中能观察丨动力电池发展还需在多个方面下功夫

在“双碳”目标引领下，我国动力电池的材料和新技术应用不断取得突破，形成了从材料研发、电池生产、回收利用到设备支撑的全球产业链最全、规模最大的动力电池产业体系，以行业高质量发展服务生态文明构建，助推中国式现代化伟大事业不断走向纵深。

规模与利润双双大增

来自中国汽车工业协会的消息显示，1~3月，我国动力电池累计产量130.0吉瓦时，同比增长26.3%；累计销量108.5吉瓦时，同比增长66.8%；其中累计出口25.8吉瓦时。

在相关政策支持下，我国新能源汽车和动力电池产业在规模扩大的同时，效益也实现相应增长。年初以来，凭借原材料价格下行这一利好，电池生产成本随之下降。有关方面统计了在沪深上市的29家锂电池企业，一季度净利润合计178.51亿元，平均净利润6.16亿元，其中22家实现盈利。

据了解，2023年1月、2月，锂价环比分别下降7%和13%。有关方面预计，2023~2024年锂价同比还将下降20%~35%，动力电池生产商业绩增长的势头或许仍将延续。

然而另有观点认为，只有产业链保持稳定，各环节利益才能得到合理分配，这样才有利于行业发展，否则某个环节出现利润下降就会影响该环节投资，进而拖累整个产业链。

有关方面认为，今年我国新能源汽车产量有望达到900万辆。受此拉动，我国动力电池产业仍有巨大发展潜力。

技术水平不断提升

在市场规模高速增长的同时，我国动力电池产业技术升级步伐也不断加快。

与此同时，“里程焦虑”一直困扰着新能源汽车车主。深圳市比克动力电池有限公司副总裁樊文光坦言，目前电动车基本上可以满足市内通勤，但还难以满足城市间长途旅行，尤其是冬季低温下续航里程会打折扣，这对于人们选择电动车造成了障碍。

“对于动力电池来说，正负极材料的选择决定了电池能量密度的上限。”安徽盟维新能源科技有限公司联合创始人、CEO周莉莎认为，从高比能动力电池技术来看，正极材料的升级方向是从NCM622到NCM811，再到现在的9系，往高镍、富锂锰基的方向发展；而负极的发展方向是从石墨到硅碳，再到锂金属，未来会实现更轻量化的超薄锂金属，锂金属电池是高比能电池的终极解决方案。

中国电子科技集团第十八研究所研究员肖成伟介绍，对于富锂锰基正极材料，现在基本可以实现250毫安时/克，与硅碳匹配可使电池能量密度达到400瓦时/公斤及以上。在磷酸铁锂液态技术路线方面同样体现出非常高的水准，以容量为150安时的磷酸铁锂刀片电池为例，单体能量密度可达190瓦时/公斤，集成后为156瓦时/公斤。

据肖成伟介绍，科技部已经对高比能电池布局了四个重点研发项目，包括全固态金属锂电池、新体系动力电池、固液混合锂离子电池、全固态锂离子电池。

4月19日，宁德时代正式发布创新前沿电池技术——凝聚态电池。该电池单体能量密度甚至高达500瓦时/公斤，实现高比能与高安全性兼得。

除了续航里程之外，电池的使用寿命和电量衰减问题也同样受到关注。

“常规电压下，富锂锰基材料在目前所有商业化正极材料中循环稳定性是最好的，其常温循环可以做到2300周不衰减，45摄氏度下充放1700周保持率为88%。”宁夏汉尧富锂科技有限责任公司常务副总经理胡伟介绍。

广州巨湾技研有限公司董事长兼CTO黄向东则表示，巨湾技研研发的极速充电电池，行驶里程超过75万公里，容量保持率还在94%~91%的水平，而且所有循环都是在极速快充的情况下。另外，该公司总裁裴锋表示，电池的循环寿命同样非常重要，该公司推出的商用车动力电池可以实现超快充电、正常放电2000~3000次，循环使用寿命非常好。

