新能源汽車肖成偉
『壹』 未來幾年內會出現更多電池生產商 專訪動力電池專家肖成偉
新能源汽車的發展已經進入了一個火熱階段，無論新興車還是傳統車企，無論國內品牌還是國外品牌均在加速著新能源汽車產品的推出，新能源汽車的市場份額也在逐步提升。與此同時，對電池壽命、續航能力以及安全問題的擔憂也成為了眾多消費者購買新能源車的阻礙。
為此，我們邀請到了中國電子科技集團第18研究所的新能源汽車動力電池方面專家肖成偉老師，在疫情還未得到基本控制的當下，我們與肖成偉老師進行了一次電話專訪，從這一次的對話中，我們對目前新能源汽車動力電池的實際情況以及發展趨勢有了頗為深入的了解，也希望能給眾多新能源購車者提供一些幫助。
問題一：新能源汽車採用的電池種類有很多，目前市場上比較常用的兩個種類是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，它們的優缺點都非常突出，您比較看好哪一種電池的發展？
肖成偉：二者各有優劣，針對不同的應用領域，均會有比較好的發展。
磷酸鐵鋰電池有更好的安全性和低的成本，缺點是能量密度存在天花板，目前最好的可達到200Wh/kg，同時低溫性能較差。三元鋰電池優點是能量密度高，目前最高可超過300Wh/kg，低溫性能較好，缺點是由於三元材料的熱穩定性較磷酸鐵鋰材料差，三元鋰電池的安全性較磷酸鐵鋰差，隨著高鎳三元材料的使用，電池的安全性需要重點關注和驗證。另外由於鈷的稀缺性，導致三元鋰電池的價格較磷酸鐵鋰電池高。
整車的續駛里程及價格等在很大程度上影響著消費者的購車選擇。從續駛里程、能耗和成本的角度分析，磷酸鐵鋰電池在經濟型電動汽車方面預計有較大的市場份額，高端/高性能電動汽車預計以三元鋰電池為主。
如何進一步降低電池成本是當前新能源汽車行業關注的焦點之一。目前採用三元材料體系的鋰離子電池中，正極材料中含有鎳和鈷等貴重金屬元素，同時中國在鎳鈷資源方面匱乏，基本上以進口為主，因此三元材料的成本占電池總成本大約在30%~45%。其中鈷佔一定比例，其作為稀缺資源價格昂貴且波動較大。目前三元鋰電池發展的目標是提高三元正極材料中鎳元素的含量，即發展高鎳材料，降低鈷元素的含量，甚至不用，這樣才能更好地將成本降下來，但隨著鎳含量的提升，材料的熱穩定性會變差，通過元素摻雜和表麵包覆等方法加以改進。
問題二：前段時間比亞迪發布了刀片電池，對此您有何見解？這是動力電池領域一個比較大的進步嗎？
肖成偉：比亞迪發布的刀片電池，是磷酸鐵鋰電池，它指的是長度在400mm以上的扁平化方形結構設計的電芯，極芯的極限長度可達2.5m，其大於傳統磷酸鐵鋰電池的外形尺寸。比亞迪的刀片電池體現了較好的性能，如體積能量密度、安全性以及循環壽命等，都比較不錯，成本也可以控制的比較好。比亞迪的刀片磷酸鐵鋰電池還是有不少技術創新，比如扁平化和超長結構疊片工藝的設計方案，高的內容空間利用率等。裝載在比亞迪漢車型的刀片磷酸鐵鋰電池重量能量密度為166Wh/kg，體積能量密度為370Wh/L，集成後的電池系統能量密度可達140Wh/kg，體現了較好的技術指標。若電池成本有較好的控制，產品競爭力會很強。同時因為採用的是磷酸鐵鋰材料體系，能量密度等技術指標的提升存在天花板。
問題三：我們國家在電池安全方面，有什麼新的進展？
肖成偉：目前對電池安全的測試，逐步從電池單體和模塊轉向電池系統。在動力電池安全的國家強制性標准中，除維持一部分單體的測試項目如過充、熱箱、短路等外，大部分測試項目以電池系統為主。
鋰離子動力電池安全性是復雜的綜合性問題，為提高電池防止熱失控的內在能力，改善電池本質安全，通過對正極、負極、隔膜和電解液等關鍵材料進行改進，如正負極材料的包覆改性、電解液添加劑、高濃度電解質及不燃電解質的應用等，提高電池的抗熱失控特性，降低電池熱失控的發生概率。
