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把持續(xù)創(chuàng)新的基因植入新能源電池行業(yè)

2020年09月14日 8:26 6614次瀏覽 來源:   分類:   作者:

近日,房地產(chǎn)行業(yè)名企——恒大集團(tuán)推出的6款恒馳新能源轎車橫空出世,消息一出,頓時就成了新能源汽車領(lǐng)域的頭條新聞,賺足了國人的眼球,真可謂是要么不出手,出手就是一鳴驚人,讓國人在震撼之中開始了對恒大的再認(rèn)識。據(jù)媒體報道,恒大董事長許家印在考察公司新能源汽車生產(chǎn)基地時按捺不住內(nèi)心激動,暢談恒大的造車夢想:“我們要實(shí)現(xiàn)三到五年內(nèi),把恒大汽車打造成為世界規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)的新能源汽車集團(tuán),絕對不是夢。”許家印的話,讓恒大志在新能源汽車領(lǐng)域搶占全球市場的巨大“野心”暴露在世人面前。

當(dāng)然有“野心”是好的,愿望也是誘人的。從恒大給出的信息看,為了實(shí)現(xiàn)從房地產(chǎn)到新能源汽車的轉(zhuǎn)型,恒大這兩年還是腳踏實(shí)地“悶頭”干了不少的工作,在動力電池、動力總成、先進(jìn)整車制造、汽車銷售及智慧充電等產(chǎn)業(yè)鏈上做了大量的創(chuàng)新,才有了今天爆棚的成就感。不過,在恒大汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的眾多創(chuàng)新點(diǎn)里,筆者和大家一樣,更關(guān)心的是恒馳新能源汽車的電池問題,一次充電后“恒馳汽車能跑多遠(yuǎn)”是眾人關(guān)注的焦點(diǎn),也是恒馳汽車能否在燃油車及新能源車林立的群雄中立足的關(guān)鍵所在。否則,若制造的恒馳新能源汽車“跑不遠(yuǎn)”或者“跑不快”,即使標(biāo)榜得天花亂墜,國人也不會跟風(fēng)購買。

因此,關(guān)注新能源汽車,就必須關(guān)注新能源電池,這是汽車行駛里程遠(yuǎn)近的動力源泉。國人對新能源汽車的“里程焦慮”,不僅僅是恒大需要解決的問題,也是國內(nèi)所有其他品牌新能源汽車企業(yè)所面臨的問題。目前,無論國內(nèi)或者國外的新能源汽車,其動力電源的來源主要以鋰電池為主,該類電池因容量大,體積小,重量輕,自放電率小而深受行業(yè)青睞。但鋰電系列中,細(xì)分為三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池,前者能量密度高、低溫性能好。據(jù)2019年行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)64家公司新能源汽車制造企業(yè)所生產(chǎn)的新能源動力汽車都是用三元鋰電池作為動力源的。對比三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池的穩(wěn)定性則是目前車用鋰電池中最好的,制造成本也比較低,主要為國內(nèi)38家汽車制造商所應(yīng)用,前兩者占整個新能源汽車市場的98.2%??梢婁囯娛谴蠹夜J(rèn)的新能源汽車動力選擇,其他類型如鎳等材料制造的動力電池,僅占整個市場總量的1.8%,屬于非主流電池類型。若不出意外的話,恒大新推出的系列恒馳新能源汽車,應(yīng)該也會把鋰電作為其動力源的。

以鋰電新能源做動力源,有優(yōu)勢,當(dāng)然也有劣勢。三元鋰電池不足之處就是其的不穩(wěn)定性,高溫之下易燃,而磷酸鐵鋰的缺陷在于能量密度稍差,在一致性上不如三元電池,特別是溫度低于零下5℃的時候,充電效率有所降低,不適宜在北方冬季使用。這些劣勢的存在,影響到了新能源汽車的電池容量和行駛里程,給新能源汽車的市場推廣造成極大的被動。業(yè)內(nèi)人士表示,三元鋰電的不穩(wěn)定性,頻繁發(fā)生的自燃讓包括特斯拉在內(nèi)的新能源汽車企業(yè)及消費(fèi)者防不勝防,其電池的安全性能遭到用戶的質(zhì)疑。正如中國科學(xué)院院士歐陽明高觀點(diǎn):電池是目前限制新能源汽車發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。

