鋰離子電池包括磷酸鐵鋰、三元材料（鎳鈷錳和鎳鈷鋁）、錳酸鋰、鈷酸鋰等多種類(lèi)型，當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)多種技術(shù)路線(xiàn)共同發(fā)展。

受益于我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持快速向上發(fā)展態(tài)勢(shì)，其中鋰離子電池以其相對(duì)優(yōu)異的綜合性能表現(xiàn)和已具備相對(duì)成熟的技術(shù)條件將繼續(xù)脫穎而出，未來(lái)仍有望持續(xù)暢享行業(yè)高成長(zhǎng)紅利。

一、行業(yè)概述

1、鋰離子電池分類(lèi)

鋰離子電池包括磷酸鐵鋰、三元材料（鎳鈷錳和鎳鈷鋁）、錳酸鋰、鈷酸鋰等多種類(lèi)型，當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)多種技術(shù)路線(xiàn)共同發(fā)展。

二、技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)

1、以磷酸鐵鋰和三元材料為代表的鋰離子系動(dòng)力電池成為行業(yè)高速發(fā)展的贏家

從動(dòng)力電池材料分類(lèi)看，根據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年1-11月磷酸鐵鋰電池在新能源汽車(chē)上的裝機(jī)量約11.56Gwh，占比約46.9%，三元材料裝機(jī)量為11.51Gwh，占比約46.7%；就目前情況看，磷酸鐵鋰和三元材料平分秋色，三元材料有上升的趨勢(shì)。

鋰離子動(dòng)力電池綜合性能相對(duì)優(yōu)異，未來(lái)將繼續(xù)暢享動(dòng)力電池高成長(zhǎng)紅利。電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展至今，核心部件動(dòng)力電池的性能和成本已成為制約其產(chǎn)業(yè)化的最大瓶頸。鋰離子電池性能在各方面優(yōu)勢(shì)明顯，正處于行業(yè)快速成長(zhǎng)期。從成本的角度，電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為提供新能源電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力源的“心臟”，其成本約占據(jù)整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)成本的45%~60%，而動(dòng)力電池又占據(jù)電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)約75%~85%的成本，是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最大的成本制約因素。近年來(lái)，鋰電池的價(jià)格在不斷下降，將利好產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

不同類(lèi)型動(dòng)力電池的價(jià)格變化趨勢(shì)

「和達(dá)產(chǎn)業(yè)觀察」動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)

除鋰離子電池外，未來(lái)動(dòng)力電池方面的其他幾種技術(shù)路線(xiàn)主要有：氫燃料電池、超級(jí)電容和鋁空氣電池。其中鋰離子電池和超級(jí)電容均已得到廣泛的應(yīng)用，但超級(jí)電容不適用于主動(dòng)力源，氫燃料電池成本高且基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后而尚未大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，鋁空氣電池則尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

受益于我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持快速向上發(fā)展態(tài)勢(shì)，其中鋰離子電池以其相對(duì)優(yōu)異的綜合性能表現(xiàn)和已具備相對(duì)成熟的技術(shù)條件將繼續(xù)脫穎而出，未來(lái)仍有望持續(xù)暢享行業(yè)高成長(zhǎng)紅利。

2、磷酸鐵鋰和三元材料的競(jìng)爭(zhēng)中趨勢(shì)漸顯

短期國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰和三元材料仍將二分天下，磷酸鐵鋰主導(dǎo)新能源客車(chē)市場(chǎng)，三元材料將持續(xù)發(fā)力新能源乘用車(chē)。

「和達(dá)產(chǎn)業(yè)觀察」動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)

新能源客車(chē)作為公共交通工具，對(duì)安全性能要求最高，因此安全性能表現(xiàn)出色的磷酸鐵鋰電池贏得了國(guó)內(nèi)新能源客車(chē)市場(chǎng)的青睞。2016年1月工信部發(fā)布的《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦目錄》中基于安全性的考慮而未將三元電池的電動(dòng)客車(chē)納入推廣目錄，磷酸鐵鋰自此已獲得國(guó)內(nèi)新能源客車(chē)市場(chǎng)的短期絕對(duì)主導(dǎo)權(quán)。以大眾消費(fèi)為主的新能源乘用車(chē)則相對(duì)更為關(guān)注續(xù)航能力和車(chē)身輕量化，因此高能量密度的三元電池逐漸奪得該細(xì)分市場(chǎng)的話(huà)語(yǔ)權(quán)。

隨著三元正極材料改性研究的不斷深入，其安全性和循環(huán)穩(wěn)定性有望獲進(jìn)一步提升，將支持三元材料持續(xù)發(fā)力新能源領(lǐng)域。而且2017年已經(jīng)放開(kāi)大巴用三元電池的限制，加之補(bǔ)貼政策對(duì)能量密度的更高要求，未來(lái)三元將持續(xù)走強(qiáng)。對(duì)于現(xiàn)有三元鋰電池體系的改進(jìn)可以達(dá)到2020年動(dòng)力電池模塊能量密度300Wh/kg的目標(biāo)。隨著未來(lái)乘用車(chē)成為新能源車(chē)的主要增長(zhǎng)動(dòng)力，三元電池有望逐步取代磷酸鐵鋰電池成為未來(lái)主流。根據(jù)賽迪資訊預(yù)計(jì)，到2018年，NCM三元電池出貨量將超過(guò)磷酸鐵鋰LFP電池。NCA等新的技術(shù)體系電池也有望開(kāi)始規(guī)?；瘧?yīng)用。

3、方形、軟包、圓柱路線(xiàn)之爭(zhēng)

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，電動(dòng)客車(chē)的滲透率是最高的，而客車(chē)的帶電量基本都在60或70KWH，如此高的帶電量導(dǎo)致客車(chē)傾向于使用鋁殼或軟包電池，所以鋰電池產(chǎn)能消化中客車(chē)占比在60%左右，而方形和軟包的市場(chǎng)占比目前為超過(guò)70%。

根據(jù)與行業(yè)內(nèi)人士的交流，未來(lái)占比將是方形占主流、軟包次之，圓柱占比最低。由于圓柱的成本優(yōu)勢(shì)在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法撼動(dòng)，加上BMS的逐漸成熟以及松下和特斯拉的帶動(dòng)作用，預(yù)計(jì)未來(lái)圓柱的市場(chǎng)份額將比較可觀。

三、5大主流電動(dòng)車(chē)技術(shù)

2016年，中國(guó)銷(xiāo)售的電動(dòng)車(chē)數(shù)量達(dá)到50.7萬(wàn)，比2015年增長(zhǎng)53%。與此同時(shí)，來(lái)自某機(jī)構(gòu)的調(diào)研報(bào)告指出，截止2016年底，全球范圍內(nèi)的電動(dòng)汽車(chē)占汽車(chē)市場(chǎng)份額尚未跨過(guò)1%的門(mén)檻，這意味著，未來(lái)幾年，電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)仍將高速發(fā)展。同時(shí)我們注意到，目前主流的電動(dòng)車(chē)電池技術(shù)路線(xiàn)分為5大方向，分析如下：

1、三元圓柱方向（18650/21700），代表車(chē)型特斯拉

特斯拉汽車(chē)的動(dòng)力電池是來(lái)自松下的三元鋰電池，具體形態(tài)為18650/21700（Model3）圓柱形電池，圓柱形電池的主要特征為自動(dòng)化生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品良率高，一致性好；電池小、電池組散熱面積大；成組工藝復(fù)雜，電池組系統(tǒng)可靠性低。