在國家強制性標准裡面，較以往的推薦性標准增加了電池系統熱擴散的測試項目，通過加熱或者針刺等方式觸發電池單體發生熱失控，觀察電池系統發生熱擴散時電池系統的安全性。希望不發生熱失控或者熱擴散，但電池單體發生熱失控及系統熱擴散時，要求電池系統一定時間內不能發生著火/爆炸的現象，盡量降低安全事故發生時的嚴重性和對乘員的傷害，目前規定的時間是不小於五分鍾，有些企業將該時間要求提高到了半小時，甚至一小時以上，給乘員足夠長的逃生時間。
目前，我們在電池系統的熱失控和熱擴散控制技術方面取得了重大進展。比如通過電池能量定向釋放技術，在發生熱擴散的情況下，電池系統的安全性也可以得到有效保證。
問題四：今年，因為疫情影響，全球供應鏈吃緊，多供應商戰略成為各行各業規避供應鏈風險的必然選擇。對於新能源車企來說，面臨同時使用多個不同品牌電芯的課題。那麼，從技術角度來說，採用不同品牌的電芯組成電池包，是否可行？有沒有隱患？
肖成偉：電池包由電芯，電池管理系統，熱管理系統等組成，是一個整體，從技術角度來說，使用不同品牌的電芯進行電池包集成完全可行，不會影響電池包的整體性能，前提是選擇的電芯性能相同。進行電池系統集成的主機廠要有比較雄厚的電池包集成的技術實力，包括嚴格的供應商評價體系、電池包技術正向研發能力，設計、製造、測試等都要遵循嚴苛的企業標准、國家標准以及國際標准，這樣才能保證產品品質的安全性、可靠性和一致性。目前測試評價工作還是以新電池為主，電池包全生命周期的評價工作還是需要進一步加強和深入，如電性能的變化以及安全可靠性等等。
問題五：在中國的汽車動力電池領域，除了寧德時代一家獨大，還有國軒、比克等出貨較大的品牌，此外還有近兩年快速崛起的塔菲爾、中興等品牌，這些電池生廠商的技術和工藝水平是否存在較大的差異？你認為未來會有更多電池品牌出現嗎？
肖成偉：目前我們國家已經是全球最大的車用鋰電池生產國，一些電池企業在技術的先進性和工藝的成熟度上具備了很強的國際競爭力。我們國家的電池企業，尤其是現在新興的企業，研發生產電芯統一化標准都很高，這得益於我們國家完善的鋰電池產業鏈，以及較為完善的標准法規和管理體系。不同電池企業之間的技術路線和工藝水平雖有所差異，總體而言有一定產能規模的企業的電芯品質是有保障的，譬如產能規模不能低於3GWh，獲得了16949體系認證等等。
不斷提高電池的能量密度（包括體積能量密度和重量能量密度）是電動汽車發展的迫切需求，也是技術人員的永恆追求。從技術發展現狀和趨勢看，三元鋰電池，尤其是採用高鎳材料的三元鋰電池，仍將是目前和今後一段時期的主流技術選擇。還是要強調一點，不論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，安全性的考核與驗證，包括新電池、使用中和使用後的電池，都要深入開展，以保證電池在全生命周期使用中的安全可靠性。
汽車電動化的趨勢不可逆轉，隨著中國新能源汽車市場的蓬勃發展，電池市場的規模也將大幅增長，加上國家政策的推動，相信未來幾年內會涌現出更多的電池企業，推動我們國家電池技術和產業全球競爭力的進一步提升。
問題六：消費者對於新能源汽車最大的擔憂一個是安全，另一個就是電池衰減問題？請問您認為電池衰減的周期在什麼樣的范圍才是合理的？
肖成偉：從理論上講，電池在使用過程中性能衰減是必然的，通常表現為容量的降低。電池容量的衰減大致表現為先快後慢，一般而言電動車使用的初期電池容量衰減的會比較快一些，之後會逐步平緩。在目前情況下，電池質保期一般來說要求達到8年/16萬公里，從國家標准看，容量衰減20%即到了壽命終止的要求了，但在實際使用中，每個人的駕駛習慣不同，使用的方式以及環境不同，對電動汽車的續駛里程的要求和感覺也不相同，一般情況下，電池容量衰減30%左右也是可以接受的。