從整個新能源電池行業(yè)而言,國內(nèi)外對新能源電池的研發(fā)幾乎同步,并且有大量的創(chuàng)新亮點(diǎn),如比亞迪的刀片電池。眾所周知,受制于鋰動材料自身物化性能,鋰電池一直是行業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)之一,經(jīng)過不斷的創(chuàng)新,2015年,我國的新能源鋰電池單體能量密度還不到100Wh/kg,到了2019年鋰電的密度也僅達(dá)到了160Wh/kg。按照我國頒布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》,2020年,我國純電動汽車動力電池的能量密度目標(biāo)為300Wh/kg、2025年目標(biāo)為400Wh/kg、2030年目標(biāo)為500Wh/kg。即使今年新能源電池的密度能夠突破200Wh/kg,或者說達(dá)到300Wh/kg,但也與“路線圖”的目標(biāo)差距甚大。也基于電池能量無法取得大的提升,對應(yīng)的新能源汽車行駛里程也大都在300公里左右,這幾乎成為新能源汽車的“天花板”。一次充電可以500公里?炒概念的成份多。真正達(dá)到目標(biāo)也許有,但需要前置很多條件,可謂是有等于無。

因此,新能源汽車市場這塊“蛋糕”雖大,但面臨困境卻很多,盡管新能源汽車發(fā)展這幾年,電池的能量密度有了大幅度的提升,但面對300公里這一難逾的“天花板”,如何突破新能源電池發(fā)展的這一“臨界點(diǎn)”,新能源電池專家、河南鋰動電源公司總經(jīng)理?xiàng)顫J(rèn)為:“過去我們依靠創(chuàng)新打下了新能源動力電池產(chǎn)業(yè)的一片天地,讓我們有了可以媲美國外同行的技術(shù)硬實(shí)力;如今還是依靠創(chuàng)新,讓我們有了像恒馳一樣可以匹敵特斯拉的新能源汽車,有機(jī)會在世界舞臺上展示自己的軟實(shí)力。”他表示,要把持續(xù)創(chuàng)新的基因植入新能源電池行業(yè),努力在電池的功能材料上實(shí)現(xiàn)突破,在工藝技術(shù)上不斷升級,在國家政策上獲得支持,在經(jīng)營理念上更加明晰,只有這樣,我國的新能源電池事業(yè)才會吹散陰云,出現(xiàn)明朗的晴天,新能源汽車行業(yè)才有可能領(lǐng)軍世界,持久繁榮。

材料的突破是創(chuàng)新的焦點(diǎn),開發(fā)高比能新材料是未來動力電池比能量大幅度提升的主要途徑?,F(xiàn)在常用的鋰離子電池已經(jīng)是有20年歷史的成熟技術(shù),無論是三元鋰材料電池還是磷酸鐵鋰電池,基本都由四大關(guān)鍵部分組成,即正極、負(fù)極、電解液和膜。經(jīng)過多年的創(chuàng)新,這四種材料組成的鋰電池已經(jīng)成為新能源電池的主流。但依據(jù)材料的性能,在目前電池容量基礎(chǔ)上將能量密度再提升并做到產(chǎn)業(yè)化,看來難度很大。此路難走,其他路徑呢?前幾年,石墨烯電池、“鋰空氣”電池、燃料電池等也曾“閃亮登場”,但綜合性能難以實(shí)現(xiàn)突破。若動力電池技術(shù)瓶頸長時間無法突破,將阻礙新能源汽車產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展的進(jìn)程。正在大家彷徨苦悶之際,近日,媒體報道一家名為辰飛科技的企業(yè)發(fā)明了一種銅基碳元固態(tài)電池,據(jù)說該電池全面突破新能源電池技術(shù)瓶頸,具有高性能容量、高導(dǎo)電性、高倍率等特點(diǎn),且不發(fā)熱不燃燒不爆炸、重量輕,能夠滿足快速充放電、不需要專用充電樁,正當(dāng)大家準(zhǔn)備對該型電池給予更多關(guān)注的時候,最新的應(yīng)用卻沒有了消息,這說明該類電池的商業(yè)化問題仍多。困難越大,挑戰(zhàn)就越大,但我們應(yīng)該相信,只要我們不怕失敗,電池新材料新技術(shù)的最終突破肯定是遲早的事情。

