10月13日，第十一屆國際電動(dòng)車用新型鋰電池會議(ABAA11)在浙江湖州舉行。中美德日四國代表上臺介紹了動(dòng)力電池研究的目標(biāo)、機(jī)制和進(jìn)展。

中國：300wh/kg的2020目標(biāo)接近實(shí)現(xiàn)

汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任歐陽明高在演講中講到：電動(dòng)汽車的競爭，主要取決于電池。而競爭主要圍繞電池成本和效率(cost-efficient)展開。

我國的目標(biāo)是：到2020年，A0級電動(dòng)汽車能耗要達(dá)到10kwh/百公里;A0級電動(dòng)汽車總成本，可以和燃油汽車競爭。因此可以倒推出來的是：在電池方面，無疑需要提升電池的性能，主要在于能量密度、電池壽命、成本控制、梯次利用和回收。同時(shí)，電池的安全管理能力也需要提升。

中國動(dòng)力電池路線圖

歐陽明高介紹了在高比能量、低成本電池(300wh/kg，100$/kwh)研究上，目前中國的進(jìn)展。歐陽明高以CATL舉例說明：能量密度達(dá)到304瓦時(shí)/公斤，循環(huán)壽命在25℃時(shí)可達(dá)1200次，在45℃時(shí)可達(dá)800次。此外，CATL、力神和國軒，采用高鎳正極和硅碳負(fù)極。歐陽明高評價(jià)，一些性能已經(jīng)接近應(yīng)用要求，但安全性能還沒有完全達(dá)到國標(biāo)要求。

至于2020年之后，歐陽明高透露，中國動(dòng)力電池2025年能量密度目標(biāo)400wh/kg，材料體系應(yīng)該是富鋰錳基正極+高比能硅碳負(fù)極;2030年，能量密度目標(biāo)是500wh/kg，材料體系方面，正負(fù)極仍是富鋰錳基正極+高比能硅碳負(fù)極，但是電解液將演變?yōu)楣虘B(tài)電解液。

美國：降鈷或去鈷著力降低成本

美國能源部車輛技術(shù)項(xiàng)目副總監(jiān)David Howell介紹，美國能源部的研究著重于電池材料革新、電芯電化學(xué)優(yōu)化、增強(qiáng)可持續(xù)性和降低成本。

具體的戰(zhàn)略目標(biāo)是：到2022年9月，電池包的成本要降到150$/kwh(2018年是197$/kwh)。方法是：有效降低或者解脫電池對重要材料的依賴，比如說鈷，以及回收利用動(dòng)力電池材料。同時(shí)，他們也希望能夠研發(fā)出15分鐘充滿的安全電池。

美國定下的技術(shù)提升路線是：從目前的石墨/高壓鎳鈷錳，到硅/高壓鎳鈷錳，最后過渡到鋰金屬電池或者鋰硫電池——大約在2030年，電池包成本降到80$/kwh。技術(shù)路線和各國并無二致。

降成本的最重要手段就是低鈷或者無鈷。低鈷主要的技術(shù)路線是高鎳811，尋求用錳、鎳、鈦來替代鈷。去鈷則是鎳錳、鐵錳、鋁鎳作為正極等方向。

但這并不意味著美國只是一味追求低成本而忽略了電池性能的提升。David Howell還介紹了Battery500計(jì)劃。2016年7月，當(dāng)時(shí)的奧巴馬政府宣布發(fā)起了Battery500計(jì)劃，用五年、投資額5,000萬美元，打造能量密度500wh/kg，循環(huán)壽命1000次的電芯。Battery500計(jì)劃聯(lián)合國家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界共同攻關(guān)。當(dāng)時(shí)，IBM、特斯拉都參與其中。

Battery500計(jì)劃進(jìn)展

這一電池的技術(shù)路線是高比能鋰離子正極(鎳鈷錳)和鋰金屬負(fù)極。2017年這一項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了309wh/kg，但循環(huán)次數(shù)只有275次;2018年，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)350wh/kg，循環(huán)次數(shù)150次。

德國：動(dòng)力電池要Made in German

德國聯(lián)邦政府教科部發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)副總監(jiān)Herbert Zeisel介紹，德國對于動(dòng)力電池研發(fā)也非常看重。該國把動(dòng)力電池研究看做確保技術(shù)主權(quán)、加強(qiáng)創(chuàng)新能力的重要因素。

德國還發(fā)起了電池研發(fā)的資助計(jì)劃。在行動(dòng)計(jì)劃中，計(jì)劃要簡化研究成果向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化，以及實(shí)現(xiàn)電池“德國制造”(Made in German)。具體執(zhí)行方面，這一計(jì)劃將價(jià)值鏈上下游的參與者都串聯(lián)起來，從上游的材料、到正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)、電池制造商、電池包制造和主機(jī)廠。HerbertZeisel認(rèn)為，德國在電池整個(gè)價(jià)值鏈的諸多部分都都處在一個(gè)好位置。