本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。
『貳』 動力電池打響「去鈷戰」
作者 ｜ 劉丹丹
編輯 ｜?王雙雙
5月18日，蜂巢能源的「無鈷，芯未來」發布會，又一次將貴金屬鈷推上輿論關注的焦點。
作為一種銀灰色富有光澤的金屬，鈷曾經是頗受藝術家青睞的藍色顏料來源。然而伴隨著電動汽車浪潮的興起，鈷「搖身一變」成為鋰電池製造過程中不可替代的正極材料。
一邊是水漲船高的鈷金屬價格，一邊受制經濟與工業水平大量使用童工的非法采礦，在非洲剛果（金）這片鈷金屬主要產地上，每一克鈷元素可能都摻雜著鮮血。
不過，從今年開始，這種「魔幻」的現實或將得以改善。2月份特斯拉表示將自主研發含鈷量可能為零的新電池、3月比亞迪推出刀片電池、5月寧德時代透露無鈷電池技術儲備、廣汽新能源表示石墨烯電池量產研發工作將從實驗室走上實車…...對於多家車企的一系列舉動，業內人士表示，一場動力電池「去鈷戰」正在打響。
01
企業的「去鈷化」探索
一直以來，在動力電池產業中，磷酸鐵鋰與三元材料電池之間的技術路線之爭未曾停歇。更加安全的磷酸鐵鋰電池能量密度不高，續航能力更強的三元材料電池穩定性較差。尤其值得注意的是，三元鋰電池在製造過程中還必須使用昂貴的鈷金屬當作正極材料。
盡管現在大部分車企在生產電動車時，都選擇了三元鋰電池，但「去鈷」仍是新能源巨頭車企以及動力電池廠商的重要研究課題之一。
作為全球新能源電動車的風向標，特斯拉也長期飽受電池成本之苦，公司CEO馬斯克一直有著「無鈷」的想法。2018年6月，對於有觀點認為鈷供給稀少將成為Model3擴產的「絆腳石」，馬斯克回應稱，旗下電池的鈷使用量已低於3%，次代電池用量還將降至零。今年2月18日，特斯拉對外透露消息稱，其將自主研發新電池。有業內人士告訴記者：「這種新電池的含鈷量可能為零」。據了解，特斯拉將在5月第三周舉辦的「電池日」公布最新的「無鈷」電池技術。
3月29日，比亞迪正式發布刀片電池。按照比亞迪官方透露的數據，刀片電池有極強的安全性和穩定性，在普通磷酸鐵鋰難以解決的能量密度問題上實現了不小的突破，「未來兩年內規劃單體能量密度提升至180Wh/kg，系統能量密度提升至160Wh/kg」。對此，業內人士評價道：「當更加安全的刀片電池克服了能量密度難題，三元材料電池將很快失去霸主地位。」
5月11日，寧德時代也透露了新研發方向。在2019年業績發布網上說明會上，寧德時代董事長曾毓群表示，寧德時代有自己的無鈷電池技術儲備，目前研發進展順利，正在想辦法完善供應鏈，「因為是一個全新的、顛覆性的產品」。
5月13日，廣汽新能源也對外宣布，今年底石墨烯電池量產研發工作將從實驗室走向實車，廣汽新能源埃安車型將搭載相關技術成果。據了解，這種「超級快充電池」僅需8分鍾就可以將電池充電至85%，充電時間與傳統燃油車的加油時間相當。
僅僅5天之後的5月18日，蜂巢能源正式發布兩款無鈷電池。在技術上，蜂巢選擇通過用與鈷相近的同族元素替代鈷來實現「去鈷」。據了解，該產品最早將於2021年6月份推向市場。
02
多重因素推動企業「去鈷」
為什麼「去鈷」會成為趨勢？這背後不僅涉及成本與技術，也牽扯到企業社會責任。
公開數據顯示，截至目前全球探明的鈷資源儲量僅為700萬噸左右。「由於戰略稀缺性，中國、澳大利亞以及加拿大境內的鈷礦資源已經處於限制開采狀態。而伴隨著5G的普及，鈷價格更是一路水漲船高，今年最高已經達到28萬元/噸，歷史最高記錄達到80萬元/噸。」一位材料專家告訴記者。