電池工藝設(shè)計創(chuàng)新對能量密度的提升也十分關(guān)鍵。不論鋰電池或者燃料電池等,其電池的工藝設(shè)計已相對成熟,要想提高電池容量,優(yōu)化設(shè)計也是提高電池比能量的一條路徑之一,作為市場“黑馬”的恒大,若是在材料方面沒有擺脫三元或者磷酸鐵鋰的窠穴,優(yōu)化設(shè)計應(yīng)該成為其重大“賣點(diǎn)”。楊濤認(rèn)為,新能源電池的能量密度是一個系統(tǒng)問題,材料創(chuàng)新從而增強(qiáng)電芯能量密度是一個直接手段,而在電芯布置、電路規(guī)劃、殼體重量等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,同樣也能提高電池能量密度,如今河南鋰動就是在保證電殼體質(zhì)量的基礎(chǔ)上,正在進(jìn)行復(fù)合材料的替代,多年的技術(shù)路徑探索,效果十分明顯。知名新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)比亞迪在電池的形狀上做文章,創(chuàng)新出異于常態(tài)的“刀片電池”,以無模組直接集成電池包的創(chuàng)新技術(shù),使電池包的空間利用率從40%提高到60%以上,能量密度大大提升。據(jù)悉該消息一出,立馬成為資本市場的亮點(diǎn),其股票竟一度漲停。盡管有同行對比亞迪“刀片電池”的技術(shù)創(chuàng)新有異見,但也說明了除了材料創(chuàng)新之外,新能源電池的設(shè)計及工藝創(chuàng)新也是提升能量密度的重要途徑。

除此之外,國家新能源政策的創(chuàng)新對推動新能源電池創(chuàng)新也很重要。多年來,國家密集出臺了一系列政策性文件,鼓勵和推動新能源汽車及動力電池行業(yè)發(fā)展,驅(qū)動我國新能源汽車及動力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)向好發(fā)展。新能源汽車發(fā)展初期,國家對動力電池領(lǐng)域的投資進(jìn)行了引導(dǎo),創(chuàng)新性地對進(jìn)入者給予稅收政策支持和財政資金補(bǔ)貼,從而開拓了新能源動力電池的新天地;近兩年來,在量的基礎(chǔ)上,隨著國家補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的提高,國家又創(chuàng)新性地開始扶優(yōu)扶強(qiáng),提升動力電池生產(chǎn)規(guī)模門檻和補(bǔ)貼技術(shù)指標(biāo),致使新能源汽車及動力電池行業(yè)在競爭中加快電池成本優(yōu)化并加速低端產(chǎn)能出清。按照新能源電池的發(fā)展趨勢,下一步電池供應(yīng)在向優(yōu)秀企業(yè)集中,龍頭效應(yīng)開始出現(xiàn)。為此,國家已經(jīng)早有準(zhǔn)備,頒布了將于明年初實(shí)施的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的出臺,意味著我們的新能源電池產(chǎn)業(yè)有了明確的規(guī)矩和標(biāo)尺,也意味著新能源電池企業(yè)有了新的規(guī)范和指引,更為動力電池產(chǎn)品質(zhì)量的提升及參與國內(nèi)外市場競爭創(chuàng)造了新的機(jī)遇。

責(zé)任編輯:周大偉

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