中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：四部委印發(fā)的《促進(jìn)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》提到：“到2020年，新型鋰離子動(dòng)力電池單體比能量超過(guò)300瓦時(shí)/公斤；系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260Wh/kg”。之前討論了關(guān)于《300Wh/kg單體電池目標(biāo)如何實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題》，這里繼續(xù)討論一下260Wh/kg的系統(tǒng)比能量目標(biāo)。
首先還是看一下目前鋰離子電池系統(tǒng)比能量的情況，數(shù)據(jù)來(lái)源于2017年《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄》已經(jīng)發(fā)布了兩批目錄中的乘用車(chē)的情況，主要看一下公開(kāi)的純電動(dòng)乘用車(chē)電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)(目錄中的乘用車(chē)數(shù)量相對(duì)很少，電動(dòng)大巴數(shù)量遠(yuǎn)超乘用車(chē)，還有些乘用車(chē)對(duì)應(yīng)的電池?cái)?shù)據(jù)在目錄參數(shù)中沒(méi)有標(biāo)注)，見(jiàn)圖1：黑色圓點(diǎn)是第一批目錄中的數(shù)據(jù)，紅色圓點(diǎn)是第二批目錄中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括了采用鎳鈷錳酸鋰(NCM)、錳酸鋰(LMO)和磷酸亞鐵鋰(LFP)正極材料的電池，其中，LFP的數(shù)據(jù)用藍(lán)色圓圈標(biāo)示出來(lái)了。
圖1 純電動(dòng)汽車(chē)電池包的比能量
從圖1可以看到這兩批目錄中純電動(dòng)乘用車(chē)電池系統(tǒng)比能量的數(shù)據(jù)特征為：
最小值92.4Wh/kg，最大值143.36Wh/kg，平均值103.9Wh/kg。對(duì)比一下2014-2016年《免征車(chē)輛購(gòu)置稅的新能源汽車(chē)車(chē)型目錄》中BEV電池系統(tǒng)比能量數(shù)據(jù)可以看到【參見(jiàn)：從免購(gòu)置稅目錄關(guān)鍵參數(shù)，看中國(guó)電池包比能量真實(shí)技術(shù)水平】，最小值 92.4Wh/kg的數(shù)值要高于免購(gòu)置稅中前三年的最小值：其中，2014年最小值只有50Wh/kg左右，平均值也小于90Wh/kg；2015年最小值在75Wh/kg左右，平均值100Wh/kg左右；2016年最小值也在75Wh/kg左右，平均值103Wh/kg左右。從平均值來(lái)看，2015、2016、2017年前兩批目錄的純電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)比能量大致在一個(gè)水平(100-103Wh/kg)。從2014年到2016年，平均值提高了14%左右，其中2015年到2016年僅提高了2.9%左右。如果考慮整體水平，從最小值看，目錄中電池系統(tǒng)的比能量水平有了較大的提升。
LFP電池系統(tǒng)的比能量也高于90Wh/kg，跟很多NCM電池系統(tǒng)的比能量水平相當(dāng)，其中某款LFP電池系統(tǒng)比能量達(dá)到了125.6Wh/kg，比有些NCM電池系統(tǒng)的比能量還要高。
NCM電池系統(tǒng)的比能量最高出現(xiàn)在第一批目錄中，為143.36Wh/kg。在第七批免購(gòu)置稅目錄中，曾出現(xiàn)過(guò)電池系統(tǒng)比能量高達(dá)199.4Wh/kg(67kWh，336kg)的純電動(dòng)乘用車(chē)。當(dāng)然，目前這些都屬于極個(gè)別現(xiàn)象。
以2017年前兩批推薦車(chē)型目錄的平均值數(shù)據(jù)103.9Wh/kg來(lái)看，這與2020年力爭(zhēng)達(dá)到的目標(biāo)260Wh/kg相比，兩者差距在2.5倍左右。另外，考慮到《新能源汽車(chē)推廣補(bǔ)貼方案及產(chǎn)品技術(shù)要求》對(duì)乘用車(chē)的基本要求是：“純電動(dòng)乘用車(chē)電池系統(tǒng)比能量不低于90Wh/kg，對(duì)高于120Wh/kg的按1.1倍給予補(bǔ)貼”。無(wú)論是追逐補(bǔ)貼的利益驅(qū)動(dòng)、還是自身技術(shù)提升需求的驅(qū)動(dòng)，從健康的角度來(lái)看，補(bǔ)貼對(duì)于技術(shù)提升的刺激作用也是積極的，相信更多的企業(yè)會(huì)朝著≥120Wh/kg努力，以抓住獲取補(bǔ)貼這個(gè)更貼近實(shí)際需求的機(jī)會(huì)。即使整體電池系統(tǒng)行業(yè)水平能在2017年達(dá)到120Wh/kg，那跟260Wh/kg的目標(biāo)有2.1倍左右的差距存在。
2020年鋰離子電池單體300Wh/kg，電池系統(tǒng)力爭(zhēng)260Wh/kg，可以粗略估算：從單體到系統(tǒng)，比能量大概下降13%左右。從目前較好的行業(yè)水平來(lái)看(方形硬殼電池)，從單體到模塊的級(jí)別，比能量下降大約在10%左右(當(dāng)然，有些企業(yè)的模塊采用工程塑料、柔性PCB數(shù)據(jù)采集單元等，可以進(jìn)一步減輕重量，但是模塊在機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度上有所欠缺，后續(xù)還是要在系統(tǒng)級(jí)別上去彌補(bǔ)機(jī)械強(qiáng)度的)。一般地，從單體到模塊，主要增加用于連接/固定的機(jī)械結(jié)構(gòu)、用于采集單體電池?cái)?shù)據(jù)的采集單元、低壓線束等。擴(kuò)展到電池系統(tǒng)級(jí)別，一般系統(tǒng)包括冷卻組件(冷卻液管道、冷卻翅片或風(fēng)扇、風(fēng)道等)、電池箱體結(jié)構(gòu)、模塊機(jī)械連接結(jié)構(gòu)、高壓線束/接插件、低壓線束/接插件、維修開(kāi)關(guān)、高壓分配單元等。因此，從單體到系統(tǒng)增加的重量會(huì)比從單體到模塊增加的重量更大一些。
相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道顯示，目前從單體到系統(tǒng)比能量大概會(huì)有30-40%的下降(有些集成度比較低的電池包另當(dāng)別論)。因此， 260Wh/kg的目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)還是具有一定挑戰(zhàn)性的。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)于集成度要求比較高的電池系統(tǒng)，不僅僅是電池材料體系的選擇就能解決的，更多的是考驗(yàn)電池系統(tǒng)集成技術(shù)(特別是材料輕量化技術(shù))，而系統(tǒng)集成技術(shù)也正是目前我國(guó)電池行業(yè)需要不斷學(xué)習(xí)、進(jìn)步的。