最后一點(diǎn)也導(dǎo)致了很多人的認(rèn)知誤區(qū)，認(rèn)為特斯拉沒(méi)有企業(yè)責(zé)任，無(wú)視三元鋰電池的低可靠性而為了高能量密度強(qiáng)推18650。在特斯拉發(fā)展早期，也有許多業(yè)內(nèi)人士因此唱衰特斯拉汽車(chē)的安全性。但是汽車(chē)級(jí)的電池，是按照汽車(chē)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)酷測(cè)試，絕對(duì)不可能在任何筆記本上找到這種電池?？梢赃@樣講，傳統(tǒng)消費(fèi)電子類(lèi)18650和特斯拉18650只是在形狀和大小上一致，在安全性和性能上還是有一定區(qū)別的。

此外，特斯拉在電池組和電控技術(shù)安全性上的投入也令人印象深刻，這個(gè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)從多家傳統(tǒng)車(chē)企對(duì)特斯拉汽車(chē)逆向工程上也可以得到證明。在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)上，P90D用一個(gè)四通轉(zhuǎn)換閥實(shí)現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)的串并聯(lián)切換。當(dāng)電池處于低溫時(shí)，電機(jī)冷卻回路與電池冷卻回路串聯(lián)，從而使電機(jī)為電池加熱。當(dāng)電池處于高溫時(shí)，電機(jī)冷卻回路與電池冷卻回路并聯(lián)，兩套冷卻系統(tǒng)獨(dú)立散熱。汽車(chē)可以根據(jù)工況選擇最優(yōu)熱管理方式。

2、三元軟包電池方向，代表車(chē)型雪佛蘭Bolt

雪佛蘭Bolt的動(dòng)力電池與特斯拉一樣，屬于三元鋰電池，但在電池形態(tài)上，Bolt選擇了由LG化學(xué)提供鋁塑膜軟包鋰電池，軟包電池的主要特征是安全性能相對(duì)較好，不易發(fā)生爆炸；能量密度高，延展性好，外形多變；一致性較差，成本較高；承受機(jī)械載荷能力差，容易破損和漏液。

通用在量產(chǎn)前的產(chǎn)品預(yù)研上花了很多精力來(lái)測(cè)試電池的耐用度和安全性，他們建立了一個(gè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，用以模擬日常行車(chē)中電池所需要經(jīng)受的震動(dòng)、碰撞等情況，甚至有受到槍擊貫穿情況下的穩(wěn)定情況，以保證在這種極端環(huán)境下車(chē)輛以及人身安全。

采用軟包電池的做法也使得電池組管理大大簡(jiǎn)化（相對(duì)于特斯拉），具體來(lái)講，Bolt的軟包電池分成了兩個(gè)電池組，平鋪于車(chē)身底部。

在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)上，當(dāng)電池處于低溫狀態(tài)時(shí)，通用為電池包配備了一個(gè)功率為1.6kW的充電加熱方式，可以將整體溫差控制在2攝氏度以下。當(dāng)電池處于高溫狀態(tài)時(shí)，通用采用液冷散熱的方式，將液冷線(xiàn)路密集的平鋪于軟包電池的各個(gè)部位，使電池組整體得到一個(gè)均勻的冷卻效果，避免了整體溫差過(guò)大的情況出現(xiàn)。整個(gè)熱管理系統(tǒng)雖然不如特斯拉高效，但更加節(jié)能。

3、方形鋰電池方向，代表車(chē)型寶馬i3

寶馬i3采用了來(lái)自三星SDI的三元鋰電池，電池形態(tài)為方形鋰電池。方形鋰電池的特征為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，承受機(jī)械載荷能力好；電池組能量密度表現(xiàn)一般；工藝復(fù)雜，產(chǎn)品良率低，一致性較差。可以這樣講，這是三元鋰電池所有電池形態(tài)中除了安全，其他方面表現(xiàn)都不算出色的電池，但安全也是方形電池備受傳統(tǒng)車(chē)企青睞的原因。

寶馬i3的動(dòng)力電池由8個(gè)電池包組成，每個(gè)電池包內(nèi)置12個(gè)方形電池單體，由8個(gè)電池包串聯(lián)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)供電。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，i3的8個(gè)電池包都是可以獨(dú)立裝卸的。這樣設(shè)計(jì)的好處是，當(dāng)一個(gè)電池包被檢測(cè)出有故障時(shí)，可以被單獨(dú)更換，不需要拆卸整車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)。此外，i3車(chē)體由“Life”模塊+“Drive”模塊組成，后者將懸架、蓄電池組、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和碰撞防護(hù)結(jié)構(gòu)全部納入，與車(chē)體其他結(jié)構(gòu)隔離，進(jìn)一步提高了汽車(chē)的安全性。

在熱管理及電控系統(tǒng)上，寶馬放棄了自研而選擇了德國(guó)Preh公司的電控系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)由電子控制元件電池管理單元和電池監(jiān)控傳感器單元構(gòu)成，寶馬表示，該系統(tǒng)可以時(shí)刻監(jiān)測(cè)每個(gè)電池組的電壓溫度變化。測(cè)得的數(shù)據(jù)將由電池管理單元(BMU)進(jìn)行處理以確定各自相應(yīng)的充電電壓，來(lái)確保電池處于最佳狀態(tài)。

4、磷酸鐵鋰方向，代表車(chē)型比亞迪E6

比亞迪E6采用了比亞迪自研的磷酸鐵鋰電池。相比三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池的安全性更高、抗衰退能力更長(zhǎng)、原材料資源豐富、應(yīng)用成本低（中國(guó)），但也存在能量密度偏低、低溫衰退嚴(yán)重等缺點(diǎn)。

比亞迪E6由96個(gè)方形電池單體組成60kWh的電池組，整個(gè)電池組平鋪于車(chē)身底部，E6電池的電解液中加入了阻燃物質(zhì)，從源頭上杜絕了爆炸和燃燒的可能，此外，電池在量產(chǎn)前還要經(jīng)過(guò)高溫、高壓、撞擊等試驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證電池在極端環(huán)境下的安全性和性能表現(xiàn)。電池組的底部還加裝了阻燃塑料保護(hù)罩，主要用于防止碎石撞擊電池殼而發(fā)生危險(xiǎn)，塑料的塑性變形特性可以分解碎石撞擊產(chǎn)生的力，且塑料罩在重量上的表現(xiàn)也優(yōu)于金屬罩，可以進(jìn)一步減輕車(chē)體自重，提高續(xù)駛里程。當(dāng)電池短路導(dǎo)致電解液氣態(tài)膨脹時(shí)，電池組上的泄壓閥可以快速排走電池的氣體，屬于被動(dòng)安全裝置。E6久經(jīng)考驗(yàn)的安全性和穩(wěn)定性+來(lái)自政府的高額補(bǔ)貼使得這一車(chē)型成為國(guó)內(nèi)多個(gè)城市首選的出租汽車(chē)明星車(chē)型。

5、錳酸鋰方向，代表車(chē)型日產(chǎn)Leaf

日產(chǎn)Leaf的上代動(dòng)力電池是來(lái)自日產(chǎn)與NEC的合資企業(yè)AESC提供的錳酸鋰電池，是一種層疊式軟包電池組，上文中提到，軟包電池的特征之一就是延展性好，外形多變，這也是為什么電池組形態(tài)可以設(shè)計(jì)成層疊式，在保證安全的同時(shí)最大限度的利用空間。