如何解决新能源汽车的“里程焦虑”，除了动力电池的能量密度不足之外，还需要解决快速补能的问题。

惠州亿纬锂能股份有限公司董事长刘金成认为，从全社会使用成本的角度考虑，快充技术、快充网络的建设是解决电动汽车发展的最后一个瓶颈问题。而刘金成所在的亿纬锂能则把电池当前的主要研发方向聚焦在快充技术方面。

黄向东也表达了同样的观点，他认为充电的快捷便利性已经取代购车成本和“里程焦虑”等因素，成为当前阻碍电动汽车广泛普及的头号问题。

裴锋确信，超快充已成为大家高度一致的认知。据他介绍，目前巨湾技研推出的动力电池可实现5~15分钟从0至80%的超快充电；2022年量产的7.5分钟版本，是世界纪录认证机构（WRCA）认证的“全球最快电动汽车充电技术”。

安全性得到根本改变

安全，是个绕不开的话题。我国先后印发了《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》（GB/T31485-2015）和《电动汽车用动力蓄电池安全要求》（GB38031-2020）等文件，对动力电池的安全性问题提出详细要求。

“通过多年的努力，汽车动力电池安全性问题得到了根本性改变。”刘金成比较乐观。

樊文光也表示，可通过外形结构来提升电池的安全性，大圆柱电池可以让安全风险完全可控，“保持零热扩散的状态，使电动车不再和‘起火’‘爆炸’这些词语挂钩”。

肖成伟介绍，其供职单位在电池热扩散抑制技术方面做了很多工作，如采取阻燃微胶囊技术、实现高温烟气定向引流等，来增强电池的热扩散抑制；另外还借助大数据对电池安全风险进行相应预测。

为提升电池的安全性，安徽盟维新能源科技有限公司采用了锂负极保护，结合具有阻燃性能的功能电解液，再采取复合集流体技术抑制锂枝晶的生长，可有效控制热失控和热扩散风险。周莉莎介绍，该公司的产品已经可以通过包括针刺、高低温、短路等安全标准的测试。

上游下游共同布局

虽然我国坐拥动力电池产能和新能源汽车市场第一之名，但尚不足以保证全产业链无后顾之忧。数据显示，我国锂资源储量仅占全球的7%。未来，锂资源供应存在不确定性。

“动力电池产业发展的挑战，第一就是资源，我国目前在锂的提取方面存在一定难度。”中国科学院院士孙世刚表示，虽然我国锂电池产量世界第一，但是锂资源70%靠进口。

面对紧俏的锂资源，电池厂商一起出手抢矿。宁德时代下手较早，投资入股北美锂业、加拿大矿企NeoLithium、澳洲矿企PilbaraMinerals等。

上游如此，处于产业链下游的电池同样也是风生水起。

《新能源汽车产业发展规划（2021~2035年）》要求，完善动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系，鼓励共建共用回收渠道。

2022年，各级政府高度重视动力电池回收产业发展，出台了一系列产业政策，进一步完善动力电池回收体系建设，关注回收利用过程的环境污染和安全等问题。“截至2022年底，全国累计建立动力电池回收服务网点超过1万个，基本实现就近回收。”工信部党组成员、总工程师、新闻发言人田玉龙介绍。

当然，做好电池回收和循环利用绝非易事。

回收利用必然牵扯废旧电池的回收和拆解。格林美股份有限公司副总经理张宇平表示，电池包品种繁多、千姿百态，更新迭代也很快，“中国号称已经有5000多种电池包”，而这些数据又没有很好地提供给回收利用端。这就迫使回收企业必须做好数据采集工作，以对电池包进行建模，方便实现智能拆解。

张宇平供职的企业主营废旧电池回收利用等业务。该企业对回收的电池进行拆解后，再返还给材料供应商，形成闭环。他们提出锂电池全生命周期服务理念，从提供芯包到产品开发，再到全球回收服务，还包括梯次利用的安全管理，提供全方位的服务。