以特斯拉曾經於2018年公布的Model3電池鈷用量4.5kg/輛這一數據為例，按照當年年底鈷報價34.7元/噸的價格計算，在2018年賣出約為138000輛Model 3的特斯拉，僅為生產Model 3就將花費超過2.15億元購買鈷金屬。對於所有如特斯拉一樣使用三元鋰電池的車企來說，這將是一筆巨大的成本。
在成本之外，技術瓶頸也是「去鈷化」的一個原因。國家「863」計劃節能與新能源汽車重大項目總體專家組專家肖成偉曾表示，三元鋰離子動力電池目前已經看到能量密度的「天花板」了，高鎳材料、碳硅負極的鋰電池單體能量密度最高在300Wh/kg左右，正負不超過20Wh/kg。
而最新公開數據顯示，目前實現量產的三元鋰電池單體能量密度普遍已經達到200wh/kg，包體160wh／kg，這意味著行業「天花板」已經觸手可及。有動力電池研究人員告訴記者：「三元鋰電池短期內已經很難有大的突破，廠商的下一步要麼是研究去鈷降低成本，要麼是尋找新的技術突破口。」
或許相比於成本以及技術這兩個原因，企業社會責任看起來與鈷金屬沒有太大關系，但事實上這也是企業考慮「去鈷」的重要原因。
位於非洲的剛果（金）地區擁有著佔全球已探明鈷儲量的49%，但受限於經濟以及工業發展水平，剛果（金）地區有大量的手抓礦（人力開采，往往使用童工）以及非法開采。同時，在童工、黑礦問題之外，非法采礦也給當地環境帶來了一系列污染，受此影響，部分村落腫瘤發病率居高不下。對於使用鈷的電動車型，有媒體曾經用「生來帶著『原罪』」來形容。
03
「去鈷」存在無限可能
一邊是新能源汽車產業對鈷元素的依賴居高不下，一邊是成本、技術以及企業社會責任要求實現「去鈷」，「擺在企業面前的是一條兩難的路。」動力電池專家告訴記者。
據上述專家介紹，鈷作為三元電池的重要原料之一，主要起穩定結構的作用。目前還找不到其他的新材料可以替代鈷在三元電池中的作用。三元電池談論『去鈷化』只能說是降低鈷的用量，如果想實現完全去鈷，未來兩到三年內，全球電池廠商都做不到量產。
「目前，三元材料的去鈷發展方向，一是讓材料具有更高電壓，二是使材料具有更高容量。其中，在具備更高電壓路線上，如果想要實現去鈷，三元材料鎳鈷錳則變成二元材料鎳錳酸鋰，但目前還沒有能與之匹配的電解液。因此目前更可能實現的路線是尋找高容量的材料」，在闡述完「去鈷」路線後，該專家還告訴記者他關於特斯拉無鈷電池的猜想，「或許是干電池技術+超級電容」技術。
據了解，特斯拉曾於2019年5月收購了全球超級電容與干電極技術領域的龍頭企業——Maxwell，其已經在電池「去鈷」上探索了多種可能。
在三元材料之外，該專家認為，本質為磷酸鐵鋰電池的刀片電池如果能突破能量密度限制，或許將有機會取代三元鋰電池的地位。蜂巢能源最新發布的通過用與鈷相近的元素替代的路線也存在無限可能。只不過，一切都需要交給時間來考驗。
本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。
『叄』 中國五菱：中國新能源汽車標准體系建設推動者
在中國，每5輛純電動汽車中就有一輛是五菱。
尤其是宏光MINIEV，這款2020年7月底上市的小型電動車累計銷量已突破50萬大關，連續15個月成為中國新能源市場的銷量冠軍，而GSEV全球小型電動車平台產品的累計銷量也已突破70萬輛。
在業界看來，擁有絕對霸主地位的五菱不僅帶動了整個小型純電動市場，同時還在一些新能源關鍵標准體系的建設上發揮了重要作用，比如續航。
去年12月，工信部曾召開會議要求整車企業、電池企業、研究機構等強化技術協同攻關，從根本上推動解決低溫續航問題。
值得一提的是，近日在中國汽研的第三方測試中，宏光MINIEV低溫續航里程保持率達到了67.5%（行業平均值59.95%）。
