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全面解读!哪个技术路线代表动力电池的未来?

2018-01-05 18:55 来源: 电池产业网

电动化大趋势愈演愈烈,我国通过政策的引导和扶持,已经成为全球最大的新能源汽车市场。众所周知,新能源汽车的重要瓶颈在于电池的续航里程。在此背景下,国家出台了《促进汽车动力电池发展行动方案》、《节能与新能源汽车技术路线图》,鼓励高能量密度电池的使用,近期《外商投资产业指导目录(2017年修行)》政策提出解除纯电动汽车合资企业限制以及取消汽车电子和动力电池股比限制,这也是促进新能源汽车市场推广应用高能量密度电池的重要举措。基于政策倒逼和动力电池技术本身的进步,本文通过三元锂和固态锂电池的产品技术对标模型分析,对未来动力电池发展格局进行推演。

动力电池发展现状分析

目前,国内新能源汽车仍然在采用磷酸铁锂(BYD为主)和三元锂电池,车型续航里程基本上都能够达到300公里,但是电池系统平均能量密度水平仅为115Wh/Kg。而2017年3月份,国家工信部等四部委联合颁布《促进汽车动力电池发展行动方案》,指出到2020年,要求新型锂离子动力申池单体比能量超过300Wh/Kg;系统比能量力争达到260Wh/Kg。

数据显示,我国动力电池能量密度现状与目标值差距达126%,2020年达到目标值对磷酸铁锂电池来说太难了,但是对于以特斯拉为代表的三元锂电池则是完全可能的,其采用的动力电池性能好,BMS管理系统效率也高;此外,固态锂电池也可以将电池系统能量密度提升至260Wh/Kg水平。

01

三元锂和磷酸铁锂电池—当前的中流砥柱

当前,全球新能源车市场进入蓬勃发展的关键时期,主流汽车企业纷纷布局新能源汽车,锂电池产业链因此快速成熟将进一步推动新能源汽车的规模化应用。从全球角度看,典型车企配套车型主要采用日韩动力电池,以三元锂为主,续航里程基本都达到或超过350公里的水平。

表格1全球主流动力电池配套情况

再看国内,从2017年新能源汽车前6批推广目录来看,新车型搭载电池的能量密度也有不同程度地提升。第一批目录中能量密度超过115Wh/Kg的车型仅占13.11%,到第五批目录这一比例达到了73%,可以看出动力电池能量密度的提升已是大势所趋。主流电动车企业配套的动力电池也逐步向三元锂转型,续航里程基本上都能够达到300公里的水平。

表格2国内主流动力电池配套情况

综合国内外动力电池企业搭载新能源汽车情况看,三元锂电池成为主流技术路线的趋势已经不可逆转,但整车续航里程仍有提升的空间。这很可能是由于动力电池能量密度不高、BMS效率提升空间仍有待开拓等多方面原因所致。

02

全固锂态动力电池——未来的发展方向

世界各国先后制订的高能量密度锂电池研发目标,均在积极地布局锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等前瞻性技术。

固态锂电池在继承传统锂电池优点的基础上,安全性、能量密度都有了大幅进步。目前,全固态锂电池研发可提供的能量密度基本可达300~400Wh/kg,有望成为下一代高能量密度动力和储能电池技术的重要发展方向,这已是学术界和产业界的共识。

图1世界各国对动力电池能量密度的阶段目标

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