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肖成伟:动力电池系统价格4年内降至1.5元/wh

作者:中国储能网新闻中心 来源:高工锂电技术与应用 发布时间:2016-10-26 浏览:

中国储能网讯:到2020年的时候,随着电动汽车数量的快速提升,它应该是在接近1.5元每瓦时的价格,还是含税的,有可能比这个价格还要低一些,有可能低到1.2元每瓦时的水平,就是大致1.5元每瓦时—1.2元每瓦时的水平。达到这样价格的话,在国家补贴取消的情况下或者没有补贴的情况下,电动汽车的市场包括动力电池的市场也可以比较平稳健康的发展。

当前电动汽车正处在快速发展期,相关政策、技术、安全、商业模式等问题备受关注。近日电动汽车百人会在北京召开“电动汽车热点问题系列研讨会”,主要聚焦于“动力电池技术升级与产业链研究”,会上,中国电子科技集团公司(CETC)第十八研究所主任肖成伟做了主题演讲,以下为演讲内容。

我把动力电池发展的现状和趋势简要的给在座的各位汇报一下。两个方面,一个是技术的发展现状和趋势,另一个是市场的趋势。

关于动力电池,无论是插电式混合动力,还是纯电动的,包括铅酸的、镍氢、锂电池都有应用。但是从技术发展的趋势和产业升级的态势来说,锂离子电池还是目前技术和产业的热点领域。锂离子电池从技术路线来看,单纯是从结构来说,有圆柱的、方形等,无论在储能还是汽车领域都有应用。

实际上,基于电动汽车现在和未来很好的发展预期,各国都对动力电池做了比较全面的国家规划,包括日本、韩国、美国、德国等。从设置的指标来说,设置的电池系统还是250瓦时/公斤。内容还是从电池的产业链角度来设置的,比如说单体电池的研究,包括电池的产业化、系统集成应用,还包括梯级利用和资源回收,以及标准体系等内容基本上都涵盖了。

中国目前基本是三个大的国家级规划:一是节能与新能源汽车的国家规划;二是十三五的电动汽车重点研发专项;三是工程院做的中国制造2025里面的规划。这三个比较大的规划,都对动力电池有所涉及。

在重点研发专项里面,产业化的指标是到2020年,单体电池能做到300瓦时/公斤,新型的锂离子电池能做到400瓦时/公斤,新体系电池(锂硫和锂空气等)能做到500瓦时/公斤。在中国制造2025里面基本上沿用的是重点研发专项的提法:2020年电池要做到能量密度300瓦时/公斤,2025年400瓦时/公斤,2030年要做到500瓦时/公斤。

我把动力电池路线图的内容大致介绍一下。

纯电动车用的能量型电池。路线图提到2020年单体电池要达到350瓦时/公斤,系统电池是达到260瓦时/公斤。循环寿命希望能够做到4000次,大家最主要就是看看这几个指标。2025年的时候还是做到400瓦时/公斤,2030年的时候做到500瓦时/公斤,但是对寿命来说都是提到4000次,并且提的单体的和系统的两个是一致的。

这个寿命我多说一句,相当于全寿命周期的一个指标,也就是说既包括在车上用的,也包括从车上淘汰下来了之后梯级利用的,这两个都包含在内给他提的4000次的一个指标。当然在比能量、寿命、安全性、成本等等这些也提了相应的一些研发的内容。

再看一下三个五年计划后,锂离子电池技术路线变化的趋势,趋势角度看还是向高比能量方向发展,就是跟国家纯电驱动的战略取向还是密切相关的。从目前来看,整个技术发展的方向是三元体系的正极材料和以石墨为主的负极材料。此外,还有一些新体系电池,像锂硫、锂空气、固态电池等,也支持发展和研究。

从安全性的角度来说,只要现在在电动汽车上使用的,它的动力电池单体或者模块都通过了GB/T31485安全性的要求,但是在系统的安全性方面还是需要再进一步的提升和验证。并且这一块的内容,现在也在EVS—GTR(电动汽车全球技术法规)里边也体现出来了。

从公司层面看,大部分公司的产品规划还是向着高比能的方向发展,无论是应用在纯电动车、插电式,还是混合动力车上,整个能量密度还是逐渐提升的。

国内还是以磷酸铁锂为主,但是像三元材料的转化趋势还是比较明显的。国外基本上正极材料以三元材料为主,负极材料还是以石墨类材料为主。在小容量电池的产品方面,能量密度大致是在110—180瓦时/公斤之间,部分产品可以做到200瓦时/公斤左右的水平。

把国内外的产品做了一下对比,从产品的角度,尤其在三元材料产品的角度来说,国内外基本上是在同一个技术水平下,包括能量密度、安全性、循环寿命等。我个人认为国内、国外的单体电池产品水平都是差不多的。

对比整个产业链的技术水平,我个人认为中、日、韩还是处于第一集团的,日本会在整个电池的技术开发方面处于领先的地位,韩国在产业应用方面做得比较多,而中国的整个产业链是全球最完整的、产能是全球最大的、研发和产业化的投入相对来说也是最大的。

从市场占有率来说,有些企业,像国内的CATL、力神、比克、光宇等企业,其实是处在锂离子电池领域的世界前列。但在产品的均匀一致性和系统集成上,包括生产线自动化程度等,中国跟国外的先进水平还有一些差距,需要加紧追赶。

再看看电池发展的趋势,正极材料有三大类:层状结构、尖晶石结构、橄榄石型结构。这里面还是以层状结构为主,尤其是高镍的层状材料为主,是现在研发和产业化的特点。负极材料也是三大类:石墨类材料、金属氧化物材料、合金材料,合金类的硅碳是现在研发和产业化的热点。

而在隔膜方面,还是以PPP的为主。当然,一些新型的隔膜也在研发中。此外,一些新型的电解质也有应用,但目前还是以六氟磷酸锂作为主要的电解质的取向。

在标准方面,国内在动力电池标准体系做的相对比较完善,包括性能、安全性、循环寿命,无论从单体、从模块,还是从系统角度,应该说这是比较完善的。

从市场角度来说,电动汽车、电动摩托车、电动自行车,包括储能是锂离子电池现在主要的应用方向。从投资的角度来说,现在还是处于一个投资加大发展的态势。从投资的强度来看,通过产能规模的快速提升,它的投资强度有了较快速地下降。

从电池到装备、到生产装备、到梯级利用,中国形成了最为完整的产业链体系,在国内也形成了长三角、珠三角、京津、中原地区动力电池产业化的聚集区域,整个产业投资超过1000亿,年产能超过400亿。

从电池的寿命价格趋势来看,现在都满足了补贴提出的要求,大巴车达到了5年20万公里,轿车、乘用车达到了8年12万公里的要求。从价格的变化趋势来看,无论是磷酸铁锂还是三元材料,目前系统集成完的价格基本上在2元每瓦时—2.5元每瓦时之间。到2020年的时候,随着电动汽车数量的快速提升,它应该是在接近1.5元每瓦时的价格,还是含税的,有可能比这个价格还要低一些,有可能低到1.2元每瓦时的水平,就是大致1.5元每瓦时—1.2元每瓦时的水平。达到这样价格的话,在国家补贴取消的情况下或者没有补贴的情况下,电动汽车的市场包括动力电池的市场也可以比较平稳健康的发展。

原标题:肖成伟:动力电池系统价格4年内降至1.5元/wh

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