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动力锂电池技术发展的现状及产业化研究

来源:【拓尔德TRD】 4001com登录入口:2023-08-28 分享 加入收藏 关注:323

目前我国新能源汽车的市场需求是政府用补贴政策拉动,而不是真正的刚性需求。王子冬表示,现在成长起来的大型企业,是在这种泡沫严重的情况下培育出来的,其实未必真正强大。从各大上市的财报来看,财务数据大多并不乐观。从全球市场来看,2018年1-九月我国新能源乘用车的世界份额达到51%,未来仍有保持第一的能力;不过,王子冬也表示,目前我国新能源汽车只有数量,精品很少。


国内外动力锂电池技术发展情况分析

随着电动汽车的发展,电动汽车对三电系统核心的需求也带动了新一波的合作潮和商机。一些整车厂选择了自产电池、电机、电控。王子冬表示,车企自主研发三电系统的目的是为了掌握核心技术,不至于因供应矛盾而使产量受损。多元化的布局的好处是有利于电池供应商抢夺客户,增强整车企业的竞争力,提高市场占有率。


从中日韩三国动力锂电池类别来看,目前看三国互有渗透,我国是各种电池都做;韩国以三元材料方形大容量为主;日本以小容量圆形三元材料电池为主。从各类结构动力锂电池模块性能比较来看,圆形动力锂电池模块成本低,其它性能比较差;软包装动力锂电池模块能量密度高、集成效率高、寿命长、成本高;方形动力锂电池模块成本低、集成效率高、充放电性能好、可靠性高、能量密度适中。


比较国内企业与海外企业的布局情况可以发现,国内电池企业合作车企基本为国产品牌,市场规划集中在我国,且整体较封闭。国际主流汽车企业的电池配套商都没有选择国产电池,王子冬认为,目前动力锂电池还只是在家门口打,还要走向世界。


在产业的发展道路上,日本企业的步伐较慢,已逐步被韩国超越。韩国锂离子电池产业的行业集中度非常高,恶性竞争少,资源优势可以最大化发挥出来,加上韩国政府的长期支撑和企业的技术滚动积累,将在全球动力锂电池领域占据明显的优势。我国的动力锂电池市场最为广阔,这是我国锂离子电池企业的最大优势。


王子冬表示,目前我国锂电产业的行业集中度不高,企业准入门槛低,地方保护主义盛行,充斥着大量没有核心竞争力的中小规模锂离子电池企业,造成行业良莠不齐,恶性竞争严重;企业前瞻性不足,技术实力薄弱,产品质量差,企业社会责任低,一定程度上阻碍了我国锂电产业的健康发展。王子冬认为,假如这样的状况持续,我国很难成为动力锂电池强国。


我国动力锂电池产业化发展遇到的问题

1.产量过剩风险日益加剧。由于受到国家政策的大力扶持,国内各类投资主体竞相进入新能源汽车制造领域,推动新能源汽车产业快速发展。但是,与新能源汽车产业高速发展相伴的是产量过剩风险正在不断累积。


2.动力锂电池安全性问题。动力锂电池材料、隔膜、粘结剂、结构、封口、生产工艺、生产过程控制等等影响因素都有可能造成着火事故。虽然了解什么原因可能造成着火事故,但从实际情况来看,当事故发生时,很难确定动力锂电池起火的具体原因。


动力锂电池各种材料的开发和验证是要1-2年的时间,甚至更长。王子冬认为,目前这样国家每年进行一次动力锂电池系统比能量的快速升级换代调整做法与乘用车动力锂电池系统的开发所需周期不协调,带来的结果就是很多验证工作无法充分的验证,导致了着火事故的频发。


王子冬表示,现在的动力锂电池在材料的上假如没有明显的技术突破前,比能量发展到一定水平后就很难再有进一步的突破。与此同时,在安全性方面的负面影响却越来越大。


3.大功率直流充电。一般公共充电桩大部分采用直流充电技术,优点是充电速度快、花费时间短;缺点是对动力锂电池的使用寿命有影响,存在安全性隐患。


4.动力锂电池的长寿命和可靠性。目前出现了许多起电动大客车行驶里程在使用2-3年后大幅度缩水的问题,严重的由于行驶里程太短出现停驶状况。问题出现重要原因包括:电池性能差(与生产企业有关)、一致性差(与电芯性能差异大、成组技术水平低有关)、缺乏正确的维护和保养。


新能源汽车产业化发展趋势

目前的电动汽车产品,大多由传统汽车改造而来,王子冬认为,在电动汽车的设计中,车企的思维已经被传统汽车制造所禁锢,没有制造真正的新能源汽车。王子冬举例表示,苹果手机电池续航仅一天,消费者之所以选择它,关键在于附加值;普通改造的电动汽车并没有有别于传统汽车的附加值,因此很难谈得上与传统汽车竞争。另外,电动汽车目前并不节能,碳排放几乎与燃油车相当。此外,在上游原材料涨价和下游整车企业压价的双重压力之下,动力锂电池生产企业苦不堪言,后续开发资金严重不足,企业后劲不足。


王子冬认为,车企要通过新型的商业化运作,开发出市场真正要的、有个性的电动汽车产品,而非补贴政策驱动的产品,引导新能源汽车的应用。动力锂电池要积极开拓在储能等领域的多级利用工程,拉长新能源汽车用动力锂电池应用链,有效降低动力锂电池在应用过程中的成本。王子冬认为动力锂电池要实现提质降本的要求绝非单靠电池企业能够完成,是要整个新能源汽车产业链的互相配合才能实现。


针对目前新能源汽车和储能系统对动力锂电池性能要求,王子冬认为,要在安全性、可靠性、稳定性、能量密度、宽温度窗口应用、充电接受能力、成本和资源等方面寻找新的出路,在材料、电池结构、生产工艺、集成方式方面有所突破。


王子冬表示,解决好动力锂电池系统与电动汽车一体化设计问题,电池组和模块的设计要全方位考虑周全,不是随便拿一个产品就能集成的:解决好动力锂电池系统的重量能量密度、体积能量密度、充电接受能力、放电能力、安全性、高温适应性、低温适应性、循环寿命、搁置寿命、生产效率、维护方便性、回收方便性、成本接受度等这些基本层面性能的平衡。


电池维护方面,王子冬表示,动力锂电池是要维护的,但目前许多企业的电池组没有预留维修接口,使得这种有效的修复方法不能普及。要从两个方面进行改进,一是行业主管部门制定相应的标准和政策的支撑;二是电池组系统上要预留维修接口,提高维护的效率。从产品质量保障来看,应由整车企业主导供应链,一是能让电池和整车变得更好;二是从长远来看自建电池比跟电池供应商合作更加有利于产品控制质量。


最后,王子冬表示,要把动力锂电池安全性问题放在第一位,可靠性要重视,在能够保证安全性和可靠性的前提下,提高动力锂电池系统的能量密度。重视系统的优化,选择最合适的设计方法。加强对动力锂电池回收技术的研究,寻找低能耗、无污染的回收方法;研究材料修复技术,提高材料的利用率。


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