同時(shí)為了規(guī)避軟包電池承受機(jī)械載荷能力差，容易破損和漏液的短板，Leaf電池組采用了完全密封設(shè)計(jì)。電池組由192節(jié)33.1Ah的層疊式錳酸鋰電池組成。4節(jié)單體電池采用兩并兩串的連接形式組成模塊，48個(gè)模塊串聯(lián)組成電池組。

在熱管理系統(tǒng)上，由于AESC自研的錳酸鋰電池的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，該電池經(jīng)過(guò)電極改良設(shè)計(jì)后降低了內(nèi)部阻抗，減小了產(chǎn)熱率，同時(shí)薄層結(jié)構(gòu)使電池內(nèi)部熱量不易產(chǎn)生積聚，因此日產(chǎn)為L(zhǎng)eaf電池組設(shè)計(jì)了“被動(dòng)式電池組熱管理系統(tǒng)”，通過(guò)優(yōu)化電芯和電池組設(shè)計(jì)去掉了其他電動(dòng)車(chē)專(zhuān)門(mén)的降溫裝置，使其自然降溫。當(dāng)電池處于低溫時(shí)，Leaf提供了和雪佛蘭Bolt類(lèi)似的加熱選件。

但新款Leaf已經(jīng)換成由LG化學(xué)提供的三元鋰電池，新款Leaf與雪佛蘭Bolt采用了同樣的供應(yīng)商和電池組。這也表明，錳酸鋰在國(guó)內(nèi)的補(bǔ)貼政策下，在乘用車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用有諸多劣勢(shì)，也許在未來(lái)的完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，可以依靠性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)繼續(xù)占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。

總結(jié)：以上幾輛電動(dòng)汽車(chē)是經(jīng)過(guò)“市場(chǎng)和消費(fèi)者檢驗(yàn)”的優(yōu)秀產(chǎn)品代表，總結(jié)來(lái)說(shuō)，圓柱形電池的能量密度最高，特斯拉通過(guò)高難度的技術(shù)研發(fā)努力解決密集電芯帶來(lái)的熱管理難題；而日產(chǎn)、雪佛蘭選擇的軟包電池，相比圓柱形電池能量密度尚有優(yōu)化空間，但在解決電池組熱管理上操作性更高，這是傳統(tǒng)車(chē)企喜歡的典型的漸進(jìn)式打法；而寶馬的方案則將汽車(chē)安全性置頂；比亞迪的電池化學(xué)材料獨(dú)樹(shù)一幟，憑著廣闊的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和政策傾斜以及表現(xiàn)尚可的技術(shù)水平獲得了領(lǐng)先地位。

通過(guò)這幾輛車(chē)的電池供應(yīng)商，我們也注意到一個(gè)趨勢(shì)，在汽車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家第一次集體缺席，反而是東南亞的中日韓三國(guó)的企業(yè)正在強(qiáng)勢(shì)崛起，概括來(lái)說(shuō)，這三國(guó)中，日本技術(shù)積累最為深厚，盡管仍在竭力保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但近年來(lái)日企的研究方向漸漸脫離了主流發(fā)展，僅剩松下一家前景可期；而韓國(guó)動(dòng)力電池發(fā)展可說(shuō)是后來(lái)居上，韓企從日企大肆砸錢(qián)挖人的新聞屢見(jiàn)不鮮，全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展模式塑造了令人矚目的優(yōu)勢(shì)；相對(duì)而言中國(guó)的技術(shù)水平最為落后，但中國(guó)企業(yè)近來(lái)開(kāi)始仰仗政策優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)開(kāi)始奮起直追，同樣不容小覷。

6、技術(shù)方向態(tài)勢(shì)解析

（1）圓柱形電池

消費(fèi)類(lèi)圓柱形三元鋰電池原本因?yàn)楣P記本及其他消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的銷(xiāo)量增長(zhǎng)陷入停滯而走上下坡路。卻因?yàn)樘厮估思夹g(shù)難題強(qiáng)推該品類(lèi)煥發(fā)了第二春。日本電池業(yè)界發(fā)展三元鋰電池投入最大的企業(yè)就是松下，2008年12月，松下斥資64億美元收購(gòu)了三洋電機(jī)。三洋電機(jī)在鋰電池和太陽(yáng)能電池兩個(gè)領(lǐng)域都有雄厚的技術(shù)實(shí)力，此次收購(gòu)擴(kuò)大了松下在電池領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。緊接著在2009年，松下與特斯拉結(jié)盟，成為特斯拉獨(dú)家電池供應(yīng)商，隨著特斯拉汽車(chē)銷(xiāo)量的持續(xù)增長(zhǎng)，2013年，松下終于擺脫了消費(fèi)電子領(lǐng)域連續(xù)兩年的財(cái)報(bào)虧損，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)10億美元的盈利，成為動(dòng)力電池領(lǐng)域無(wú)可爭(zhēng)議的領(lǐng)軍企業(yè)，到了2016年上半年，松下已經(jīng)拿下了全球動(dòng)力電池市場(chǎng)40%的份額，穩(wěn)列第一。

但松下并未就此止步，路透社報(bào)道，大眾斥資100億歐元發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)業(yè)務(wù)，其中正在接洽的動(dòng)力電池供應(yīng)商就有松下，如果雙方最終達(dá)成合作協(xié)議，松下在動(dòng)力電池市場(chǎng)的份額將進(jìn)一步擴(kuò)大。2017年1月4日，特斯拉CEOElonMusk宣布特斯拉與松下聯(lián)合研發(fā)的21700新型電池正式量產(chǎn)，這是松下在汽車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域的最新研發(fā)成果，與此同時(shí)，兩大韓企三星SDI與LG化學(xué)都宣布了類(lèi)似于21700電池的新一代圓柱形動(dòng)力電池，2017CES展上，三星SDI對(duì)松下隔空喊話(huà)，宣稱(chēng)“三星版”21700電池的能量密度達(dá)到了業(yè)界最高。盡管尚沒(méi)有第三方機(jī)構(gòu)作對(duì)比測(cè)試，但SDI此舉表明這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)正日趨激烈。

（2）軟包電池

軟包電池的特性不再贅述，這是愿意進(jìn)行適度技術(shù)投入進(jìn)行優(yōu)化的電動(dòng)車(chē)企的最佳選擇。軟包電池主要由日企AESC和韓企LG化學(xué)提供，AESC是日產(chǎn)與NEC的合資企業(yè)，AESC在2016年砍下了15%的市場(chǎng)份額，僅次于松下，排在第二位，表現(xiàn)尚可。然而AESC在錳酸鋰電池業(yè)務(wù)上浸入太久，尾大不掉，在熱門(mén)的三元鋰電池方向并無(wú)建樹(shù)，不符合技術(shù)發(fā)展潮流。