中國科學院院士，清華大學教授、校學術委員會副主任歐陽明高認為，這一成績對於推動新能源行業發展有著重要意義，甚至將促進小型新能源汽車全面替代小型燃油車。
而在近日舉辦的新能源汽車低溫續航技術創新發布會上，來自國內行業、高校、科研機構的專家學者，也圍繞如何突破新能源汽車低溫續航技術瓶頸，推動新能源相關標准制定等方面話題展開了深入研討。
歐陽明高指出，新能源汽車只有標准走向規范，整個行業才能走向成熟，大力推動新能源標準的制定，將有力地促進產業的規模化、規范化。上汽通用五菱在參與地方標准、行業標准、國家標准，甚至是國際標准制定等方面都取得了很好的成績，這是很值得總結的。
2020年GSEV平台發布時，上汽通用五菱將其總結為四點：極簡的物理平台、開放的硬體平台、融合的軟體平台、智慧的雲端平台。
目的就是要重新定義小微型電動車的五大關鍵詞：大空間、好安全、低能耗、能源補給便利、服務貼心。
如今GSEV平台每月仍保持著5萬輛以上水平，而按照這一趨勢，剛剛站上累計70萬銷量的GSEV平台也正加速邁向百萬量級的「新高峰」。
『肆』 純電動車要顛覆燃油車別再開玩笑了，電池成本很高
近段時間，車圈內關於新能源汽車的話題不斷，先是大眾集團CEO赫伯特?迪斯表示，2021年大眾就能靠電動車盈利。然後是保時捷CEO奧利弗·布盧姆指出，保時捷911未來不計劃推出電動車，盡管會有增加新能源車型，但內燃機永遠不會停產。
綜上，以純電動車為主的新能源汽車，在現階段的電池技術下，充電時間、耐候性、成本均難以得到改善到消費者真正能認同的地步，尤其是成本問題。有新能源汽車產業相關報告指出，純電動汽車的續航里程在400km以上，就可緩解消費者的里程焦慮，但要真正被消費者接受，是動力電池成本降至0.6-0.7元/Wh，即在目前的基礎上下降35%-40%。由此看來，純電動車真的「只有政策需求，沒有市場需求。」
文|彭梓朗
本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。
『伍』 2015年國務院發布的《中國製造2025》中對動力電池有什麼要求
明確提出到2020年，我國動力電池要達到能量密度300wh/kg，2025年達到400wh/kg，到2030年達到500wh/kg。
目前，國內企業和機構都在研究如何提高動力電池的能量密度，著力研發可以延長電動汽車行駛里程、降低電動汽車造價的新型池技術，以增加新能源汽車的續航里程。國產動力鋰電池進入高比能時代。
國家新能源汽車重點研發專項總體專家組成員肖成偉認為，動力電池技術變化趨勢正向著高比能量方向發展，這與國家發展純電動的戰略取向密切相關。在2015年國務院發布的《中國製造2025》中，明確提出到2020年，我國動力電池要達到能量密度300wh/kg，2025年達到400wh/kg，到2030年達到500wh/kg。
中國工程院原副院長、國家製造業創新中心專家組組長干勇此前表示，根據目前產業技術攻關趨勢，到2020年我國動力電池行業的動力電池系統能量比有望達到350wh/kg。這意味著在電池體積大幅縮小的情況下，純電動汽車的續航里程將普遍增加至400到500公里水平，而成本也將大大下降。
目前，國能電池已與包括福田汽車、安凱客車、南京金龍、長安汽車、鄭州日產、珠海銀隆新能源、百路佳等國內80%以上的客車企業進行配套和批量供貨，並入駐上海機動車檢測中心。在2017年公布的293、295等多批工信部新產品公告中，國能電池的裝配數量排名第二。
『陸』 2015年國務院發布的《中國製造2025》中對動力電池有什麼要求
明確提出到2020年，我國動力電池要達到能量密度300wh/kg，2025年達到400wh/kg，到2030年達到500wh/kg。
