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我国新能源汽车遭遇天花板?下一代电池技术为何又沦为跟随者?

 BBSBIAN 2019-01-01

由于新能源汽车,尤其是乘用车采用的电池技术为三元高镍材料路线,但因其能量密度底尚不能满足乘用车500公里以上的行车使用要求,同时因其存在安全性等问题,固态锂电池被寄托为下一代动力电池主导技术路线。

虽然固态锂电尚处于产业化初期,但全球知名企业和研究机构已经开始研发布局。


1、新能源汽车产业关键性技术指标能量密度有待突破

我国新能源汽车规划中作为关键的技术指标,即电动汽车用动力电池能量密度,根据规划路线:2020达到300Wh/kg、2025年达到400 Wh/kg、2030年达到500 Wh/kg,而欧美及日韩市场对能量密度提出的要求更是高于我们国家。

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2、当前动力电池技术路线遭遇天花板

能量密度、循环次数、安全性是动力电池三大关键指标,10年前国内主流的新能源车企主要使用磷酸铁锂作为电池材料,并主要应用在大巴上,后因铁锂电池的能量密度底无法在乘用车市场广泛推广,市场开始由磷酸铁锂专项多远材料,今天随着多元材料在动力电池中的成熟应用,开始逐步走向高镍化,以进一步降低成本,提高能量密度。

国内新能源汽车走多元路线,一方面是乘用车普及与应用场景实现的需要,一方面由于补贴政策的引导方向及指标与新能源汽车电池能量密度正相关,在很大程度上催动了电池厂商与车企为了获得更高的补贴,短时间内将能量密度指标进一步提高。但目前的技术路线看,通过动力电池正负极材料不断改性,锂离子动力电池的能量密度有望做到 300Wh/kg 以上,其上限约为 400Wh/kg,无法满足远期规划。

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3、安全性成难解之题

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特斯拉自然

随着新能源汽车销售数量的快速增长,安全事故也随之增加,尤其是2018年特斯拉电动车又发生一起自然事故,新能源汽车的安全性再次成为社会关注的焦点,2010年至今,近百起新能源汽车安全事故,中电池自燃占比31%。

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4、固态锂电技术储备,中国企业已处劣势?

固态锂电池有望成为下一代动力电池主导技术路线,尽管短期仍处于产业化进程的早期阶段,但随着全球知名企业和研究机构的研发布局,未来大规模产业化可期,

固态锂电目前处于领先地位的是美国的Solid Energy和汽车巨头丰田,这两家企业的固态电池产品能量密度已经显著优于当前的锂离子电池,并已经有相关产品或明确的量产计划。

丰田已经计划在2030年前向电池领域投入研发资金130亿美元,其中就包括锂离子电池路线推进固态电池产业化,实验室产品能量密度达到400Wh/Kg,并预计2022年推出车用全固态锂电池,并将在2025年实现量产。

丰田汽车,在锂电池技术上拥有雄厚的实力与技术积累,也是全球最早推出电动汽车的车企之一,在固态电池领域,凭借技术优势,已经处于绝对领先地位。

在过去的十年当中,全球关于固态锂电的研发并没有停止,截至目前,全球关于固态锂电的核心专利技术已经超过2000件,而日本拥有固态电池专利916件,占比接近一半,处于明显的领先优势。

我国新能源汽车遭遇天花板?下一代电池技术为何又沦为跟随者?

韩国虽然总量暂时不及中国,但是韩国的专利相对集中,主要由三星、LG化学、现代所控制。韩国与日本已经主导了固态电池领域的研发,并且电池企业与整车企业均有布局。

反观中国,主要的固态锂电相关专利主要分布在科研机构与大学中,距离产业化还有相当的距离。同时,近年来即便是我国新能源汽车蓬勃发展,无论是传统车企还是新造车势力,包括电池厂商,在固态锂电领域尚未出现实质性的研发或产业化投资,普遍采取跟随性策略。

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