而LG化學(xué)的軟包電池正是三元鋰電池，如果從發(fā)展前景來(lái)考慮的話(huà)，未來(lái)軟包電池領(lǐng)域很大可能LG化學(xué)一家獨(dú)大，除了美國(guó)霍蘭德和韓國(guó)本土的兩大電池制造基地，2015年10月底，LG化學(xué)位于中國(guó)南京的動(dòng)力電池廠(chǎng)正式竣工，該廠(chǎng)可年產(chǎn)供5萬(wàn)多輛純電動(dòng)汽車(chē)和18萬(wàn)輛插電式混合動(dòng)力版汽車(chē)(PHEV)使用的電池。2016年4月，LG宣布在波蘭建設(shè)年產(chǎn)量可為20萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力電池的電池生產(chǎn)基地。LG化學(xué)電池商業(yè)部部長(zhǎng)LeeWoong-beom對(duì)媒體表示，2016年，LG化學(xué)動(dòng)力電池年銷(xiāo)售額將達(dá)11億美元，到2020年，這個(gè)數(shù)據(jù)將高達(dá)63億美元。如果進(jìn)展順利，LG化學(xué)在銷(xiāo)售額上超過(guò)松下也并非不可能。

除了日產(chǎn)和通用，沃爾沃、福特、現(xiàn)代、起亞以及新興車(chē)企FF、LucidMotors都是LG化學(xué)的合作伙伴。

（3）方形電池

方形電池的一個(gè)顯著特點(diǎn)便是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，這一特性得到了多數(shù)傳統(tǒng)汽車(chē)制造商的青睞。除了寶馬，還有大眾、克萊斯勒、奧迪等品牌的混動(dòng)和純電動(dòng)車(chē)型，大多采用了三星SDI方形鋰電池。方形電池的主要提供商為三星SDI和國(guó)內(nèi)快速崛起的動(dòng)力電池制造商寧德時(shí)代。2014年8月，三星在中國(guó)西安投資的動(dòng)力電池生產(chǎn)基地開(kāi)工建設(shè)，建成后該廠(chǎng)年產(chǎn)能將達(dá)到4萬(wàn)臺(tái)純電動(dòng)汽車(chē)所需的標(biāo)準(zhǔn)電池。2016年9月，三星宣布投資3.5億美元在匈牙利建設(shè)歐洲電池生產(chǎn)基地。建成后該廠(chǎng)將達(dá)到每年為5萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)提供電池的產(chǎn)能。在國(guó)內(nèi)，三星與東風(fēng)、鄭州宇通客車(chē)、北汽福田等十多家汽車(chē)制造商達(dá)成合作。此外三星也與FF、LucidMotors達(dá)成了電池供應(yīng)協(xié)議。值得一提的是，三星SDI還斥資了4.49億美元收購(gòu)了中國(guó)動(dòng)力電池制造商比亞迪4%的股份。而另一家成立于2010年的中國(guó)企業(yè)寧德時(shí)代更具傳奇色彩，2016年10月，寧德時(shí)代完成第二次融資，公司估值也隨之增至800億元人民幣(115億美元)。寧德時(shí)代CEO黃世霖表示，寧德時(shí)代電池產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)LG化學(xué)，逐步逼近比亞迪和松下。公司計(jì)劃在2020年前將電池產(chǎn)能增加5倍，達(dá)到50GWh，這一目標(biāo)甚至超越了特斯拉的超級(jí)電池工廠(chǎng)。

比亞迪磷酸鐵鋰電池：

比亞迪的磷酸鐵鋰電池是個(gè)異類(lèi)，與三元鋰電池相比，磷酸鐵鋰電池雖然能量密度略低，但能保持較高循環(huán)壽命、更高安全性能，以及更低成本。比亞迪在全球動(dòng)力電池市場(chǎng)上發(fā)展勢(shì)如破竹，2014、15、16年的全球市場(chǎng)份額分別為6.7%、14.4%、19.4%。電動(dòng)汽車(chē)業(yè)務(wù)則蟬聯(lián)了15、16年的全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量冠軍。2月8日，比亞迪在《投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表》中表示，公司在深圳惠州、坑梓兩個(gè)動(dòng)力電池生產(chǎn)基地，目前共有10GWh的產(chǎn)能。同時(shí)比亞迪正在坑梓基地?cái)U(kuò)建的6Gwh產(chǎn)能，預(yù)計(jì)會(huì)于2017年達(dá)產(chǎn)。比起其他家宣稱(chēng)2020年目標(biāo)產(chǎn)能目標(biāo)，比亞迪選擇了更務(wù)實(shí)的17年達(dá)成16GWh年產(chǎn)能，電池業(yè)務(wù)與電動(dòng)汽車(chē)業(yè)務(wù)深度綁定目前為比亞迪帶來(lái)了產(chǎn)銷(xiāo)兩旺的有利局面，但風(fēng)光背后也有隱患——出于競(jìng)爭(zhēng)考慮，很少有車(chē)企會(huì)采購(gòu)比亞迪的電池，一旦比亞迪電動(dòng)汽車(chē)業(yè)務(wù)不振，電池業(yè)務(wù)受拖累幾乎是必然事件。另外，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，比亞迪的磷酸鐵鋰電芯單體能量密度已經(jīng)達(dá)到130Wh/kg以上，接近理論發(fā)展極限，今年發(fā)展出了改良的磷酸鐵錳鋰材料電池，使新款E6的續(xù)駛里程突破400公里大關(guān)，但長(zhǎng)久游離在業(yè)界主流的的技術(shù)方向之外，在競(jìng)爭(zhēng)白熱化，三元鋰電池規(guī)模效應(yīng)凸顯時(shí)容易陷入被動(dòng)。好消息是比亞迪內(nèi)部已經(jīng)開(kāi)始研究三元鋰電池研究方向。

未來(lái)的動(dòng)力電池市場(chǎng)，對(duì)于日本企業(yè)，隨著AESC逐漸走上下坡路，更可能是松下（已完成并購(gòu)三洋電氣，市場(chǎng)份額實(shí)為36%）一家廝殺；對(duì)于韓國(guó)企業(yè)，軟包、方形和圓柱形全面發(fā)展的模式會(huì)讓三星SDI與LG化學(xué)會(huì)繼續(xù)保持領(lǐng)先地位；對(duì)于中國(guó)企業(yè)，中國(guó)鋰電池企業(yè)間并購(gòu)將陸續(xù)展開(kāi)，改善沒(méi)有核心競(jìng)爭(zhēng)力的中小規(guī)模企業(yè)過(guò)多的現(xiàn)象，逐步向韓國(guó)行業(yè)集中度高，最大化發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)的發(fā)展模式靠攏。

四、動(dòng)力鋰電池核心指標(biāo)分析

1、關(guān)于能量密度

談到能量密度，就必須區(qū)分單體電池的能量密度與電池組的能量密度。就單體電池的能量密度來(lái)看，18650電池是要高于層疊式鋰離子電池的。但是，18650電池的管理系統(tǒng)更加復(fù)雜，由此額外增加的重量會(huì)使得電池組的能量密度遠(yuǎn)低于單體的能量密度。Roadster的電池組重量是450kg，能量密度是118Wh/kg，而LEAF電池組的重量是225kg，能量密度是107Wh/kg。在電池組層次，兩者的能量密度已經(jīng)不相上下。

2、關(guān)于安全性

前面提到層疊式鋰離子電池的各種優(yōu)點(diǎn)，但它也有一些缺點(diǎn)。由于層疊式鋰離子電池一般是采用鋁塑膜封裝的，而鋁塑膜的厚度薄，機(jī)械強(qiáng)度差，在汽車(chē)發(fā)生碰撞等極端情況下，鋁塑膜很容易發(fā)生破損導(dǎo)致安全事故產(chǎn)生。這也就解釋了為什么日產(chǎn)要在4個(gè)單體組成的電池模塊外面再加一個(gè)鋁殼。

