全面解读国内外动力电池发展现状与趋势

   2016年，在国家政策大力支持及新能源汽车推广应用进程加快的带动下，中国车用动力电池需求大幅增长。以比亚迪、中航锂电、国轩高科、力神、CATL等企业为代表的国内动力电池企业，通过开展投资扩产、自主创新等，产能和产品质量均得到明显提升，但综合竞争力仍需要增强。随着越来越多国际动力电池企业开始在中国投资建厂，本土动力电池企业将面临更大竞争压力，因此，国内车用动力电池企业要在技术研发及产业化进展上多下功夫。

常见动力电池介绍
目前在车用动力源方面，主要有四种技术路线：锂离子电池、氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用，而铝空气电池尚处于实验室研究阶段。能源补给方面，锂离子电池、超级电容适用于纯电动汽车，但是需要外部充电，而氢燃料电池汽车则需要外部氢气加注，铝空气电池则需要补充铝板和电解液。就目前来看，锂离子电池在未来相当长的一段时间内还是要占据主要发展空间的。

锂电池也各行其道
就动力电池而言，目前，三元锂电池和磷酸铁锂电池以及钛酸锂电池在电动车领域都有应用。由于三元锂电池能力密度高，续航里程相对较长，国内车企乘用车纷纷转向使用三元锂电池，包括北汽、比亚迪、江淮等。但三元锂电池却存在安全性差、耐高温性差、寿命差等缺点，2016年初，还被工信部叫停，暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。

相比三元电池，磷酸铁锂电池，由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势，越来越多的活跃在电动客车市场。但因其低温性能差，正极材料振实密度小等缺陷，在微型电池方面不具有优势。另外还有一种电池，由于格力董明珠对珠海银隆的欣赏和支持，使得钛酸锂电池进入大众视野。

钛酸锂电池也是锂电中寿命最长、安全最高的电池。论生命周期，普通锂离子电池约为1,000～2,000次循环，钛酸锂则是3万次循环，是前者的15倍。但是这种材料的电池有一种天然的缺憾，能量密度偏低，而过去几年国家的政策支持上都是与续航里程挂钩的，高能量密度的电池更多的受到政策的青睐。而根据最新的补贴政策会签稿，针对快充型电池有独立的规定，因此，行业专家推测，未来钛酸锂电池将会迎来发展的春天。珠海银隆已掌握全球顶尖钛酸锂核心技术，攻克了业内公认的“五大问题”，实现6分钟快速充电、耐宽温、30年循环使用寿命、不起火不爆炸等优良特性。并且银隆目前正在研究通过钛酸锂电池和燃料电池的两者结合，以解决新能源汽车续航里程的难题。

国外动力电池产业发展现状
当前，日本在锂离子电池领域居技术领先地位，已制订至2030年发展规划，系统地安排研发课题，以维持长期的领先地位，松下、NEC、索尼等著名公司都建有大规模锂离子电池生产线。韩国LG化学供应的锂电池已驱动超过30万辆电动汽车上路，三星SDI也已成为全球主要的动力电池供应商，提供电池给宝马、菲亚特、法拉利等。

几年前奥巴马政府曾通过经济刺激方案，将20亿美元专门用于支持美国车用锂离子电池产业的发展，特斯拉汽车与松下联手正在内华达州兴建投资20亿美元的超级锂离子电池工厂。

美国制定了动力蓄电池研发路线，包括由金属锂、硅合金等材料作为负极，高电压材料、空气、硫作为正极的新体系结构动力电池，以及非锂体系动力电池等。

随着中国新能源汽车产业的快速发展，越来越多的国外动力电池企业在中国投资建厂。三星SDI、LG化学已经分别在中国西安和南京合资建厂投产，松下大连工厂正在建设中，博世和SK也筹划在中国建设动力电池工厂。

国内动力电池产业发展现状
我国的锂离子电池研究项目一直是“863”的重点项目，经过二十多年的持续支持，大部分材料实现了国产化，由追赶期开始向同步发展期过渡，本土总产能居世界第一，支撑了我国新能源汽车的示范推广。

（1）正极采用磷酸铁锂材料，负极采用石墨材料，研发的50Ah能量型电池，能量密度达到136.6Wh/kg，功率密度达到1101W/kg；研发的20Ah能量功率兼顾型电池，能量密度达到106.5h/kg，功率密度达到1119W/kg。

（2）正极采用尖晶石锰酸锂、镍钴锰三元混合材料，负极采用人造石墨材料，研发的25Ah软包装能量型电池，能量密度达到162Wh/kg；研发的35Ah能量功率兼顾型电池，能量密度达到135Wh/kg。

（3）正极采用镍钴锰三元材料，负极采用天然石墨/人造石墨/中间相碳微球等材料，开发的10、15、20、28、30、45Ah的动力电池，能量密度达到180Wh/kg；开发的2.6Ah18650圆柱形电池，能量密度达到200Wh/kg。

在系统集成技术及能力方面取得较大进展和突破。采用磷酸铁锂材料的动力电池系统的能量密度达到90Wh/kg，采用三元材料（18650圆柱形动力电池）的动力电池系统的能量密度达到110Wh/kg。在前瞻性技术研究方面，中科院先导计划支持相关研究所研制出能量密度超过300Wh/kg的锂离子电池样品和能量密度超过500Wh/kg的锂硫电池样品，但循环寿命及安全性等性能指标还需进一步提升。

目前，我国已形成包括关键原材料（正极、负极、隔膜、电解液等）、动力电池、系统集成、示范应用、回收利用、生产装备、基础研发等在内的完善的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术，生产线逐步从半自动中试向全自动大规模制造技术过渡。

在产业布局方面，中国形成了珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津冀区域为主的四大动力电池产业化聚集区域。据统计，目前有近100家动力电池企业开展动力电池的研发及产业化工作，有近1000亿元产业资金投入，形成近40GWh年产能，技术研发、产业化进展显著，有力地支撑了新能源汽车产业的快速发展。