高能量动力电池的发展趋势

在国家政策导向已经非常明确下大力支持高能量密度的新型锂离子动力电池发展，并已经有相应的政策细则体现。主要表现在三个方面:一是2017年6月份国家工信部发布的双积分政策,通过高能量密度降低电池质量而获得低的百公里电能消耗量Y时,可以获得1.2倍积分;二是去年年底补贴政策,强调了高能量密度(乘用车电池能量密度>120Wh/Kg)时,可获得1.1~1.2倍补贴;三是从获取补贴必须进入的新能源汽车推广目录来看,乘用车三元锂电车型占比持续提升,今年第6批车型份额占比超过70%,已然促进了高能量密度电池的发展。

然而,虽然国内新能源汽车推广应用方面取得了良好成绩,但是面向私人消费者的纯电动乘用车产品仍受制于“里程焦虑”的影响,尚未实现大规模应用。私人需求端市场的突破与满足要求动力电池的能量密度有进一步提升,就目前情况而言,仅三元锂动力电池和固态锂动力电池可能达成2020年目标。这将引发国内动力电池技术新格局。

第一类,技术领先型,以CATL为代表。CATL企业本身已经具备了三元锂电技术沉淀,其产品将采用硅碳材料作为负极,“十三五”期间有望实现350Wh/kg目标;同时CATL在固态锂电池(锂硫电池、聚合物电芯)均取得了突破,如CATL设计制造的容量为325mAh的聚合物电芯高温循环性能表现良好。技术的领先和提前布局,能够保证企业在新技术的应用推广时占据制高点。

第二类,技术跟随型,以国轩高科、力神等为代表。国轩高科、力神等企业具备较强的市场基础,都在加速研发具有高电池能量密度的三元锂电技术。如科技部官网关于国轩高科三元锂电技术的突破情况,称其以“高镍正极+硅基负极”为电池材料,实验室电池能量密度水平达281Wh/kg。但是这类企业很少或者基本上没有涉及到固态锂电池技术储备,该类企业或将加快同三星日本研究所、Sakti3(美国)、清陶能源等具有全固态锂电池技术的企业合资合作。

第三类,技术转型类,以比亚迪、万向等为代表。比亚迪、万向等企业,其核心产品磷酸铁锂电池能量密度上升空间有限,逐步降低磷酸铁锂电池的影响,加速转型三元锂电池技术路线。其中,万向旗下A123Systems磷酸铁锂产品能量密度止步于140Wh/kg左右;比亚迪计划在2018年三元锂电池能量密度达到240Wh/kg左右,2020年达到300Wh/kg左右。该类企业具有较强的技术积累和研发支撑,且有较强的技术嗅觉,或将加强同中科院青岛能源所、国能电池研究院等科研院所的合作,加快全固态动力电池的研发。

总而言之,磷酸铁锂技术路线正在被替代,三元锂电池技术路线已经成为主流,未来全固态锂电池或新锂离子电池技术路线将逐步替代三元锂。