我国新能源汽车截止2016年产销规模已经实现了50多万辆，开始主要是公交车用新能源汽车，后续出租车开始用新能源汽车。2015年其他乘用车开始发力，成为新能源汽车主要成分。中国新能源汽车到2020年产销规模规划是200万辆，存量达到500万辆。截止2016年底中国汽车产销规模已经是2800万辆了，存量是1.67亿辆。以上数据表明，我国新能源汽车在汽车总体中，其体量太小。中国政府已经明确了新能源汽车是汽车大国走向强国的必由之路。必由之路的瓶颈是动力电池技术能不能突破？如果能突破，中国发展新能源汽车一定会成功。下面是笔者对中国发展汽车动力电池的使命、愿景、目标、技术路线的研究，供同行参考。

 

       一、动力电池在新能源汽车行业的地位

 

       对燃油汽车而言，发动机是汽车心脏。中国汽车落后于外国，主要是发动机技术落后。发动机难度大，技术迭代时间短，30多年来，由于外国的重重封锁，

 

       我国采用的用市场换技术的路线，却没有换来高端发动机技术。中国是汽车产是销大国，却不是汽车强国。如果不能实现汽车强国的愿望，中国人将长期为外国企业打工。中国政府提出，发展新能源汽车的基本意图是要改变目前的现状，中国汽车工业必须要有新的面貌。

 

       但是，随着环保要求越来越高，发动机技术水平也要求越来越高。中国在燃油汽车方面与外国技术距离是越来越大了，主要的指发动机技术的距离是越来越大。外国人绝不会不对中国人开放，燃油汽车的高端技术。于是，中国政府提出了要弯道超车，如何弯道超车？决定发展新能源汽车。

 

       能实现弯道超车吗？能超！基本理由是，中国人与外国人在汽车动力电池方面都是新的。也就是说在动力电池上技术上，是中国人能不能实现弯道超车的关键，如果动力电池研发及生产上要比外国人能走得快一些，这个弯道超车就会成功。

 

       二、中国汽车动力电池发展历程

 

       外国人的新能源汽车发展路径是保持燃油汽车基本优势为前提，这个前提对中国而言是屏障。中国发展新能源汽车上升到了国家战略层面。中国的新能源汽车的基本特征是“纯电驱动”。这一条与外国人的新能源汽车发展路线不同的技术路线。关键是要加快汽车动力电池的发展。

 

       中国对动力电池的研究起步于“十五”科技部电动汽车重点专项，当时主要是镍氢电池和锰酸锂电池；

 

       到“十一五”的时候，主要是磷酸铁锂电池，应该说磷酸铁锂电池的发展支撑了中国“十二五”电动汽车的发展，应用有了磷酸铁锂电池，中国新能源汽车实现了产销世界第一的规模。

 

       到“十二五”，研发转向了三元锂离子电池，三元锂离子电池的比能量会达到180Wh/kg。目前开始推进三元锂离子电池研发和应用。

 

       三、中国汽车动力电池技术现状

 

       (1)产业现状

 

       力神、比亚迪、光宇等企业已经进入到世界的前十的行列，国内开发的单体的技术水平与国外基本处于同一水平，产品的一致性方面与日韩企业还有差距。

 

       (2)比能量现状

 

       ①慢充电池以三元材料的为主攻方向，负极材料为石墨为主，正极材料为三元材料的材料体系，其密度在110到180WH/Kg,有的已经做到两百瓦时每公斤；

 

       ②快充电池以碳酸锂的为主，密度基本上在90WH/Kg的水平。

 

       (3)锂离子电池电芯形状

 

       大致可分圆柱型、方型、和软包聚合物型三大类。圆柱基本规格有：18650,21700。

 

       (4)成本现状

 

       2016年电芯产品价格约1,600元/kWh左右(成本约1,200元/kWh)，电池组价格大都在2,400～2,500元/kWh之间(成本约1,800～1,900元/kWh)。

 

       但是目前动力电池产品性能、质量和成本仍然难以满足新能源汽车推广普及需求，尤其在基础关键材料、系统集成技术、制造装备和工艺等方面与国际先进水平仍有较大差距。

 

       四、中国发展汽车动力电池的使命

 

