[汽車之家深評] 新能源汽車的發(fā)展是一個系統(tǒng)工程,，包括整車的正向研發(fā)、“三電”核心技術(shù),、輕量化,、智能化等很多方面，但是最基礎(chǔ)和最重要的應(yīng)該是電池技術(shù)的突破,，它是破解電動汽車里程焦慮,、成本過高、性能提升等諸多難題的關(guān)鍵要素,。因此,，電池產(chǎn)業(yè)應(yīng)該走在整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的最前列。未來的五年內(nèi),，也就是到2023年左右,，動力電芯產(chǎn)品的研發(fā)和落地，以及工藝研究方面到底能進展到多大的幅度,，值得我們來仔細研究,。
●《深評問道》是什么？
《深評問道》是汽車之家首個面向行業(yè)端用戶打造的節(jié)目,，特約汽車行業(yè)資深從業(yè)者執(zhí)筆,，獨家解析／揭秘行業(yè)大事件。除了熱鬧表象,，我們更想向您呈現(xiàn)對事物本質(zhì),、因果以及未來可能性的探究和思考。
本期行業(yè)評論員——朱玉龍,，在汽車電子和新能源汽車領(lǐng)域從事多年的技術(shù)工程師,，曾在上汽通用、LEAR,、捷新動力等知名整車/零部件企業(yè)就職,，對汽車技術(shù)的革新和發(fā)展有深入理解，充滿探索熱情,。
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●中國動力電池市場曾在磷酸鐵鋰路線堅持了較長時間,，現(xiàn)已普遍轉(zhuǎn)向三元鋰的研發(fā)生產(chǎn)。
●看未來五年,，高鎳三元正極＋硅碳負極是提升比能量（續(xù)航）最可行的方案。
●固態(tài)電池短期內(nèi)無法派上用場，預(yù)計2025年迎來量產(chǎn)應(yīng)用的節(jié)點,。
●電池技術(shù)每年都有一些逐步的提升,，但創(chuàng)新速度可能不及預(yù)期。
一,、動力電池電芯技術(shù)的革新
從中國新能源汽車推廣示范開始,，逐漸形成了磷酸鐵鋰的主體地位，大約從2010年“風靡”到2015年,，三元鋰則是后來居上,。2015年的新能源汽車市場中，三元鋰和磷酸鐵鋰電池的配套占比還是“三七開”,，2016年“四六開”,，2017年接近打平，2018上半年三元鋰已經(jīng)開始反超,。
動力電池從磷酸鐵鋰往三元鋰路線的轉(zhuǎn)移并不是一蹴而就,，如下圖所示，在國內(nèi)快速轉(zhuǎn)化之前,，國外電池企業(yè)已經(jīng)在電芯化學體系上做了一些變革,。之所以給我們“忽如一夜春風來”的感覺，主要還是我們在磷酸鐵鋰的路線上堅持了比較長的時間,。當2016年以后普遍轉(zhuǎn)向三元鋰電芯開發(fā),，一下子跟上了日韓的技術(shù)路徑。
『國外典型企業(yè)的電芯化學體系路徑演進』
目前國內(nèi)三元材料動力電池體系均為鎳鈷錳酸鋰（NCM）,。鎳具有提高材料能量密度的作用, 根據(jù)三種過渡金屬離子占比不同,，分為低鎳的NCM424、NCM333,、NCM523和高鎳的NCM622,、NCM811等材料。其產(chǎn)業(yè)化進程主要是從低鎳的NCM333,、523等向高鎳的622,、811 方向發(fā)展。
對于整車而言,，動力電池有四大關(guān)鍵問題需要重點突破：
●電芯價格：隨著新能源汽車補貼不斷退坡,，未來的電池價格需要繼續(xù)往下降。分階段來說,，在2021年初,，電芯價格需要往下探到0.7元/Wh，約100美金/kWh,；到2023年進一步降低到6毛/Wh,，約80美金/kWh。
●電芯壽命：現(xiàn)有NCM523體系的壽命大概是8到10年左右,，重度使用的話耗損更快,，預(yù)期是把壽命延長到10年。
●電芯安全：提高電芯的安全性，改良的做法是逐步優(yōu)化電解液配方、隔膜等關(guān)鍵因素，需要更源頭化的安全機制,。
●電芯能量密度：補貼政策每年都會給電池能量密度刻畫新的基準線，國家也定下了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,，到2020年實現(xiàn)電池單體能量密度300Wh/kg,。
我們重點探討一下電池比能量對電動汽車發(fā)展的影響。目前主要的純電動汽車平臺規(guī)劃可以分為以下幾個檔次,。電池裝載量普遍會從40kWh開始,，想要獲取更長續(xù)航里程光增加電池是不夠的，電池本身的體積和重量都大,，堆積得越多,，反而會導致能耗增加續(xù)航減少。
