钜大LARGE | 点击量：1123次 | 2021年11月23日
动力锂电池在新能源车上的应用表现
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，我国车用动力锂离子电池需求大幅上升。以比亚迪、中航锂电、国轩高科、力神、CATL等公司为代表的国内动力锂离子电池公司，通过开展投资扩产、自主创新等，产量和产品质量均得到明显提升，但综合竞争力仍要增强。随着越来越多国际动力锂离子电池公司开始在我国投资建厂，本土动力锂离子电池公司将面对更大竞争压力，因此，国内车用动力锂离子电池公司要在技术研发及产业化进展上多下功夫。
常见动力锂离子电池介绍
目前在车用动力源方面，重要有四种技术路线：锂离子电池、氢燃料动力锂电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、超级电容和氢燃料动力锂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，但是要外部充电，而氢燃料动力锂电池汽车则要外部氢气加注，铝空气电池则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重要发展空间的。
锂离子电池也各行其道
就动力锂离子电池而言，目前，三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池以及钛酸锂离子电池在电动汽车领域都有应用。
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%
由于三元锂离子电池能力密度高，续航里程相对较长，国内车企乘用车纷纷转向使用三元锂离子电池，包括北汽、比亚迪、江淮等。但三元锂离子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，暂停三元锂离子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，磷酸铁锂离子电池，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,使得钛酸锂离子电池进入大众视野。
钛酸锂离子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，未来钛酸锂离子电池将会迎来发展的春天。珠海银隆已掌握全球优秀钛酸锂核心技术，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离子电池和燃料动力锂电池的两者结合，以解决新能源汽车续航里程的难题。
国外动力锂离子电池产业发展现状
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化学供应的锂离子电池已驱动超过30万辆电动汽车上路，三星SDI也已成为全球重要的动力锂离子电池供应商，供应电池给宝马、菲亚特、法拉利等。
几年前奥巴马政府曾通过经济刺激方法，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锂离子电池，以及非锂体系动力锂离子电池等。
随着我国新能源汽车产业的快速发展，越来越多的国外动力锂离子电池公司在我国投资建厂。三星SDI、LG化学已经分别在我国西安和南京合资建厂投产，松下大连厂正在建设中，博世和SK也筹划在我国建设动力锂离子电池厂。
国内动力锂离子电池产业发展现状
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，本土总产量居前列，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的动力锂离子电池，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锂离子电池系统的能量密度达到90Wh/kg，采用三元材料（18650圆柱形动力锂离子电池）的动力锂离子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，我国已形成了包括关键原材料（正极、负极、隔膜、电解液等）、动力锂离子电池、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，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，我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锂离子电池产业化聚集区域。据统计，目前有近100家动力锂离子电池公司开展动力锂离子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年产量，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。
未来车用动力锂离子电池发展趋势
2020年，技术提升阶段。新型锂离子电池实现产业化，能量型锂离子电池单体比能量达到350Wh/kg，能量功率兼顾型动力锂离子电池单体比能量达到200Wh/kg。动力锂离子电池实现智能化制造，产品性能、质量大幅度提升，成本显著降低，纯电动汽车的经济性与传统汽油车基本相当，插电式混合动力汽车步入普及应用阶段。
2025年，产业发展阶段。新型动力锂离子电池技术取得显著进展。动力锂离子电池产业发展与国际先进水平接轨，形成2～3家具有较强国际竞争力的大型动力锂离子电池公司，国际市场占有率达到30%。固态电池、锂硫电池、金属空气电池等新体系电池技术不断取得突破，比能量达到400Wh/kg以上。
2030年，产业成熟阶段。新体系电池实现实用化，电池单体比能量达到500Wh/kg以上，成本进一步下降；动力锂离子电池技术及产业发展处于国际领先水平。
未来相当一段时期内，我国节能与新能源汽车将以普及应用插电式混合动力汽车、纯电动公司等新能源汽车为重要任务，迫切期待动力锂离子电池降低成本、提高性能。研发新型锂离子电池和新体系电池、提升动力锂离子电池智能制造水平、完善验证测试方法和标准体系，既是我国节能与新能源汽车的发展需求，也是我国动力锂离子电池发展的关键任务，具有紧迫性。
结语
新能源汽车竞争的核心是技术，最迫切的是实现动力锂离子电池技术的突破。从目前看，包括混合动力、燃料动力锂电池以及纯电动汽车在内的新能源汽车，是新能源汽车比较可行的技术选择。而在电动汽车关键零部件当中，动力锂离子电池是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。假如不能掌握动力锂离子电池的核心技术，我国新能源汽车注定将举步维艰。而电池技术的突破，将成为我国进入新能源汽车领域，抢占未来行业制高点的最佳切入点。