       需要指出的，发展清洁能源汽车(天然气汽车，发展混合动力汽车，发展甲醇汽车等)是不可能使中国成为世界汽车强国的。必由之路是意思是，只有这一条路。中国要成为汽车强国，是中国人梦想。如何实现汽车强国？专家(学者)见解比较多。习近平在上海汽车集团考察时强调，发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，要加大研发力度，认真研究市场，用好用活政策，开发适应各种需求的产品，使之成为一个强劲的增长点。

 

       习主席对发展新能源汽车提出具体要求，使之成为一个强劲的增长点。这里提到“开发适应各种需求的产品”。目前产品功能离客户需求的距离较远。其中一个关键的指标，一次充电持续里程还是燃油汽车二分之一，如新能源公交车持续里程有200公里，乘用车300公里，却是很高的指标了。

 

       目前新能源汽车要适应需求，其中里程是基本指标。这里关键是动力电池比能量指标。发展高能量密度的汽车动力电池，是发展新能源汽车最中心环节的工作。

 

       中国发展新能源汽车不是为争一个“强”字，中国发展汽车动力电池的使命，必须压确保中国新能源汽车成为世界强国，必须要支撑中国新能源汽车成为中国经济一个强劲的增长点。

 

       可以归纳一句话：发展新能源汽车是建设汽车强国的必由之路，动力电池要先行。

 

       五、中国发展汽车动力电池的愿景

 

       (1)2018年前保障高品质动力电池供应：大力推进新型锂离子动力电池研发和产业化，

 

       (2)2020年实现大规模应用：动力电池行业总产能超过1000亿瓦时，形成产销规模在400亿瓦时以上、具有国际竞争力的龙头企业。

 

       (3)到2020年正负极、隔膜、电解液等关键材料及零部件达到国际一流水平，形成具有核心竞争力的创新型骨干企业。

 

       (4)到2025年新体系动力电池基础研究，实现新的突破。

 

       六、中国发展汽车动力电池基本目标

 

       (1)2018年前的基本目标：

 

       a)没有安全焦虑、没有里程焦虑;

 

       b) 高品质动力电池供需平衡;

 

       c)来年的成本与2016年相比，下降40%。

 

       (2)2020年实现目标：

 

       a)新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤；

       

       b)系统比能量力争达到260瓦时/公斤,，使用环境达-30℃到55℃，可具备3C充电能力；

 

       c)成本降至1元/瓦时以下,动力电池行业总产能超过1000亿瓦时，形成产销规模在400亿瓦时以上、具有国际竞争力的龙头企业。

 

       (3)2025年实现目标：

 

       a)单体比能量达500瓦时/公斤；

 

       b)智能化生产制造和一致性控制水平显著提高;

 

       c)产品设计和系统集成满足功能安全要求,实现全生命周期的安全生产和使用。

 

       七、中国发展汽车动力电池技术路线

 

       (1)正负极、隔膜、电解液等关键材料及零部件均衡协调发展：

 

       a)正极材料由目前磷酸铁锂向三元(镍钴锰酸锂)材料方向推进，无疑高镍的三元材料会成为研发和产业化的热点；

 

       b)负极由目前石墨材料向硅碳材料方向推进，与石墨负极材料相比，石墨的理论能量密度是372mAh/g，而硅负极的理论能量密度达4200mAh/g，超其10倍，目前有企业的硅碳负极材料实现了600mAh/g了；

 

       c)电解液向高温、高电压、高阻燃方向推进；

 

       d)极耳能满足20C倍率以上的持续放电要求，达到少发热，确保电池热不失控的关键零部件电池材料实现大规模的应用。

 

       八、总结

 

       a)中国动力电池企业的使命是为中国新能源汽车发展提供基础性、关键性、高品质的动力源总成件，肩负着必由之路开拓者的责任；

 

       b)中国动力电池企业的愿景是成为世界一流动力电池研发和提供商；

 

       c)中国动力电池企业的技术路线是起步于铅酸电池、追赶于镍氢电池和锰酸锂电池、上规模应用于磷酸铁锂电池、将领先于三元电池，向燃料电池发起总攻，抢占固体电池(终极电池)的最高峰。

 

       作者系湖北省汽车工程汽车学会副秘书长