面临“升维”挑战 动力电池亟需解决从有到好瓶颈问题

“我国新能源汽车保有量超过1300万辆，占全球总量的一半以上，在‘双碳’目标下发展速度会更快，这对于动力电池和燃料电池，提出越来越高的要求。”中国科学院院士孙世刚表示，动力电池需要全方位发展，包括能量密度、功率密度、安全性、使用寿命、极端环境适用性和降低成本等方方面面。

中国科学院院士孙世刚

近日，以“推进中国汽车产业现代化”为主题的中国电动汽车百人会论坛（2023）在京举办。论坛期间，来自政府部门、行业机构和企业代表共聚一堂，就动力电池面临的挑战，以及未来发展趋势等问题进行深入解读。

　　动力电池面临“升维”挑战

随着新能源汽车的蓬勃发展，动力电池装机量水涨船高。数据显示，2022年国内动力电池装车总量达到294.6GWh，同比增长90.7%。然而，“行业形势发展大好的背后，很多不稳定、不确定的挑战已经产生。”欣旺达电子股份有限公司副总裁梁锐表示。

在梁锐看来，目前动力电池产业面临“升维”挑战。“我们过去强调掌握技术、质量，控制成本就可以了，但去年很多企业花很大工夫去投资供应链，以保证上游资源的供应。”

梁锐进一步指出，国内外竞争加剧，上游资源受到约束，部分专利纠纷不断产生，同时在“双碳”战略的背景下，对电池的碳排放管理越来越严格，对于中国动力电池低碳绿色发展的模式提出了新的要求。

孙世刚认为，动力电池在技术层面也有很多不足之处。首先是锂离子提取有一定难度；其次，能量密度接近极限，而许多应用场景希望有更长的续航里程；再次，车辆行使过程中工况随时变化，对材料和界面带来冲击，可能导致事故发生；最后，使用环境复杂，需要有更好的适应性。

孙世刚强调，在动力电池体系中最核心的还是材料。他说，“从现在到未来的很长一段时间，锂金属将扮演着重要角色。用锂金属作为负极，高压高比容量材料作为正极，不可避免带来一些安全性问题，主要还是抑制锂枝晶生长，找到相应的添加剂，以解决安全问题。”

“从提升电池的动力性能来看，材料结构同样发挥重要作用。”孙世刚举例道，相同的材料，调控层状正极材料的表面结构，强化锂离子传输过程，能显著提升锂离子电池的能量密度和功率密度。另外，强化离子电池包含传输通道、电子传输通道、电池热传出等，还能提升电池安全性性能。

孚能科技（赣州）股份有限公司董事长王瑀

　　从有到好亟需解决瓶颈问题

与此同时，动力电池原材料价格和资源限制，也成为行业关注的热点话题。孚能科技（赣州）股份有限公司董事长王瑀表示，“我们预测，如果2022年动力电池能够达到100美元每千瓦时，电动汽车的普及就会到来，也确实做到从198美元降到140美元左右。”

然而，“去年碳酸锂的涨价打破了我们所有的理想和愿望，一年内从5万-6万元涨了约10倍，整车厂和电动汽车厂为锂产业贡献了接近1000亿的利润。”王瑀感叹道，我们经历了钴资源有限的影响后，又受到锂资源的影响。

王瑀认为，动力电池从“有”到“好”是亟需解决的瓶颈问题，首先是做足续航里程，电池包电量需提升25%；其次，消除充电焦虑，目标10分钟充满400公里；再次，压缩电池包价格，达到100美元每千瓦时；最后，减少对钴和锂资源的依赖，进一步推动电动汽车发展和“双碳”目标的实现。

针对产品质量，梁锐建议，为电池配备电池护照，这是电池生命周期的数据管理系统，为全球的电池价值链带来更高的透明度。梁锐说，“通过电池全生命周期质量管理，建立开发质量保证、供应商质量保证、过程质量保证到售后质量保证等体系，最终达到客户完全满意和零缺陷的目标。”

“我们不仅要解决动力电池瓶颈的技术问题，还要在源头上实现超越。”孙世刚说，相关企业要从能量密度、功率密度、安全性、长寿命、低成本等方面，建立自立自强的技术根基，进而主导下一代动力电池和燃料电池的发展。

中国电子科技集团第十八研究所研究员肖成伟

中国电子科技集团第十八研究所研究员肖成伟也表示，现在动力电池研发的热点集中在下一代锂离子电池、新体系电池、智能电池、电池系统集成等。多方协同深入开展研究工作，提高中国动力电池基础研究能力、工程化技术水准，提升我国动力电池产业国际影响力。