18650電池一般是鋼殼，安全性更好；而且前面也提到隨著18650電池生產(chǎn)工藝水平的的不斷提高，安全性也在不斷提高。

Tesla在應(yīng)對(duì)這些18650電池可能出現(xiàn)的安全事故上，也傾注了很多心血。如果一個(gè)單體電池出現(xiàn)溫度過(guò)高等異常情況，根據(jù)異常情況的惡劣程度，這枚電池或其所在的模組會(huì)斷電以防止事故的蔓延。由于單體容量小，只要不發(fā)生蔓延，事故的嚴(yán)重程度將是較低的。

3、關(guān)于循環(huán)性能

圓柱、方形、軟包電池對(duì)鋰電池循環(huán)性能的影響主要通過(guò)以下幾方面進(jìn)行影響：包括材料種類(lèi)、負(fù)極用量、正負(fù)極壓實(shí)、水分、涂布膜密度、電解液量等等。

性能表現(xiàn)最差的是圓柱，方形與軟包的循環(huán)壽命最好。對(duì)系統(tǒng)而言，軟包電池的內(nèi)阻較金屬外殼鋰電池小，可以極大的降低電池的自耗電，有利于節(jié)約能量；另一方面，軟包電池的循環(huán)壽命更長(zhǎng)，測(cè)試表明100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%-7%。

4、關(guān)于一致性

18650電池是最早、最成熟、最穩(wěn)定的鋰離子電池，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品中。多年來(lái)，日本廠(chǎng)商在18650電池的生產(chǎn)工藝上積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，使得產(chǎn)出的18650電池的一致性、安全性都達(dá)到了非常高的水準(zhǔn)。相比之下，層疊式鋰離子電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有成熟，常見(jiàn)的有方形電池、軟包電池，甚至連尺寸、大小、極耳位置等都不統(tǒng)一，電池廠(chǎng)商所具備的生產(chǎn)工藝也不能滿(mǎn)足條件，大多數(shù)以人為控制為主，電池的一致性達(dá)不到18650電池的水準(zhǔn)。如果電池的一致性達(dá)不到要求，大量電池串、并聯(lián)形成的電池組的管理也將不能讓每個(gè)電池的性能更好地發(fā)揮，而18650電芯可以解決這一問(wèn)題。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，18650電池的單體容量小，所需的單體數(shù)量會(huì)很多(ModelS有7104只)，但是一致性很好；層疊式電池的容量可以做得較大(20Ah到60Ah)，單體數(shù)量可以降低，但是一致性差?，F(xiàn)階段開(kāi)發(fā)一套管理6000多節(jié)單體一致性很好的電池系統(tǒng)與開(kāi)發(fā)一套200多節(jié)一致性很差的電池系統(tǒng)，相比之下，前者的技術(shù)難度應(yīng)該更低一些。即使單體電池?cái)?shù)目增多，但是如果這些電池的性能是可靠的，管理起來(lái)還是容易一些。而日產(chǎn)的LEAF，它之所以采用的是層疊式鋰離子電池，是因?yàn)槿债a(chǎn)與NEC合作多年，在電池技術(shù)方面積累很深厚，在品質(zhì)控制方面應(yīng)該有相當(dāng)?shù)墓αΑ?/span>

5、關(guān)于散熱能力

層疊式電池的厚度薄、表面大，均熱、散熱能力都不錯(cuò)，因此日產(chǎn)的LEAF很大膽地采用了被動(dòng)式熱管理系統(tǒng)(其實(shí)就是不管理！)，由空氣的自然對(duì)流將熱量帶走。

反過(guò)來(lái)看Tesla，18650電池的個(gè)頭比較小，在正常充放電時(shí)單體電池內(nèi)部的溫差也不會(huì)太大。但是，6000多個(gè)單體電池的溫度也應(yīng)當(dāng)保持在不超過(guò)5°C的范圍內(nèi)，這是一件非常困難的事情。Tesla設(shè)計(jì)了一套復(fù)雜的液冷系統(tǒng)，液冷系統(tǒng)的流道均勻分布在電池模組中間，能讓每只電芯能很好地跟水管接觸，這樣每只電芯在冷卻時(shí)帶走的熱量也幾乎一樣，溫差也就可以有效地控制在很小的范圍內(nèi)。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，由于采用了小容量的18650電池，Tesla的熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜度是大大增加了的。也就是說(shuō)，如果從散熱能力方面考慮，使用小容量的18650電池不是最優(yōu)選擇。

6、關(guān)于成本

18650鋰離子電池具有容量大、壽命長(zhǎng)、安全性能高等特點(diǎn)，又因?yàn)轶w積小，重量輕，使用方便，深受消費(fèi)者的青睞。隨著人們對(duì)18650電池技術(shù)研究的不斷加深，使得電池的一致性、安全性都達(dá)到了非常高的水準(zhǔn)。作為最早的鋰離子電池，18650電池也是目前世界上最成熟、最穩(wěn)定的電池組合，至今仍然占據(jù)領(lǐng)先位置。我國(guó)每年生產(chǎn)18650電池約幾十億節(jié)，這一數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他材料的電池。而Tesla采用18650電池，就可以利用日本松下等廠(chǎng)商之前的生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行生產(chǎn)。在消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品所用18650電池競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的情況下，松下等廠(chǎng)商與Tesla合作升級(jí)產(chǎn)品，將原有的生產(chǎn)線(xiàn)改良后用于生產(chǎn)動(dòng)力電池。工業(yè)生產(chǎn)有一個(gè)規(guī)模效應(yīng)，當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)模達(dá)到一個(gè)量級(jí)之后，成本會(huì)大大降低。一輛新能源汽車(chē)就需要成千上萬(wàn)節(jié)18650電池，因此單體的采購(gòu)成本可控。

可以說(shuō)，采用18650、20700等圓柱電池作為新能源電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力之源，在現(xiàn)階段可以說(shuō)是最優(yōu)的選擇。但是隨著電池技術(shù)工藝的成熟，未來(lái)也會(huì)出現(xiàn)更多新型的電池應(yīng)用在新能源電動(dòng)汽車(chē)上。

五、錳酸鋰電池

1、產(chǎn)業(yè)化較早而發(fā)展緩慢

錳酸鋰的產(chǎn)業(yè)化較早，20世紀(jì)90年代初，日本索尼公司即推出了商業(yè)化的鋰電池，但其高溫循環(huán)壽命低的缺點(diǎn)一直限制著該材料在實(shí)際鋰離子電池中的使用。90年代中后期，眾多學(xué)者發(fā)現(xiàn)采用元素?fù)诫s可有效地改善錳酸鋰的高溫循環(huán)特性，由此推動(dòng)了錳酸鋰產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。而在我國(guó)，由于受到政策、產(chǎn)業(yè)技術(shù)積累等多重因素影響，錳酸鋰電池并沒(méi)有在國(guó)內(nèi)得到應(yīng)有的重視。在產(chǎn)業(yè)布局和實(shí)際應(yīng)用方面都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于磷酸鐵鋰電池和三元電池。限制錳酸鋰電池發(fā)展的原因主要如下：

高溫循環(huán)壽命低：錳酸鋰電池循環(huán)壽命次數(shù)較低，約300次。低于三元材料鋰電池2000次和磷酸鐵鋰材料的1500-2000次。

能量密度低：錳酸鋰的比容量約為100-120mAh/g，低于磷酸鐵鋰170mAh/g和三元的190mAh/g。

缺點(diǎn)很明顯，但其也有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使其未被淘汰反而可與三元材料、磷酸鐵鋰相抗衡。

