成本影響市場(chǎng) 特斯拉超級電池未必是標桿

　　特斯拉這兩天再度賺足眼球。外媒報道，特斯拉近日在股東郵件中提供了特斯拉Model 3的電池技術(shù)明細，其中包括目前其電池所采用的原材料配比。

　　早前，馬斯克宣稱(chēng)率先被使用到Model 3中的21700鋰電池單體能量密度接近300瓦時(shí)/公斤，幾乎是世界上能量密度最高的量產(chǎn)鋰離子電池。特斯拉是否又創(chuàng )下一個(gè)世界之最，我們拭目以待。

　　據參考消息網(wǎng)5月14日報道，美媒稱(chēng)，2018年一季度，中國貢獻了全球新能源汽車(chē)總銷(xiāo)量的一半左右。特斯拉宣稱(chēng)，其最新推出的電池能20分鐘充滿(mǎn)電、續航350公里。中國擁有如此龐大的市場(chǎng)，是否能造出類(lèi)似的超級電池?我國新能源汽車(chē)使用的電池目前尚未稱(chēng)雄世界，究竟是受限于制造材料還是關(guān)鍵技術(shù)?或者是因為選擇了不同的技術(shù)路線(xiàn)?

　　挑戰無(wú)極限 追逐能量密度比有風(fēng)險

　　“特斯拉宣稱(chēng)電池單體能量密度最高為300瓦時(shí)/公斤，電池能量密度越高，出現燃燒爆炸的事故幾率就越高。”中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )秘書(shū)長(cháng)張雨說(shuō)，電池的核心在電池管理系統，雖然特斯拉通過(guò)電池系統管理技術(shù)較好地解決了能量密度提升帶來(lái)的熱失控問(wèn)題，而且通過(guò)汽車(chē)設計成功地規避了三元鋰電池循環(huán)壽命短的難題。但如果要進(jìn)一步提升能量密度，會(huì )對電池安全管理提出更大挑戰。

　　特斯拉宣稱(chēng)的能量密度最高的鋰離子電池，在業(yè)界專(zhuān)家眼里也并非盡善盡美。

　　中國工程院院士楊裕生在多個(gè)場(chǎng)合強調，不斷地提高電池的比能量是一條非常危險的路。

　　此前，中國科協(xié)主席萬(wàn)鋼曾公開(kāi)表示，從市場(chǎng)上看，續駛里程確實(shí)是電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)步的重要標志，但它的實(shí)現并非是簡(jiǎn)單增加車(chē)載電池量就能解決。

　　“電池的能量密度越大，單位體積內存儲的電量就越大，電池能量密度和裝載量決定電動(dòng)汽車(chē)的續航。過(guò)去十幾年間，電池能量密度的提升，主要就是靠電池材料本身的技術(shù)進(jìn)步及電池中活性物質(zhì)占比的提升來(lái)實(shí)現。”合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司工程研究院副院長(cháng)楊續來(lái)表示，通過(guò)增大電池尺寸降低殼體等輔材的重量，也能達到電池能量密度提升的效果。

　　對擔負著(zhù)國家彎道超車(chē)使命的新能源產(chǎn)業(yè)而言，動(dòng)力電池的重要性不言而喻。不少業(yè)內人士坦承，動(dòng)力電池是新能源汽車(chē)的心臟，新能源汽車(chē)能走多遠，主要取決于動(dòng)力電池。

　　值得注意的是，根據《中國制造2025》動(dòng)力電池發(fā)展規劃：到2020年，國產(chǎn)電池能量密度將達到300瓦時(shí)/公斤。專(zhuān)家認為，我國在積極推動(dòng)高比能量電池的發(fā)展，但電池的安全和比能量的關(guān)系問(wèn)題依然值得研究。

　　技術(shù)雖有難題 本土企業(yè)也能生產(chǎn)

　　業(yè)內專(zhuān)家表示，不僅是特斯拉的電池系統控制能力，整車(chē)設計也并非大多數中國車(chē)企短期內能模仿和超越的。那么，中國本土企業(yè)能造出如特斯拉般續航強勁的三元鋰電池嗎?

