動力電池行業(yè)創(chuàng)新要多管齊下

　　“動力電池行業(yè)正在邁入新階段”，這是很多業(yè)內人士的研判。在之前的競爭中，我國已成為全球動力電池產業(yè)領跑者，市場規(guī)模連續(xù)6年全球領先，建成全球產業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動力電池產業(yè)體系，5萬余家企業(yè)“爭先恐后”投入到鋰電池產業(yè)“新”浪潮中。然而，行業(yè)同時也面臨著裝機量增速放緩、產品迭代加快等挑戰(zhàn)。動力電池行業(yè)邁向新階段，還需要電池材料創(chuàng)新、結構創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新“多管齊下”，從而引領市場需求，完成從“有”到“好”的飛躍。

　　材料創(chuàng)新是產業(yè)創(chuàng)新“主戰(zhàn)場”

　　電池材料直接決定了動力電池的能量密度、安全性和成本，是動力電池創(chuàng)新最核心、最本質的部分。目前，我國已形成以三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池為主的發(fā)展路線，國內三元電池能量密度超過300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密度超過200Wh/kg，達到世界先進水平，尤其是在磷酸鐵鋰領域，我國引領了全球磷酸鐵鋰電池在轎車中的回歸和復蘇。

　　然而，隨著電池技術不斷革新，傳統(tǒng)材料已滿足不了電池降本增效、提高能量密度等的需要，例如磷酸鐵鋰電池能量密度已接近“天花板”，但其比能量仍然相對偏低，低溫性能也有待提高，亟須尋找可替代的新一代材料。同時，市場越發(fā)細分，對電池提出差異化的需求，需要更多技術路線滿足多元化場景需求。

　　在這方面，目前我國已不再是簡單跟隨國外的技術體系，而是在創(chuàng)造新的體系，比如在低鈷問題和磷酸錳鐵鋰電池方面，我國正逐步領先世界。未來，液態(tài)鋰電池技術路線將朝著三個方向發(fā)展：一是高比能量和低成本，正極材料采用高鎳三元、富鋰錳基，負極材料采用高比例硅碳、鋰金屬，比能量目標達500Wh/kg，但電池壽命偏低；二是兼顧比能量、安全、成本和壽命，采用高鎳正極體系，壽命不降比能量增加50%，或者比能量不降壽命增加3倍以上，逼近1萬次循環(huán)；三是基于鐵鋰的高安全液態(tài)路線，成本最低、壽命最長可到1萬次循環(huán)以上。

　　此外，過去10年，液態(tài)鋰電池的能量密度已經提升了2~3倍，目前已經接近理論上限。在不更新材料的前提下，液態(tài)鋰電池很難再取得新的突破。而固態(tài)電池使用固體電解質替代了傳統(tǒng)鋰電池的電解液和隔膜，更安全、能量密度更高、循環(huán)性能更強，已成為業(yè)內公認的下一代電池技術方向。

　　相比于液態(tài)及半固態(tài)電池，全固態(tài)電池需要把全部原理改變，存在較多的技術難點需要解決。與此同時，由于我國在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池技術上領先世界，致使日本、美國等選擇直接跳過這一階段，直接投入到固態(tài)電池路線上。

　　未來10年，將是固態(tài)電池研發(fā)的關鍵機遇期，預計其規(guī)模化量產和應用的窗口期或將在2025年至2030年之間。面對激烈的國際競爭，我們必須給予足夠的重視，搶占固態(tài)電池技術風口，占據(jù)材料創(chuàng)新制高點。

　　結構創(chuàng)新是產業(yè)創(chuàng)新“橋頭堡”

　　如果說材料創(chuàng)新是一個需要長期積累、久久為功的過程，那么結構創(chuàng)新則更加直接。近年來，電池及系統(tǒng)結構的創(chuàng)新呈現(xiàn)百花齊放態(tài)勢，基本上每家電池大廠都有自己拿得出手的產品，例如寧德時代麒麟電池、比亞迪刀片電池、蜂巢短刀電池、中創(chuàng)新航“頂流”圓柱電池等。

　　整體來看，在單體電池結構創(chuàng)新方面，主要是通過減少附件重量以提升單體容量和提高比能量；而在電池系統(tǒng)方面，結構創(chuàng)新最大的趨勢是由傳統(tǒng)電池包的電芯、模組到電池包的組成方式逐步向去掉模組，再去掉整包的方向進行發(fā)展，從而構成CTC（單體與底盤深度集成）、CTV（單體與車輛深度集成），逐步減少附屬的重量和體積，使電池系統(tǒng)比能量不斷提升，同時也帶來底盤結構的變化和底盤技術創(chuàng)新。

　　未來，結構創(chuàng)新或將呈現(xiàn)兩大趨勢，一方面，電池結構創(chuàng)新方面的趨勢體現(xiàn)為功能的集成化、結構的極簡化、制造的集約化，其相互關聯(lián)、相互影響，實現(xiàn)電池高安全、高比能量以及制造的高效率；另一方面，系統(tǒng)結構的發(fā)展趨勢是電池與整車的集成化，需要電池行業(yè)和整車行業(yè)密切配合來進行創(chuàng)新。

　　商業(yè)模式創(chuàng)新是產業(yè)創(chuàng)新“加油站”

　　隨著市場競爭的加劇，動力電池企業(yè)不僅需要技術創(chuàng)新，還需要在商業(yè)模式上找到新路徑，立竿見影地提高市場競爭力和盈利能力。比如近年來崛起的換電模式，可以大幅提升電池利用率，并打通電池的生產、使用、回收等各環(huán)節(jié)。

　　目前，換電在乘用車方面已經有較大規(guī)模的應用，但其仍是一個獨立、封閉的補能體系，車企和電池廠商建設的換電站只適配其自家品牌。要想讓其支持所有品牌、所有車型，不僅需要全國統(tǒng)一標準，還需要建立用戶、車廠、電池廠、政府以及服務型企業(yè)共贏的商業(yè)模式。

　　從這個角度來看，商用車換電更加容易。商用車本身就使用獨立底盤，因此做成一個通用性底盤的潛力很大。在此基礎上，再做換電的標準化、規(guī)范化，最后實現(xiàn)換電站網聯(lián)化、智能化和車網互動結合起來。這一方面能夠解決商用車充電難、運營效率低等問題，另一方面更容易實現(xiàn)健康的利益分配機制，同時車電分離還可以降低用戶購買成本以及補能成本。(記者 張維佳)

　　轉自：中國電子報

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