原料豐富，成本低：錳酸鋰正極材料中的錳資源豐富，價(jià)格較低，錳酸鋰材料價(jià)格不過(guò)5-7萬(wàn)元/噸。而三元材料中的鈷、鎳價(jià)格近期價(jià)格急劇抬升，致使三元材料價(jià)格居高不下，維持在20萬(wàn)元/噸以上；而主流磷酸鐵鋰市場(chǎng)價(jià)格維持在8.5萬(wàn)元/噸左右。錳酸鋰相對(duì)于三元及磷酸鐵鋰材料具有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

改良性好：通過(guò)混合一定比例的三元材料可提高電池能量密度并改善性能，海外的LGC、AESC、LEJ等電池廠(chǎng)商已將該技術(shù)路線(xiàn)廣泛應(yīng)用于動(dòng)力電池，國(guó)內(nèi)企業(yè)以微宏、星恒電源、盟固利、億鵬能源等為代表的一批動(dòng)力鋰電池企業(yè)也正在這一技術(shù)路線(xiàn)上不斷突破。以星恒電源為例，其超級(jí)錳酸鋰電池循環(huán)壽命超2000次，成組后的能量密度為120Wh/kg,達(dá)到部分磷酸鐵鋰及三元電池水平，且綜合成本更低。

2、補(bǔ)貼退坡助力錳酸鋰份額提升

伴隨著市場(chǎng)化的推進(jìn)，關(guān)鍵材料、技術(shù)的突破和應(yīng)用領(lǐng)域的挖掘，錳酸鋰電池被冷落的局面正在逐步改變。在三元和磷酸鐵鋰體系展開(kāi)動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)角逐的同時(shí)，錳酸鋰電池作為市場(chǎng)關(guān)注較少的一方已經(jīng)開(kāi)始了更大市場(chǎng)份額的擴(kuò)張。

目前，相較于客車(chē)領(lǐng)域的風(fēng)頭正勁和在專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)份額的逐步上升，錳酸鋰電池在乘用車(chē)領(lǐng)域稍顯落寞。反觀國(guó)外，全球銷(xiāo)量排名前列的新能源車(chē)型日產(chǎn)Leaf、通用雪佛蘭Volt、福特FocusEV等均以錳酸鋰技術(shù)路線(xiàn)為主。隨著國(guó)家補(bǔ)貼逐年降低甚至完全退出，錳酸鋰電池的價(jià)格優(yōu)勢(shì)將越來(lái)越明顯，在我國(guó)新能源乘用車(chē)上的運(yùn)用也將有很大的嘗試空間，尤其是在成本較敏感、對(duì)續(xù)航里程要求相對(duì)低的A00級(jí)微型電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)將大有可為。

六、鈦酸鋰電池

2016年，從格力電器董事長(zhǎng)董明珠入主銀隆新能源，到微宏動(dòng)力獲投資注入，鈦酸鋰電池這一長(zhǎng)期活在磷酸鐵鋰電池巨大陰影下的鋰電池品類(lèi)，在電動(dòng)汽車(chē)受困續(xù)航里程、充電效率問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展遲緩的背景下，似乎終于迎來(lái)了翻身的時(shí)機(jī)。

1、優(yōu)劣勢(shì)明顯的“老技術(shù)”

外行看熱鬧，內(nèi)行看門(mén)道。董明珠在輿論中炒紅了銀隆新能源這家企業(yè)，但行業(yè)內(nèi)的觀察點(diǎn)卻在鈦酸鋰。對(duì)于收購(gòu)銀隆，董明珠表示之所以愿意用全部身家投資銀隆，是因?yàn)榭春勉y隆的鈦酸鋰技術(shù)。

鈦酸鋰技術(shù)亮點(diǎn)如下：使用壽命長(zhǎng)，能夠適應(yīng)高寒溫度，安全性好，在儲(chǔ)能市場(chǎng)有應(yīng)用前景等。但實(shí)際上，鈦酸鋰電池并不是一個(gè)新鮮的技術(shù)。作為主要材料的鈦酸鋰，其優(yōu)缺點(diǎn)都比較明顯。此前因?yàn)榇嬖诙蟆岸贪濉?，鈦酸鋰的大?guī)模商業(yè)化應(yīng)用一直受限。

高溫脹氣：鈦酸鋰作為負(fù)極材料時(shí)，與電解液之間容易發(fā)生相互作用并在充放循環(huán)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生氣體析出，因此普通的鈦酸鋰電池容易發(fā)生脹氣，導(dǎo)致電芯鼓包，電性能也會(huì)大幅下降，極大地降低了鈦酸鋰電池的理論循環(huán)壽命。

能量密度低：跟碳負(fù)極材料電池相比，相同的體積和重量只能存一半的電，續(xù)航也只有一半，鈦酸鋰電池電壓也是低至1.5V。因而鈦酸鋰電池的體積和重量較大能量密度較低。

2、商業(yè)化唯“快”不破

當(dāng)然，作為硬幣的另一面，鈦酸鋰在性能上也有著自己的獨(dú)到之處，尤其是在商用車(chē)輛特別是客車(chē)上存在明顯的優(yōu)勢(shì)：

工作溫度范圍廣：鈦酸鋰工作溫度涵蓋-30℃至60℃（無(wú)加熱裝置），完全可以應(yīng)付北方地區(qū)的嚴(yán)寒天氣；

壽命長(zhǎng)，安全性能高：與傳統(tǒng)的負(fù)極材料石墨和硅相比，鈦酸鋰在儲(chǔ)存及使用時(shí)能夠大幅度減少鋰離子與電解液的損耗，避免電池容量的衰減。

能夠?qū)崿F(xiàn)快充：能夠?qū)崿F(xiàn)快充，是鈦酸鋰突然受追捧的技術(shù)因素，尤其是在商用車(chē)領(lǐng)域。

但同時(shí)，隨著材料技術(shù)的發(fā)展，磷酸鐵鋰和三元的快充技術(shù)指標(biāo)也已經(jīng)基本滿(mǎn)足乘用車(chē)的相關(guān)使用需求，所以鈦酸鋰的快充優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在商用車(chē)領(lǐng)域。

3、不以片刻論成敗

此前有媒體稱(chēng)，誰(shuí)掌握鈦酸鋰材料的核心技術(shù)，誰(shuí)將擁有獨(dú)步天下、藍(lán)海泛舟的制控權(quán)。雖然這一論斷頗有夸大，但鈦酸鋰確實(shí)在快速?gòu)浹a(bǔ)著自身短板。

據(jù)媒體報(bào)道，珠海銀隆正在研發(fā)第5代鈦酸鋰電池，能量密度將提升至與目前的磷酸鐵鋰電池能量密度相近的水平。包括微宏動(dòng)力在內(nèi)的多家電池企業(yè)在提升鈦酸鋰電池能量密度方面，也都已經(jīng)取得進(jìn)展。

微宏動(dòng)力方面稱(chēng)，2013年便推出了能量密度為120Wh/kg的第二代快充電池LpCO鋰電池，該產(chǎn)品目前已經(jīng)占到微宏動(dòng)力電池產(chǎn)品出貨量的80%；而2017年即將推出的快充電池產(chǎn)品，在保持快充與長(zhǎng)壽命特點(diǎn)的同時(shí)，能量密度可達(dá)到170Wh/kg。并在未來(lái)規(guī)劃推出230Wh/kg以及300Wh/kg的快充電池產(chǎn)品。