　　在電池的四大主材——正極材料、負極材料、電解液和隔膜中，正極材料不但占到成本的40%，且直接決定電芯的能量密度。根據正極材料技術(shù)路線(xiàn)，動(dòng)力電池可主要分為磷酸鐵鋰、三元鋰(NCA/NCM)和錳酸鋰電池三類(lèi)。

　　根據正極材料的構成，三元鋰電池分為NCA和NCM兩類(lèi)。NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成，而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構成。特斯拉此次宣稱(chēng)的強勁續航電池屬于三元鋰NCA電池。

　　中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )研究部主任周波表示，NCA的生產(chǎn)工藝條件更為苛刻，制作工藝存在門(mén)檻。更重要的是，NCA材料的技術(shù)壁壘也很高，目前產(chǎn)能主要集中在日韓，我國量產(chǎn)較少。

　　“NCA電池在國內也可以做，去年國內某重點(diǎn)材料企業(yè)給日本松下供貨1000多噸。”張雨說(shuō)。

　　但據記者了解，國內NCA材料及其電池的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)起步較晚，目前有多家企業(yè)開(kāi)始中試和小批量試產(chǎn)，還有一些技術(shù)問(wèn)題需要解決，并沒(méi)有形成批量生產(chǎn)及銷(xiāo)售。同時(shí)，生產(chǎn)材料受限，國外NCA材料市場(chǎng)主要為住友金屬、日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會(huì )社等壟斷。

　　張雨分析說(shuō)，NCA電池在中國未能大量生產(chǎn)的深層次原因還在于，由于熱穩定性較差導致電池的安全性下降，電池生產(chǎn)企業(yè)和終端產(chǎn)品用戶(hù)對NCA電池的安全性心存顧慮，這需要從電芯設計、電源系統設計、電源使用等環(huán)節進(jìn)行系統可靠的安全設計。而從加工角度來(lái)說(shuō)，NCA電池需要純氧環(huán)境、加工成本較高，在電池生產(chǎn)全過(guò)程均要控制濕度在10%以下，這些對國內企業(yè)都存在很大挑戰。

　　基于技術(shù)、成本和補貼的因素，中國主要選擇了NCM路線(xiàn)，但這也并不代表NCA路線(xiàn)沒(méi)有新機會(huì )。

　　成本影響市場(chǎng) 特斯拉未必是標桿

　　盡管中國本土企業(yè)并不是造不出三元鋰電池，但特斯拉挑戰極限的三元鋰電池，并不一定是我國新能源汽車(chē)電池研究、生產(chǎn)的唯一目標。

　　來(lái)自中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )的數據顯示，從不同電池材料類(lèi)型來(lái)看，2017年1—12月三元鋰電池裝機量為16.04千兆瓦時(shí)，占比為44.01%;磷酸鐵鋰電池裝機量為17.97千兆瓦時(shí)，占比為49.29%;錳酸鋰電池裝機量為1.48千兆瓦時(shí)，占比為4.06%……

　　業(yè)內人士告訴科技日報記者，在國家政策主導和市場(chǎng)環(huán)境加持下，我國鋰電池技術(shù)路線(xiàn)為磷酸鐵鋰和三元鋰電池并重。然而，即便在三元鋰電池的技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展上，國內動(dòng)力電池制造廠(chǎng)家的選擇也有側重，選擇NCM路線(xiàn)者眾，而鮮有選擇特斯拉使用的NCA路線(xiàn)者。

　　NCA電池已經(jīng)大規模、成熟量產(chǎn)，且得到商業(yè)上的驗證;而高能量密度的NCM電池，目前還未大規模量產(chǎn)。業(yè)界專(zhuān)家表示，兩者性能上比較接近，但高能量密度的NCM價(jià)格略便宜。所以，從性?xún)r(jià)比而言，NCM更符合我國市場(chǎng)。

　　“從某種意義上來(lái)說(shuō)，其實(shí)是磷酸鐵鋰成就了中國的新能源汽車(chē)。從成本角度來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰更占優(yōu)勢，我們預測將來(lái)磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)空間應該比三元鋰電池更大。”楊續來(lái)告訴科技日報記者，現階段三元鋰電池的發(fā)展趨勢，得益于國家政策導向對高比能量電池的要求，要求電池能量密度高、續航里程遠。當然，三元鋰電池擁有更高的比能量和比功率，更符合乘用車(chē)的需求，但將來(lái)未必一定是市場(chǎng)主流。