动力电池行业创新要多管齐下

　　“动力电池行业正在迈入新阶段”，这是很多业内人士的研判。在之前的竞争中，我国已成为全球动力电池产业领跑者，市场规模连续6年全球领先，建成全球产业链最全、规模最大的动力电池产业体系，5万余家企业“争先恐后”投入到锂电池产业“新”浪潮中。然而，行业同时也面临着装机量增速放缓、产品迭代加快等挑战。动力电池行业迈向新阶段，还需要电池材料创新、结构创新、商业模式创新“多管齐下”，从而引领市场需求，完成从“有”到“好”的飞跃。

　　材料创新是产业创新“主战场”

　　电池材料直接决定了动力电池的能量密度、安全性和成本，是动力电池创新最核心、最本质的部分。目前，我国已形成以三元锂电池和磷酸铁锂电池为主的发展路线，国内三元电池能量密度超过300Wh/kg，磷酸铁锂电池能量密度超过200Wh/kg，达到世界先进水平，尤其是在磷酸铁锂领域，我国引领了全球磷酸铁锂电池在轿车中的回归和复苏。

　　然而，随着电池技术不断革新，传统材料已满足不了电池降本增效、提高能量密度等的需要，例如磷酸铁锂电池能量密度已接近“天花板”，但其比能量仍然相对偏低，低温性能也有待提高，亟须寻找可替代的新一代材料。同时，市场越发细分，对电池提出差异化的需求，需要更多技术路线满足多元化场景需求。

　　在这方面，目前我国已不再是简单跟随国外的技术体系，而是在创造新的体系，比如在低钴问题和磷酸锰铁锂电池方面，我国正逐步领先世界。未来，液态锂电池技术路线将朝着三个方向发展：一是高比能量和低成本，正极材料采用高镍三元、富锂锰基，负极材料采用高比例硅碳、锂金属，比能量目标达500Wh/kg，但电池寿命偏低；二是兼顾比能量、安全、成本和寿命，采用高镍正极体系，寿命不降比能量增加50%，或者比能量不降寿命增加3倍以上，逼近1万次循环；三是基于铁锂的高安全液态路线，成本最低、寿命最长可到1万次循环以上。

　　此外，过去10年，液态锂电池的能量密度已经提升了2~3倍，目前已经接近理论上限。在不更新材料的前提下，液态锂电池很难再取得新的突破。而固态电池使用固体电解质替代了传统锂电池的电解液和隔膜，更安全、能量密度更高、循环性能更强，已成为业内公认的下一代电池技术方向。

　　相比于液态及半固态电池，全固态电池需要把全部原理改变，存在较多的技术难点需要解决。与此同时，由于我国在三元锂电池和磷酸铁锂电池技术上领先世界，致使日本、美国等选择直接跳过这一阶段，直接投入到固态电池路线上。

　　未来10年，将是固态电池研发的关键机遇期，预计其规模化量产和应用的窗口期或将在2025年至2030年之间。面对激烈的国际竞争，我们必须给予足够的重视，抢占固态电池技术风口，占据材料创新制高点。

　　结构创新是产业创新“桥头堡”

　　如果说材料创新是一个需要长期积累、久久为功的过程，那么结构创新则更加直接。近年来，电池及系统结构的创新呈现百花齐放态势，基本上每家电池大厂都有自己拿得出手的产品，例如宁德时代麒麟电池、比亚迪刀片电池、蜂巢短刀电池、中创新航“顶流”圆柱电池等。

　　整体来看，在单体电池结构创新方面，主要是通过减少附件重量以提升单体容量和提高比能量；而在电池系统方面，结构创新最大的趋势是由传统电池包的电芯、模组到电池包的组成方式逐步向去掉模组，再去掉整包的方向进行发展，从而构成CTC（单体与底盘深度集成）、CTV（单体与车辆深度集成），逐步减少附属的重量和体积，使电池系统比能量不断提升，同时也带来底盘结构的变化和底盘技术创新。

　　未来，结构创新或将呈现两大趋势，一方面，电池结构创新方面的趋势体现为功能的集成化、结构的极简化、制造的集约化，其相互关联、相互影响，实现电池高安全、高比能量以及制造的高效率；另一方面，系统结构的发展趋势是电池与整车的集成化，需要电池行业和整车行业密切配合来进行创新。

　　商业模式创新是产业创新“加油站”

　　随着市场竞争的加剧，动力电池企业不仅需要技术创新，还需要在商业模式上找到新路径，立竿见影地提高市场竞争力和盈利能力。比如近年来崛起的换电模式，可以大幅提升电池利用率，并打通电池的生产、使用、回收等各环节。

　　目前，换电在乘用车方面已经有较大规模的应用，但其仍是一个独立、封闭的补能体系，车企和电池厂商建设的换电站只适配其自家品牌。要想让其支持所有品牌、所有车型，不仅需要全国统一标准，还需要建立用户、车厂、电池厂、政府以及服务型企业共赢的商业模式。

　　从这个角度来看，商用车换电更加容易。商用车本身就使用独立底盘，因此做成一个通用性底盘的潜力很大。在此基础上，再做换电的标准化、规范化，最后实现换电站网联化、智能化和车网互动结合起来。这一方面能够解决商用车充电难、运营效率低等问题，另一方面更容易实现健康的利益分配机制，同时车电分离还可以降低用户购买成本以及补能成本。(记者 张维佳)

　　转自：中国电子报

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