目前，國內企業和機構都在研究如何提高動力電池的能量密度，著力研發可以延長電動汽車行駛里程、降低電動汽車造價的新型池技術，以增加新能源汽車的續航里程。國產動力鋰電池進入高比能時代。
國家新能源汽車重點研發專項總體專家組成員肖成偉認為，動力電池技術變化趨勢正向著高比能量方向發展，這與國家發展純電動的戰略取向密切相關。在2015年國務院發布的《中國製造2025》中，明確提出到2020年，我國動力電池要達到能量密度300wh/kg，2025年達到400wh/kg，到2030年達到500wh/kg。
中國工程院原副院長、國家製造業創新中心專家組組長干勇此前表示，根據目前產業技術攻關趨勢，到2020年我國動力電池行業的動力電池系統能量比有望達到350wh/kg。這意味著在電池體積大幅縮小的情況下，純電動汽車的續航里程將普遍增加至400到500公里水平，而成本也將大大下降。
目前，國能電池已與包括福田汽車、安凱客車、南京金龍、長安汽車、鄭州日產、珠海銀隆新能源、百路佳等國內80%以上的客車企業進行配套和批量供貨，並入駐上海機動車檢測中心。在2017年公布的293、295等多批工信部新產品公告中，國能電池的裝配數量排名第二。
『柒』 《節能與新能源汽車發展報告2021》正式發布
2021年12月14日,《節能與新能源汽車發展報告2021》發布會以線上線下相結合的方式在天津成功召開。本次發布會由中汽數據有限公司(以下簡稱「中汽數據」)主辦,必和必拓集團(以下簡稱「必和必拓」)支持。發布會由中汽數據總經理馮屹主持,中國汽車技術研究中心有限公司(以下簡稱「中汽中心」)副總經理吳志新發表致辭,必和必拓首席商務官潘文怡以視頻形式發表致辭。本次發布會受到來自相關研究機構、高校、企業的廣泛關注,線上直播累計觀看突破5000人次。
吳志新副總經理在致辭中指出,發展節能與新能源汽車既是確保我國能源安全的戰略方向,又是實現雙碳目標的戰略途徑,同時也是是我國汽車產業做強的必由之路。為了更好地支撐我國汽車產業節能低碳發展與電動化轉型,中汽中心自2014年開始編制和發布《節能與新能源汽車發展報告》,旨在為主管部門出台汽車產業政策提供參考,為企業制定相關戰略提供支撐。此外,中汽中心今年在工信部委託下,開展「面向碳中和目標的汽車產業實施路線圖研究」,從政策、標准、市場、技術、產業等多角度,全面剖析汽車產業的低碳轉型之路。今天發布的《節能與新能源汽車發展報告2021》,也包含部分研究成果。
必和必拓集團首席商務官潘文怡在致辭中表示:「必和必拓致力於為中國新能源汽車和電池產業鏈提供負責任的、安全可靠的資源保障。能與中國汽車技術研究中心有限公司旗下中汽數據有限公司合作開展這項重要工作,共同為行業做出切實貢獻,必和必拓深感自豪。我們的合作是全產業鏈上下游通力合作為行業帶來有益影響,攜手應對環境挑戰的生動案例。」
一、發布最新行業報告,深入解讀節能與新能源汽車發展趨勢
發布會上,在現場和雲端觀看的行業、企業專家的共同見證下,中汽中心副總經理吳志新、必和必拓中國區總裁王躍奎、天津大學教授姚春德、中國電子科技集團公司第十八研究所研究員肖成偉、上汽通用五菱總經理助理梅勝軍、北汽新能源總經理助理劉曉萌等初版單位、支持單位領導,行業和企業專家代表上台,共同發布《節能與新能源汽車發展報告2021》(以下簡稱「報告」)。
中汽數據和參與單位專家代表針對產業熱點問題做主題演講
未來,中汽數據將繼續以汽車產業大數據為基礎,以《節能與新能源汽車發展報告》為平台,深入踐行央企行業服務的責任,向政府、行業、企業傳遞更全面、更深入的研究成果,助力節能與新能源汽車產業健康發展,為汽車領域低碳化發展貢獻力量。
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