七、全固態(tài)電池

什么叫做全固態(tài)電池，通俗的講，全固態(tài)電池就是里面沒(méi)有氣體、沒(méi)有液體，所有材料都以固態(tài)形式存在的“全固態(tài)鋰離子電池”。目前科研界和工業(yè)界都在研發(fā)以及生產(chǎn)全固態(tài)電池，也就是把傳統(tǒng)的鋰離子電池的隔膜和電解液，換成固態(tài)的電解質(zhì)材料。那么全固態(tài)電池的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)主要有哪些呢？

1、優(yōu)勢(shì)之一：輕——能量密度高

使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變，其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極，這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。此外，許多新型高性能電極材料，可能之前與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性并不好，但是在使用全固態(tài)電解質(zhì)后該問(wèn)題可以得到一定的緩解。綜合考慮到以上兩大因素，全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池，能量密度可以有一個(gè)較大幅度的提升：現(xiàn)在許多實(shí)驗(yàn)室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池了（一般鋰離子電池是100-220Wh/kg）。從能量密度的數(shù)據(jù)上看，或許全固態(tài)電池真的有希望讓我們的生活從“一天一充”升級(jí)到“兩天一充”。

2、優(yōu)勢(shì)之二：薄——體積小

實(shí)際上，體積能量密度對(duì)于電池來(lái)說(shuō)是一個(gè)很重要的參數(shù)，如果就應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，要求從高到低是消費(fèi)電子產(chǎn)品>家用電動(dòng)汽車(chē)>電動(dòng)公交車(chē)。如果通俗的講，就是體積能量密度高了，因此相同質(zhì)量的電池才能做的體積更小。電子產(chǎn)品中的可用空間往往很有限，很多產(chǎn)品（例手機(jī)、平板電腦）有近1/3左右的體積和質(zhì)量已經(jīng)被電池占據(jù)，而且在廣大生產(chǎn)廠(chǎng)商和消費(fèi)者希望對(duì)電池進(jìn)一步提高容量（增加續(xù)航）和壓縮體積（便攜美觀和便于設(shè)計(jì)）的要求下，高壓實(shí)、體積能量密度最高的鈷酸鋰（LCO）電池依然是當(dāng)仁不讓的主流產(chǎn)品。

傳統(tǒng)鋰離子電池中，需要使用隔膜和電解液，它們加起來(lái)占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而如果把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代（主要有有機(jī)和無(wú)機(jī)陶瓷材料兩個(gè)體系），正負(fù)極之間的距離（傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充，現(xiàn)在由固態(tài)電解質(zhì)填充）可以縮短到甚至只有幾到十幾個(gè)微米，這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。不僅如此，很多經(jīng)過(guò)物理/化學(xué)氣相沉積（PVD/CVD）制備的全固態(tài)電池，其整體厚度可能只有幾十個(gè)微米，因此就可以制成非常小的電源器件，整合到MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）領(lǐng)域中。能夠制成體積非常小的電池也是全固態(tài)電池技術(shù)的一大特色，這可以方便電池適應(yīng)各種新型小尺寸智能電子設(shè)備的應(yīng)用，而在這一點(diǎn)上傳統(tǒng)的鋰離子電池的技術(shù)是很難達(dá)到的。

3、優(yōu)勢(shì)之三：柔性化的前景

全固態(tài)電池可以經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化，變成柔性電池，從而帶來(lái)更多的功能和體驗(yàn)。

實(shí)際上，即使是脆性的陶瓷材料，在厚度薄到毫米級(jí)以下后經(jīng)常是可以彎曲的，材料會(huì)變得有柔性。相應(yīng)的，全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會(huì)有明顯的提高，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料（不能是鋼性的外殼），制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。實(shí)際上，以各種可穿戴設(shè)備為代表的柔性電子器件是下一代電子產(chǎn)品發(fā)展的重要方向，而這就要求該產(chǎn)品中的元件同樣需要具有柔性，因此柔性全固態(tài)電池是科研與工業(yè)界中，非常有前景的明日之星。

不僅如此，功能化的全固態(tài)電池潛力遠(yuǎn)不只以上的柔性電池，經(jīng)過(guò)電池材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以制成透明電池，或者是拉伸幅度可達(dá)300%的可拉伸電池，或是可以和光伏器件集成化的發(fā)電-存儲(chǔ)一體化器件等等——全固態(tài)電池所意味的功能上的創(chuàng)新應(yīng)用前景還有很多，在這方面科研人員與工程師們的想像力會(huì)給我們帶來(lái)越來(lái)越多的驚喜。

4、優(yōu)勢(shì)之四：更安全

作為一種能量存儲(chǔ)器件，實(shí)際上所有電池在熱力學(xué)實(shí)質(zhì)上都不可能是絕對(duì)安全的。但是電池實(shí)際應(yīng)用中的決定其真正安全性的因素是多方面的，影響因素包括電池的電極材料特性、電解液的性質(zhì)，以及電子產(chǎn)品中的電池管理系統(tǒng)等。

目前一般商用的鋰離子的安全性是大家關(guān)心的重點(diǎn)，在這里用“不夠理想”來(lái)評(píng)價(jià)現(xiàn)在電池的安全性，應(yīng)該是一個(gè)比較合適的評(píng)價(jià)。目前普通鋰離電池的安全性的影響因素主要有：1）電極材料特性，比如在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞；2）電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會(huì)加?。?）電池質(zhì)量參差不齊，尤其是小廠(chǎng)家的電池安全性能不達(dá)標(biāo)；4）電池管理系統(tǒng)不合格，造成電池的過(guò)充放，導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。

而如果采用了全固態(tài)電池技術(shù)，以上的1和2兩點(diǎn)問(wèn)題就可以直接得到解決，而且所得的電池的最高工作溫度可以從現(xiàn)在的40度提升到更高，這樣就可以使電池的適應(yīng)工作溫度區(qū)間更寬，應(yīng)用范圍也會(huì)更廣。安全性，其實(shí)是全固態(tài)電池領(lǐng)域發(fā)展的最根本驅(qū)動(dòng)力之一。

以上說(shuō)了全固態(tài)電池的種種優(yōu)點(diǎn)。在這里也必須介紹一下全固態(tài)電池的幾個(gè)缺點(diǎn)。

5、問(wèn)題之一：快充不現(xiàn)實(shí)

固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體偏低，低于它們的“前輩”——液態(tài)電解液。這就導(dǎo)致了目前全固態(tài)電池的倍率性能整體偏低，內(nèi)阻較大，高倍率放電時(shí)壓降較大，如果想指望該類(lèi)技術(shù)能在近期解決電池快充的問(wèn)題，基本上是不可能的。

當(dāng)然了，固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率隨著溫度上升也會(huì)有明顯的提高，所以這就導(dǎo)致了一個(gè)有趣的現(xiàn)象，就是全固態(tài)電池最好或者說(shuō)必須在高一點(diǎn)的溫度下工作，才能發(fā)揮良好的性能。因此目前市面上有些使用全固態(tài)電池的產(chǎn)品，實(shí)際上都不是在室溫下工作的。

