為主做一些產品的應用，無論他應用在乘用車里邊，還是用在物流車或者大巴車這樣的市場。國內主要是CATL和力神作為一個例子，實際還是剛才說的，還是以插電式的混合動力，還是以能量功率兼顧型的電池和能量型的幾個維度作為一個產品產業化的趨向，這里邊還是以能量型的為主，然后能量功率兼顧型的電池，共開發三類電池。
在國內企業開發的電池，目前來看，國內的基本上還是以磷酸鐵鋰為主，包括應用在乘用車里邊，還有專用車、大巴車。但是從現在國家頒布的這樣一些路線圖，包括下一步補貼政策來看，還是向著高比能電池的方向在做一些引導。所以說下一步我想各個企業在盡可能的提高磷酸鐵鋰電池能量密度的同時，也會加大力度來開發和推廣三元電池的一些產品。
從這個角度來看，磷酸鐵鋰應該做到130Wh/kg以上，或者說要達到140Wh/kg左右，這樣我想有一些企業會做到這樣一個產品的屬性。在三元材料方面，我想基本上應該做能量型的要做到200—250Wh/kg。國內基本上以三元材料作為選擇，負極還是以石墨為主，他開發的一些產品基本上會在200Wh/kg每公斤左右，低一些的可能會低到160Wh/kg左右，高一些的我們會高到250Wh/kg左右，當然快充的用碳酸鋰相對來說低一些，大概會做到90Wh/kg這樣的水平。
國內外三元電池做的這樣一個對比，其實從單體的角度來看，國內外的水平基本上都差不多，現在大家的差距在規?；a之后、系統集成之后做的電池水平。一方面，我們在單體的自動化水平方面，我們需要再做一些調整。另外，在系統集成這一塊，我們也需要去做一個比較大的技術提升，包括前面有同事提到SOC、SOH、SOP一些算法，包括一些系統集成之后，他的整個測量精度，包括控制等等，還是需要做很多的工作。
從動力電池發展趨勢來看，正極材料基本上有三大類，負極的是以碳材料為主，硅碳材料復合材料大家在做研究，其中氧化物是以鈦酸鋰為主要的材料選擇。把這幾個做一個匹配的話，大家可以看一下，我們從能量密度這個角度來看，我們做到100、200和300，前邊說了這樣一些材料給他做這樣的匹配，我們就可以開發相應的一些產品出來，同時我們會把隔膜、電解液做這樣一個應用，也有不同的選擇。從成本的角度，我們最終一個結果，還是希望能夠做到單體電池1Wh在1元錢以內，把前面的做一個結合，再深入一點，到2020年我們能夠實現產業化的材料體系，包括做燃料電池的能量密度。在藍色上面這個基本上都實現了產業化的，無論我們磷酸鐵鋰的、333、532和811的材料，都在里面應用。石墨，我們的天然石墨、人造石墨等等也實現了應用。隔膜這個基本上PPP都在里面用，為了實現高比能的發展，剛剛說到在陶瓷表面要做一個涂層。在2020年可以實現的材料體系，藍的這一塊基本上是以去年各個企業申請的一個材料體系。
我再把圓柱形的稍微說一下，18650，我個人認為比較長的一段時間會有一個生命周期存在的?，F在這種產品，設備實現了標準化，產品實現了標準化，所以從規?；a的角度來說他的成本可以做到比較低，但是在時間之內，在18650的基礎上把能量做提高，從2.6、2.8，提高到4安時、4.5安時，是我們提高20700、2065等圓柱型的，我們可以從系統集成角度盡可能減少它串并聯的數量。但是從長遠來看，還是希望能夠把電池的容量做大，從新體系電池，比如2030年以前像鋁空氣、鋰硫全固態電池有可能會實現它的產業化或者說一個實用化的應用，我個人認為還是需要比較長的時間。
這是做產品公告的時候引用的一些國家標準，這些國家標準有一部分會抽出來做成一個國家強制性的標準，這個標準現在標準號已經給了，正在指定過程當中，針對鋰離子電池安全性的強制性國家標準。
后邊我就快速的過一下，市場趨勢，無論方形的、圓柱、軟包的，在電動汽車、儲能、電動自行車、電動摩托車都有一個比較大的規?；瘧?，而在全球形成了三大區域來做動力電池的研發和產業化的工作，包括美國、德國和東亞。從投資的角度來說，近幾年投資的強度、投資的規模，現在都不斷的在加大。投資的強度，隨著規模的增大，投資的強度呈現出一個比較快速下降的趨勢。我想對投資來講，從投資的角度來看，目前從硬件角度來看，1Wh基本上在5毛到7毛之間，我想從自動化的角度、生產線控制角度還說得過去，這個也是可以作為一個企業投資考量的參數。在國內這一塊，從產業化的這個角度形成的還是比較完善的，一個是材料，一個是裝備，一個是電池，系統集成，標準化，梯級利用，包括測試評價，形成了非常完善的產業鏈體系。整個產業投資超過1000億，100多家的動力電池企業做這樣的產業化工作。去年裝車大概要超過160億Wh，今年我想在這個基礎上增長5%，有可能會達到這樣一個水平。從價格角度來說，前邊也提了一下，一定要考慮的就是沒有政府補貼的情況，從這個角度來看，系統集成之后電池的價格一定要在1.2元以內。
新能源汽車的相關政策，一個是補貼完善，今年看來應該能推得出來。再有，新能源汽車的企業核準，今年有2到4家，目前有4家企業做了這樣的核準。2025的動力路線圖已經發布了。動力電池行業管理規范的實施現在已經發布了四批，明年會做調整，對所有的企業再做一輪重新的審核。
新能源汽車產業的產品準入，現在已經修訂完了，等待發布的還有動力電池行業發展指導意見，現在各個部門征求意見基本上完成了，等待通過國辦發布。
這個前邊說了一下，動力電池產品開發的發展趨勢，對于一個企業來說有三類產品，功率型的電池，能量功率兼顧型的電池，能量型的電池，針對不同的應用，無論我們在乘用車領域，還是大巴車領域，我們會開發相應的產品，實現產品規?；膽煤推髽I的發展。
我就講這么多。謝謝大家！
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