钜大LARGE | 点击量：904次 | 2021年08月29日
全球动力锂离子电池产业布局与规划分析
美国能源部所属的能源效率及可再生能源办公室公布了电动汽车无处不在大挑战，重点支持使用于插电式混合动力汽车的锂离子电池技术研发。
国家层面动力锂离子电池发展规划
1.1美国动力锂离子电池国家规定
美国能源部所属的能源效率及可再生能源办公室公布了电动汽车无处不在大挑战(图1)，重点支持使用于插电式混合动力汽车的锂离子电池技术研发。
图1电动汽车无处不在大挑战设置的动力锂离子电池系统技术指标
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1.二日本动力锂离子电池国家规定
日本经济产业省的报告中提出了车用动力锂离子电池的功率密度、能量密度及成本的目标值(图2)。
图二日本经济产业省设置的动力锂离子电池系统相关参数目标值
紧接着，日本经济产业省下属的新能源与工业技术开发组织于2013年公布了二次电池技术路线图2013，提出了更为具体明确的电动汽车用及固定式用二次电池的技术指标(表1)。
表一日本车用动力锂离子电池的紧要技术指标
1.3德国动力锂离子电池国家规定
德国制定了国家电驱动平台计划，通过电池灯塔研发项目推动在动力锂离子电池范畴建立单体电池及电池系统的加工量力，并提出了动力锂离子电池系统紧要性能参数(20142020)(图3)。
图3德国电驱动平台设置的动力锂离子电池系统技术指标
1.4韩国动力锂离子电池国家规定
韩国知识经济部支持的世界首要材料项目涉及纯电动汽车和储能两大使用范畴。引导绿色社会的二次电池技术研发项目，下设锂离子电池关键材料、使用技术研究(针对储能及纯电动汽车范畴)、评价与探测基础设施、下一代电池研究-2020电池计划4个子项目，以期在韩国打造完善的动力锂离子电池产业链。
1.5我国动力锂离子电池国家规定
科技部公布了第十二个五年计划电动汽车重大项目(20112015)(图4)。
图4我国科技部电动汽车重大项目动力锂离子电池研公布局
国务院公布的节能与新能源汽车国家规划(20122020)，重点支持动力锂离子电池的产业化和电池模块的标准化(图5)。在国家第十三个五年计划中设立了新能源汽车重点研发专项(20162020)，支持高性能动力锂离子电池的研发。
图5我国节能与新能源汽车规划设置的动力锂离子电池模块相关参数指标
动力锂离子电池产业发展概况
目前世界范围内形成了动力锂离子电池研发和产业化的三个聚集区域，分别位于德国、美国和中日韩所在的东亚地区。随着动力锂离子电池产量规模的张大，动力锂离子电池价格将呈现快速下降的趋势(图6)。
图6全球动力锂离子电池系统价格的变化趋势
国际动力锂离子电池发展概况
国际主流电池公司量产的动力锂离子电池产品相关信息如表2所示。
表2国际主流电池公司量产的动力锂离子电池产品相关信息
总体而言，从使用于纯电驱动车辆范畴看，国外动力锂离子电池公司量产配套的大容量动力锂离子电池产品的能量密度大多为110~180(Wh)/kg;小容量动力锂离子电池产品的能量密度可达
230~250(Wh)/kg;快充型锂离子动力锂离子电池则以钛酸锂离子电池为代表产品，能量密度达到了89(Wh)/kg。
我国动力锂离子电池发展概况
通过3个五年计划的大力支持，动力锂离子电池的材料体系选择呈现多元化，其变化趋势如图7所示。
图7我国动力锂离子电池技术路线多元化的变化趋势
目前已形成了完善的锂离子动力锂离子电池产业链体系，掌握了动力锂离子电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术，加工线逐步从半自动中试向全自动大规模制造技术过渡。
目前，我国形成了珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津区域为主的四大动力锂离子电池产业化集中区域。我国主流动力锂离子电池公司产量统计如表3所示。
表3我国主流动力锂离子电池公司产量统计
我国动力锂离子电池产业将来发展趋势(至2020年)
正极材料：正极材料综合性能比较如表4。紧要以锰酸锂尖晶石型材料，以镍钴锰、镍钴铝为代表的层状材料，以及以磷酸铁锂为代表的橄榄石型结构材料为主。
表4正极材料综合性能比较
负极材料：正极材料综合性能比较如表5。石墨类材料依然是主流的选择。合金类(如硅碳)和钛酸锂材料也是当前及今后一段时间产业化及使用的重点方向。
表5负极材料综合性能比较
隔膜材料：聚烯烃材料是主流的选择，包括聚丙烯及聚乙烯两大类产品，紧要有单层膜和复合膜。同时发展对隔膜材料表面进行改性解决的技术。
电解液：六氟磷酸锂仍旧是市场主流产品。同时，一些新型的锂盐在市场上出现并得到了初步的使用(如双氟磺酰亚胺锂盐)。
动力锂离子电池2020年预期实现产业化的材料体系及单体电池技术指标如表6所示。
表6动力锂离子电池预期实现产业化的材料体系及单体电池技术指标(2020年)
我国动力锂离子电池产业化发展面对的问题
1)设备及材料与国外的差距。产业链已初具规模，但结构仍不完善，部分核心装备及原材料还完全依靠进口。
2)动力锂离子电池系统集成技术与实用化的差距。缺乏机械、电与热融为一体的锂离子电池系统设计优点，以及深入的电池管理系统及电子控制技术研发能力。
3)动力锂离子电池系统评价力度及深度不够。考核力度及完整性还有很大欠缺，示范运营代替了部分动力锂离子电池系统的台架实验和整车考核实验。
4)动力锂离子电池市场竞争加剧。
结论
动力锂离子电池近几年在产业化方面发展迅速，有力地支撑了电动汽车产业的发展。新型锂离子电池及相关材料技术得到了高度关注，可以预期相关技术将取得长足进步并实现规模使用。动力锂离子电池将随着电动汽车的快速发展，迎来爆发上升的黄金期。
