钜大LARGE | 点击量：501次 | 2021年11月30日
新能源汽车补贴新政对未来动力锂电池的材料和构型影响几何？
近期，中机车辆技术服务中心(以下简称“中机中心”)公布的一则通知在业内引起了不小的震动。该通知称，国家工信部相关部门已经公布前五批新能源汽车推广应用推荐车型目录(以下简称“推荐目录”)集体作废，将全部按照最新要求重新审查。
2016年十二月份，国家工信部相关部门接连公布了第四、五批推荐目录。很多业内人士认为，第四、五批推荐目录赶在新版新能源汽车补贴政策出台之前公布，意在解决新能源汽车商品积压问题和明确已售新能源车按原版补贴标准执行。现在看来并非如此。
在该通知的产品技术要求部分，中机中心要求参与重新审查的新能源汽车公司和产品必须符合财建[2016]958号《有关调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》的要求，也就是业内所称的新版补贴政策的要求。
政府相关部门对新版补贴政策的重视程度由此可见一斑。。那么，在新版补贴政策所带来的新的技术要求下，未来动力锂离子电池的材料和构型会受到什么影响呢?
电池材料上三元电池不一定力压磷酸铁锂
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%
在新版补贴政策中，新能源乘用车和非快充类新能源客车的补贴标准与电池系统能量密度直接挂钩。电池系统能量密度越高，补贴系数越大。其中，纯电动乘用车动力锂离子电池系统的质量能量密度不低于90Wh/kg，对高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴。非快充类纯电动客车电池系统的质量能量密度不低于85Wh/kg，对高于115Wh/kg的按1.2倍给予补贴。
由此，有业内人士分析，补贴系数与电池能量密度挂钩将使三元电池相对磷酸铁锂离子电池的优势更为明显，三元电池将进一步普及。
然而，随着业界对新版补贴政策的消化和理解，有业内人士提出了不同的观点。
我国北方车辆研究所动力锂离子电池实验室主任、国家863电动汽车重大专项动力锂离子电池测试中心主任王子冬在相关场合表示，新版补贴政策所依据的电池能量密度是指电池系统的能量密度。三元电池虽然在电芯级别上能量密度和生产技术成熟度上有优势，但是从电池组和电池系统级别来看，相比磷酸铁锂离子电池，三元电池不一定具有优势。
王子冬指出，以18650三元电池为例，新能源汽车采用18650电芯的电池组能量密度并不高。世界知名电动汽车品牌特斯拉所采用的18650三元电池电芯能量密度约为236Wh/kg，电池组能量密度却只有104Wh/kg左右，比一些采用方形磷酸铁锂电芯的电池组能量密度(110Wh/kg)低。另外，18650三元电池在循环寿命、梯次利用和废旧电池回收方面相比磷酸铁锂离子电池更没有优势。特斯拉之所以选择18650三元电池，是因为特斯拉当时选择电池时并没有出现方形电池和软包电池，而电池类型一旦选择后，体系无法轻易改变。
国内某大型动力锂离子电池负责人也表示，磷酸铁锂离子电池的电芯在系统集成以后的能量密度可能高于三元电池组。新版补贴政策出台之后，部分业内人士认为政策倾向于三元电池，这样的理解不太全面。
另外，该负责人提出，新版补贴政策对动力锂离子电池，尤其是电动客车动力锂离子电池的安全提出了很高的要求，很多人对这个问题并没有全面的认识。目前，三元电池要满足电动客车的安全技术要求非常难。
“2016年年初，政府相关部门宣布三元电池暂停在电动客车上的推广应用后，对电动客车的安全技术标准进行了提升。提升之后的标准对三元电池的技术要求很高，加上相关部门对电池的测试由送检(检查送检产品)变成强检(检查产线产品)，目前，三元电池想通过检测进入电动客车领域实际上非常困难，在短时间内甚至不太可能。”该负责人表示。
电池构型上圆柱、方形、软包各有优势
假如说未来三元材料电池不一定力压磷酸铁锂，那么，在新版补贴政策的影响下，未来动力锂离子电池的构型走势又将如何呢?
王子冬表示，纵观新版补贴政策，实质上对动力锂离子电池提出了如下几大方面的要求：1、电池组内部电芯布置得当，空间利用率高，电芯之间低电阻连接，热管理合理，电芯之间的温差小，以达到电池组的高可靠性、高稳定性以及高能量密度;2、电池组循环寿命长，包括不同温度环境下的使用寿命、大电流充电寿命和日历寿命(基本达到使用寿命一万次、日历寿命15年);3、电池组安全性好，能防止过充和内部短路，保证不爆炸、不着火。
另外，结合近期政府其他相关部门的要求，未来动力锂离子电池还必须实现重复连接方便，便于梯次利用。最后，动力锂离子电池要方便回收分解，分解效率和制造效率基本相当，实现自动化分解等等。
众所周知，目前，锂离子动力锂离子电池的构型，大致可分为圆柱金属壳电池(18650、26650、32650、20700/26800等)、方形铝塑膜软包电池、方形硬壳电池(金属壳、塑料壳)三种。
王子冬表示，这三种构型的电池各自都有其优缺点。其中，圆柱形金属壳电池的重要优点在于自动化生产工艺成熟，电芯产品生产效率高，但是极片应力大，成组工艺复杂，组成后的能量密度下降比较大，空间利用率低，可靠性低，电池内阻高;方形硬壳锂离子电池结构强度高，承受机械载荷能力好，电池内阻小，采用叠片工艺极片应力小，组成后的能量密度下降小，空间利用率高，但是工艺复杂，自动化生产设备不成熟，电池散热难度大;方形铝塑膜软包电池不容易发生爆炸，电芯级别能量密度高，延展性好，但是尺寸一致性不稳定，成本较高，承受机械载荷能力差，成组工艺复杂，组成后的能量密度下降较大，空间利用率低。
由于三种构型电池的优缺点比较明显，加上各个公司的技术积累、资本运作、客户需求等都不尽相同，现阶段不同公司的产品发展路径有较大差异有其合理性。可以想见，未来不同电池技术路线的公司将在已有的技术积累上，积极向补贴新政的要求靠拢。但是，未来的动力锂离子电池市场是一种电池技术路线一枝独秀，还是几种电池技术路线并驾齐驱都将存在可能，最终将由市场来给出答案。