6、問(wèn)題之二：成本依然偏高，制備工藝復(fù)雜，技術(shù)不夠成熟

目前的全固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)主要有有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大體系，成本總體偏高，尤其是無(wú)機(jī)體系的電池很多采用CVD/PVD等復(fù)雜的工藝制備，生產(chǎn)（沉積薄膜）速度慢，成本昂貴，單體電池容量很小，往往只適合做小型電子器件用的電池。因此現(xiàn)在的全固態(tài)電池如果要和普通鋰離子電池在傳統(tǒng)市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)，并沒(méi)有太大的優(yōu)勢(shì)。發(fā)揮全固態(tài)電池本身高安全性、高溫穩(wěn)定性、可能達(dá)到的柔性等其它多功能特性，與傳統(tǒng)鋰離子電池在差異化的市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)，可能是全固態(tài)電池近期內(nèi)比較有希望的市場(chǎng)突破方向。

典型的全固態(tài)電池，容量只有1.0mAh，只能給小型電子產(chǎn)品供電，不僅如此，全固態(tài)電池現(xiàn)在的制備技術(shù)成熟度總體一般，能形成規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)非常有限，技術(shù)規(guī)?；瘮U(kuò)產(chǎn)需要克服的困難還有很多，仍處于推廣發(fā)展期。但是可以預(yù)期的是，隨著研發(fā)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，全固態(tài)電池中的科學(xué)和工藝上的問(wèn)題會(huì)逐漸得到緩解，在未來(lái)幾年，該類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)會(huì)迎來(lái)蓬勃發(fā)展的機(jī)遇。

7、固態(tài)鋰電池展望

目前全固態(tài)電池主要可以用于電子器件、電動(dòng)汽車(chē)、RFID、植入式醫(yī)療設(shè)備、無(wú)線(xiàn)傳感器等，主要應(yīng)用于微電池領(lǐng)域。在汽車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域也有，但是受制于技術(shù)發(fā)展水平，實(shí)際應(yīng)用很少。

現(xiàn)在已經(jīng)有許多start-ups以及傳統(tǒng)工業(yè)巨頭公司投入到了全固態(tài)電池行業(yè)中。以美國(guó)Seeo公司為例，該公司一直從事全固態(tài)電池的研發(fā)和生產(chǎn)，目前最先進(jìn)的電池能量密度已經(jīng)達(dá)到350Wh/kg，在今年9月，德國(guó)汽車(chē)工業(yè)巨頭BOSCH已經(jīng)完成了對(duì)該公司的收購(gòu)。不僅如此，Sakti3、CymbetCorporation、Prologium、包括豐田公司等等，在全固態(tài)電池的研發(fā)生產(chǎn)方面也傾注了很多精力，蘋(píng)果公司也在全固態(tài)電池方向做了專(zhuān)利布局，這說(shuō)明這些大公司是普遍非常看好全固態(tài)電池技術(shù)的。

總體來(lái)說(shuō)，全固態(tài)電池是電池科研與工業(yè)界公認(rèn)的下一步電池發(fā)展的主流方向已經(jīng)沒(méi)有懸念，但是具體到固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面，全固態(tài)電池仍然有一段路要走。

八、市場(chǎng)反饋

據(jù)電池中國(guó)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，1-7批推薦目錄中共有1939款純電動(dòng)車(chē)入選。按照配套電池統(tǒng)計(jì)，磷酸鐵鋰共有1066款穩(wěn)居第一，占比55%，三元鋰電池共有631款緊隨其后，占比32%，錳酸鋰157款占比8%，鈦酸鋰和未知鋰電池分別占比3%和2%。

1）乘用車(chē)方面，七批目錄中純電動(dòng)乘用車(chē)共有251款。從配套電池來(lái)看，三元鋰電池依然是純電動(dòng)乘用車(chē)的領(lǐng)軍“人物”：共有201款車(chē)裝配三元鋰電池，31款車(chē)裝配磷酸鐵鋰，4款車(chē)裝配錳酸鋰，2款車(chē)裝配多元復(fù)合鋰離子，3款車(chē)裝配未知鋰離子電池。

「和達(dá)產(chǎn)業(yè)觀察」動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)

2）新能源客車(chē)方面，七批目錄中純電動(dòng)客車(chē)共有1119款發(fā)布。從配套電池來(lái)看，磷酸鐵鋰風(fēng)光依舊：共有927款車(chē)裝配磷酸鐵鋰，130款車(chē)裝配錳酸鋰，4款車(chē)裝配三元鋰電池，9款車(chē)裝配未知鋰離子電池。

「和達(dá)產(chǎn)業(yè)觀察」動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)

3）新能源專(zhuān)用車(chē)方面，七批目錄中純電動(dòng)專(zhuān)用車(chē)共有570款，其中415款裝配三元鋰電池，108款裝配磷酸鐵鋰電池，23款裝配錳酸鋰電池，24款裝配未知鋰離子電池。

「和達(dá)產(chǎn)業(yè)觀察」動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)

總結(jié)：通過(guò)2017年1-7批推薦目錄來(lái)看，主流新能源汽車(chē)采用技術(shù)前兩位由三元鋰和磷酸鐵鋰占據(jù)，處于第三位的是錳酸鋰，其次是最近開(kāi)始嶄露頭角的鈦酸鋰。

具體到車(chē)型，乘用車(chē)和專(zhuān)用車(chē)已經(jīng)體現(xiàn)出三元鋰的優(yōu)勢(shì)，而在帶電量較大的客車(chē)領(lǐng)域，磷酸鐵鋰還占據(jù)相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。

九、結(jié)論

通過(guò)整篇文章的分析，我們對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)的結(jié)論很模糊也很明確。不過(guò)，對(duì)于電池技術(shù)的流派之爭(zhēng)，技術(shù)的進(jìn)步永無(wú)止境，不能以片刻的得失論成敗。不同的技術(shù)路線(xiàn)都有不同的特性，適用于不同的領(lǐng)域，并且都在朝著未來(lái)更新的方向前進(jìn)。

首先在實(shí)際市場(chǎng)應(yīng)用方面，三元、磷酸鐵鋰、錳酸鋰和鈦酸鋰占據(jù)絕對(duì)的市場(chǎng)份額，且各有優(yōu)勢(shì)、也各有劣勢(shì)，但是均在各自的應(yīng)用領(lǐng)域風(fēng)生水起，占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。隨著材料研發(fā)成果的不斷涌現(xiàn)，該格局也會(huì)隨之發(fā)生漸變。

同時(shí)，圓柱、軟包、方形的技術(shù)路線(xiàn)，也體現(xiàn)了相同的態(tài)勢(shì)，目前來(lái)講沒(méi)有哪種技術(shù)路線(xiàn)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，電芯的生產(chǎn)廠(chǎng)家和應(yīng)用廠(chǎng)家都在根據(jù)自己的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域做出理性選擇，最終的份額將由市場(chǎng)做出抉擇。

其次在市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展前景來(lái)看，燃料電池、固態(tài)電池隨著技術(shù)的整體進(jìn)步及相關(guān)配套的完善，也終將占據(jù)一定的市場(chǎng)地位，但短期內(nèi)還不足以對(duì)三元、磷酸鐵鋰的市場(chǎng)地位形成影響。

所以，我們需要理性的看待各個(gè)技術(shù)路線(xiàn)，每項(xiàng)技術(shù)均具有現(xiàn)階段的歷史地位。同時(shí)需具備足夠的前瞻性和市場(chǎng)敏感度，才不會(huì)在決策過(guò)程中做出違背市場(chǎng)規(guī)律的錯(cuò)誤選擇。