動(dòng)力電池支撐全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型

李文慧

編者按?9月29日，2020世界新能源汽車(chē)大會(huì)先進(jìn)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)在海口順利舉行，據(jù)悉，來(lái)自企業(yè)、高校、科研院所、行業(yè)組織等約100名專(zhuān)業(yè)嘉賓參加了本次峰會(huì)，線上參會(huì)人數(shù)突破1萬(wàn)人次。為此，本報(bào)出版專(zhuān)題，梳理大會(huì)精彩觀點(diǎn)，詳見(jiàn)P5-P7。

新電池新材料涌現(xiàn)

在2020世界新能源汽車(chē)大會(huì)先進(jìn)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)上，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員肖成偉詳細(xì)地介紹了目前中國(guó)車(chē)用電池技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，其中具體包括刀片電池技術(shù)、CTP和大模組技術(shù)、無(wú)鈷電池技術(shù)、鋰離子電池干法工藝技術(shù)等當(dāng)前動(dòng)力電池技術(shù)的創(chuàng)新熱點(diǎn)。他指出，未來(lái)需要重視能量密度、功率密度、安全、循環(huán)耐久和成本之間的平衡，智能制造和數(shù)字化工廠設(shè)計(jì)，動(dòng)力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化水平，標(biāo)準(zhǔn)化（單體、模塊及系統(tǒng)）及全生命周期的測(cè)試驗(yàn)證（尤其是安全可靠性），新材料及新體系電池前瞻技術(shù)的研發(fā)（固態(tài)電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、鋰離子電池等）五大方面的問(wèn)題。

加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士、上海大學(xué)教授張久俊介紹了全球電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和前景。他對(duì)全球新能源汽車(chē)的發(fā)展做了簡(jiǎn)要介紹，著重介紹了鋰硫電池、鋰空氣電池、固態(tài)電池等下一代新體系電池的技術(shù)現(xiàn)狀及需要攻克的問(wèn)題，他認(rèn)為未來(lái)動(dòng)力電池將從液態(tài)逐步地過(guò)渡到固態(tài)，這樣才能達(dá)到能量密度的目標(biāo)500Wh/kg，能量密度、功率密度及壽命將進(jìn)一步增加，且仍然是研究的熱點(diǎn)。

中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰?chē)@動(dòng)力電池?zé)o鈷正極材料領(lǐng)域，簡(jiǎn)要介紹了第一代無(wú)鈷正極材料錳酸鋰和第二代無(wú)鈷材料磷酸鐵鋰的特點(diǎn)及動(dòng)力電池適用領(lǐng)域。他指出，三元正極材料，無(wú)論是NCA還是NCM（鎳鈷錳酸鋰），都在通過(guò)技術(shù)研發(fā)逐步減少鈷的用量以降低成本，途徑包括摻雜和梯度材料設(shè)計(jì)與制備。接著他重點(diǎn)介紹了本次大會(huì)評(píng)出的前沿新技術(shù)材料——尖晶石鎳錳酸鋰正極材料，其不含鈷，成本低，鋰資源利用率高，能量密度成本比最高。現(xiàn)有磷酸鐵鋰動(dòng)力電池更換鎳錳酸鋰正極材料，工作電壓提升約40%，相應(yīng)能量密度提升約40%，但成本反而比磷酸鐵鋰低約30%。他還介紹了物理所和松山湖材料實(shí)驗(yàn)室的“基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究—產(chǎn)業(yè)化”的全流程研發(fā)模式，其產(chǎn)業(yè)化有助于解決電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)續(xù)駛里程和成本的矛盾。

既要性能還要安全

廈門(mén)大學(xué)特聘教授、基礎(chǔ)加強(qiáng)計(jì)劃首席科學(xué)家董全峰對(duì)高功率動(dòng)力電池體系的探索做了詳細(xì)介紹。他指出未來(lái)社會(huì)對(duì)既具有高比能量，又具有高比功率的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了更迫切的需求，但這兩個(gè)特性，通常情況表現(xiàn)為對(duì)立的一面。我們可以通過(guò)材料設(shè)計(jì)和電化學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)創(chuàng)新儲(chǔ)能狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)既具有高的比能量，又具有高的比功率的雙高體系，實(shí)現(xiàn)二者的統(tǒng)一。

寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司研發(fā)聯(lián)席總裁梁成都圍繞CTP技術(shù)（Cell To Pack，無(wú)模組技術(shù)）做了詳細(xì)的解析，他表示，CTP技術(shù)通過(guò)取消傳統(tǒng)模組架構(gòu)，將電池包的重量成組效率和體積成組效率大幅提高，同時(shí)減少零件數(shù)量，提高了電池包比能量。

比亞迪股份有限公司深圳開(kāi)發(fā)中心副總監(jiān)魯志佩詳細(xì)介紹了高集成刀片電池的技術(shù)創(chuàng)新。他介紹道，刀片電池的設(shè)計(jì)提高了電池包安全性，顯著提高了熱穩(wěn)定性和機(jī)械防護(hù)強(qiáng)度，大幅提高了體積成組效率，使電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程得到跨越提升，其采用的磷酸鐵鋰體系，提高了電池壽命，進(jìn)一步降低成本。

發(fā)展新能源汽車(chē)是保障能源安全的戰(zhàn)略舉措，是降低汽車(chē)污染排放的有效途徑。動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換裝置的基礎(chǔ)單元，是新能源汽車(chē)的核心零部件。動(dòng)力電池的電性能、安全可靠性和使用壽命等對(duì)整車(chē)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)至關(guān)重要，直接影響新能源汽車(chē)的市場(chǎng)應(yīng)用和普通消費(fèi)者的接受度，其技術(shù)發(fā)展水平是全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐。

本次峰會(huì)的召開(kāi)將為支持我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新思路。