德國研究目標(biāo)

在電芯方面德國的目標(biāo)是，2020年能量密度350wh/kg，循環(huán)次數(shù)1000次，成本90歐元/kwh，而2030年實(shí)現(xiàn)能量密度400wh/kg，循環(huán)次數(shù)2000次，成本75歐元/kwh。

為了達(dá)成目標(biāo)，電池研發(fā)的資助計(jì)劃將繼續(xù)支持鋰離子技術(shù)、全固態(tài)電池和新概念電池。

日本：著重電池包能量密度

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。∕ETI）旗下日本新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展機(jī)構(gòu)（NEDO）高級電池和氫技術(shù)部門總監(jiān)Hidetaka ishikoori所在的NEDO，是日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省(類似中國工信部)下屬的研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，成立于1980年，是為了開發(fā)能夠替代石油的新能源技術(shù)而設(shè)立的，研究內(nèi)容也包括動(dòng)力電池、氫燃料電池和氫能等方面。NEDO扮演的角色，是為政府的監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)等提供服務(wù)，同時(shí)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化。

根據(jù)NEDO的技術(shù)路線圖，在2025年之前，日本動(dòng)力電池將是現(xiàn)在鋰電池體系，此后電解質(zhì)將進(jìn)入全固態(tài)電池階段，同時(shí)鋰硫電池也會成為主流，而到2035年左右，會有其他電池出現(xiàn)，比如鋰空氣電池。

日本電池研究目標(biāo)

在具體的動(dòng)力電池研究目標(biāo)上，日本提出，在2020年實(shí)現(xiàn)250wh/kg能量密度的電池包(注意不是電芯)，成本降到20000日元/kwh以下，循環(huán)次數(shù)1000-1500次。到2030年，電池包密度達(dá)到500wh/kg，成本降到10000日元/kwh以下，循環(huán)次數(shù)1000-1500次。

目前的水平，Hidetaka ishikoori舉了日產(chǎn)聆風(fēng)為例，電池包能量密度還在133wh/kg。

日本乘用車市場目標(biāo)

部分觀點(diǎn)認(rèn)為，日本不走純電動(dòng)路線，直奔?xì)淙剂想姵囟ァ５獺idetaka ishikoori發(fā)布的日本乘用車市場計(jì)劃則顯示，2020年日本希望插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)能占據(jù)15-20%的市場，氫燃料電池車只有1%;2030年，插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)能占據(jù)20-30%市場，氫燃料電池為3%。

總結(jié)：

中國科學(xué)院院士孫世剛表示，從四個(gè)國家的代表演講看，動(dòng)力電池研究大的趨勢是一致的，大家都注意能量密度提升、安全性更強(qiáng)、成本更低。技術(shù)路線也接近。各國有些細(xì)微差別，比如美國的目標(biāo)是很現(xiàn)實(shí)的，比如價(jià)格有很明確的路線。

確實(shí)，歸納四個(gè)國家的動(dòng)力電池研究目標(biāo)可見，各國的研究大同小異，而研究進(jìn)展也沒有那個(gè)國家特別突出的。在現(xiàn)有動(dòng)力電池應(yīng)用方面，中國的動(dòng)力電池密度已經(jīng)比較高，甚至略微激進(jìn)，成本方面，應(yīng)該是各國最低的，這也是中國大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的優(yōu)勢。

從未來的研究方向看，動(dòng)力電池的材料體系還會有多輪革新，甚至可能還會有目前不知道的新電池產(chǎn)生。那么，哪個(gè)國家可能從動(dòng)力電池競爭當(dāng)中脫穎而出?

孫世剛評價(jià)，中國在動(dòng)力電池產(chǎn)能方面是領(lǐng)先的，技術(shù)水平方面，中國在某些方面有領(lǐng)先，但整體水平，還稱不上領(lǐng)先的地步。

David Howell的回答是，可能沒有哪個(gè)國家會特別突出，因?yàn)楦鲊慕涣鞣浅Ｃ芮校粐l(fā)明了新動(dòng)力電池技術(shù)很快會被別的國家學(xué)習(xí)模仿。具有全球視野、全球合作的企業(yè)更有機(jī)會。

Khalil Amine則沒有直接回應(yīng)，他肯定了中國目前在電動(dòng)汽車推廣的領(lǐng)先地位和動(dòng)力電池發(fā)展的進(jìn)步。但同時(shí)表示美國、德國等國也在高級動(dòng)力電池上投入很大。言下之意，目前還難下判斷。