| 面向2020年的動力電池規(guī)劃 | ||
| 車型 | 電池能量 | 對應(yīng)續(xù)航（NEDC） |
| 緊湊型轎車,、SUV | 40-50kWh | 350-400km |
| 中型轎車,、緊湊型SUV | 60-70kWh | 400-500km |
| 緊湊型SUV、轎車 | 90-100kWh | 500-600km |
| 跑車,、大型SUV | 110-120kWh | >600km |
| 制表：汽車之家行業(yè)評論員 | ||
目前主流的電池系統(tǒng)能量密度在140kWh/kg-160kWh/kg之間,，續(xù)航里程設(shè)計已經(jīng)普遍達到350-400Km。 國內(nèi)高端電動車型的規(guī)劃是在2020年左右,，通過電芯設(shè)計的優(yōu)化,，往上把續(xù)航里程提高到500Km。目前來看國外的大眾MEB平臺,、寶馬的iNext系列和奔馳的EQ系列都是規(guī)劃了不同的能量密度,，通過控制總的電池裝載量來選擇。
從主流電池廠商的進展來看,，產(chǎn)品迭代速度也分為激進路線和平和路線,，需要在滿足安全性、壽命等指標的情況下,，綜合考慮能量密度的提升,。對于制造同一個大小的電池來說，電池瓦時數(shù)高了,，每瓦時的制造成本就會降低,。根據(jù)制造層面環(huán)境控制的要求，短期內(nèi)也有個產(chǎn)線改造的過程,。
『國內(nèi)外主流電芯的能量密度提升路線』
目前圓柱型動力電池已率先實現(xiàn)高鎳產(chǎn)品量產(chǎn),，方形,、軟包電池突破在即，預(yù)計2019年行業(yè)將迎來高鎳產(chǎn)品量產(chǎn)的普遍性突破,。在其他類型的動力技術(shù)突破前,，高鎳三元正極產(chǎn)品生命周期預(yù)計至少五年。
二,、固態(tài)電池應(yīng)用還有多遠？
從主流電池供應(yīng)商的反饋來說,，未來五年的電芯層面的技術(shù)研發(fā)可能較快,，但是為了符合車輛的要求，實際應(yīng)用的迭代速度其實并沒有我們想象的更快,。因此有部分汽車企業(yè)已經(jīng)在嘗試固態(tài)電池,，以跨越式的路徑來解決問題。
前段時間,，大眾宣布向QuantumScape投資約1億美元,，目標是在2025年研發(fā)并擁有可量產(chǎn)的固態(tài)電池。大眾從很多年前開始關(guān)注QuantumScape,，2014年12月已持有后者5%的股權(quán),，如今的1億美元為新增投資，這也說明大眾對于后者的技術(shù)實現(xiàn)可能性較為確定,。在日本,，日本政府、日本電池制造商及本田,、日產(chǎn)和豐田三大主要汽車制造商將聯(lián)合研發(fā)固態(tài)鋰離子電池,。但是根據(jù)幾位大佬的表態(tài)來看，時間節(jié)點要在2025年后了,。
日產(chǎn)研究與先進工程高級副總裁Takao Asami接受對話說,，2025年前，固態(tài)電池技術(shù)還沒完善到用于電動汽車中,，障礙包括成本和生產(chǎn)難度等,，現(xiàn)在基本上都還處于初始研究階段。豐田董事長內(nèi)山田武也表示：“我們正在努力研究,，如果想大規(guī)模量產(chǎn),，還有一些問題沒有解決”。這也說明,，固態(tài)電池在研發(fā)層面需要在內(nèi)部和外部創(chuàng)新公司共同解決,，短期內(nèi)無法派上用處。
『車企的固態(tài)電池投資面臨著成本,、生產(chǎn)工藝等很多現(xiàn)實的難題』
總結(jié)：
冷靜下來看,，近五年的動力電池電芯技術(shù)每年都有一些逐步的提升,，但考慮到要支撐整個電動汽車的快速普及，電芯層面的創(chuàng)新速度可能不及我們的預(yù)期,。綜合來看,，2020年單純實現(xiàn)300Wh/kg的目標是夠得著的，問題是實現(xiàn)了這個目標是否就表示能用在電動汽車上呢,？答案并不確定,。汽車動力電池是一個系統(tǒng)工程，滿足比能量要求只是條件之一,，其他性能（充放電倍率,、功率、壽命,、安全性等）也至關(guān)重要,。在實現(xiàn)高比能量的目標的基礎(chǔ)上，綜合發(fā)展,、提高其他各項性能指標,，還需要投入更多的時間和精力。（文/汽車之家行業(yè)評論員 朱玉龍）
