首页>新闻中心>行业资讯>我国动力电池六大痛点

行业资讯

我国动力电池六大痛点

我国汽车产业一直处于追赶态势,与德国、美国、日本等汽车大国仍有很大差距,包括技术水平、制造工艺水平、品牌价值等方面。但是,新能源汽车产业的崛起,给了我国快速赶超的机会,甚至能够实现“弯道超车”。2016年,中国新能源汽车销量占到全球市场的50%,成为全球最大的电动汽车市场。

随着中国新能源汽车产业的快速发展,新能源汽车也得到越来越多国家的关注和肯定。近日,奥迪下达了生产纯电动汽车的任务,戴姆勒也将研发力量转投纯电动和混合动力技术上。可以预见到,全球电动汽车产业“井喷”的能量正在快速集聚,爆发只是时间问题。

而随着跨国企业的强势进入,以及我国政策补贴的逐步退坡,国内新能源汽车企业如何提高核心竞争力,在国际竞争中站稳脚步,是摆在中国汽车人面前的一道壁垒。

新能源汽车的关键技术之一是动力电池,可以说,动力电池的技术水平是掣肘新能源汽车发展的关键。动力电池的成本、技术、制造等水平,决定了新能源汽车的成本、续驶里程、性能、舒适度等。因此,我国新能源汽车企业要想在后补贴时代中生存下来,就必须要在动力电池的技术研发上下足功夫。

近年来,我国动力电池技术已经取得长足进步。但是,当前动力电池水平仍受制于材料特性、工艺水平、集成技术等多重因素的影响,尚不能完全满足纯电动汽车的要求。本文仅从围绕动力电池的制造领域,探讨亟需解决的痛点问题。 


痛点一:相关标准规范不完善

我国电动汽车的研发和产业化工作发展很快,而相关标准的制定、修订工作周期相对较长,现有的新能源汽车标准体系和标准对一些新技术和新产品覆盖不全面,存在某些产品或某些技术领域缺乏标准或标准不能满足的情况,同时还存在标准的制修订工作跟不上发展需要的情况。

例如在安全技术标准方面,国外由于相关标准出台时间较晚,因此比国内的安全技术标准更加完善、成熟,实用性更广,针对性更强,技术指标也更具先进性。而我国现行的安全标准出台较早,有很多需要完善改进的地方,例如动力电池模块、系统对热失控的防热诱因测试标准等。

建议:制定、落实动力电池标准和行业管理规范,强化标准的规范化作用,进一步规范动力电池的市场秩序,有效进行资源整合及配置。


痛点二:动力电池设计无规范

目前,动力电池的技术路线仍存在争议。去年工信部暂停三元材料电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录的决定,一定程度上造成了对三元电池研发、使用的潜在影响,其是否合用的争论至今还在继续。此外,动力电池在设计上也没有统一的、可遵循的规范,致使不同企业的设计思路不同,同一企业的设计思路也经常反复修改,造成了电池性能上的较大缺失。电池厂商往往只追求其产品在某个方面达到最优性能,缺少对动力电池综合性能的评估及平衡,例如只追求动力电池的容量,这就造成了动力电池市场产品种类过多,质量参差不齐的混乱状态。

建议:动力电池性能的设计顺序要遵守三个原则:第一原则是安全、可靠、一致、耐久;第二原则是成本、循环、自放电、倍率、容量;第三原则是尺寸、内阻,高低温性能。


痛点三:制造工艺一致性差

动力电池的制造工艺较为复杂,工序繁多,主要包括正负极浆料制备、极片浆料涂布、正负极片辊压、正负极制片及电池装配等环节,每道工序都会影响动力电池的性能。

但目前,动力电池制造厂很难把控每道工序的各个细节,以达到较高的一致性。以正负极浆料制备环节为例,物料配比和固液比不精确、原材料一致性差,导致活性物质、导电剂、粘结剂不能按正确比例充分混合并均匀分散;不同环境以及不同的搅拌工艺、搅拌速度、搅拌温度、搅拌时间等都会影响浆料的分散性。而且,从目前的工艺水平来看,即便严格控制这些条件,对流体力学的性质也很难保持一致。

建议:制定动力电池大规模智能化制造路线图,包括立项研究电池制造工艺、制造方法、制造装备等;建立动力电池制造标准及装备标准;开展支持半固态、固态、锂硫电池工艺及装备专项研究。


痛点四:电池制造装备技术差距大

目前,国内动力电池制造装备与国外制造装备存在较大差距,包括精度、速度、可靠性、无人化、可视化、信息化等方面,这与我国工业化整体水平有一定关系。以涂布机为例,国内涂布机在精度和速度两方面都亟需提高,进口设备的涂布速度大约为80m/min,而国产设备基本上稳定在20-30m/min的水平,存在较大差距。

此外,国内外制造装备间的差距,也让部分国内动力电池制在装备的选择上,更倾向于国际采购,而轻视了对于制造装备技术的研发,从而形成恶性循环。

建议:开展大规模、连续化制造技术及装备的研发,专项推进、统一规划装备的研发和制造。装备制造企业要加大研发投入,坚持自主知识产权,在设计装备时,要充分沟通,活用上下游资源,明确开发目标,充分考虑全生命周期内的失败成本,还应充分利用建模和仿真分析,重视机理研究。


痛点五:动力电池生产自动化水平低

目前动力电池系统的产量规模难以满足2020年达到500万辆新能源汽车的目标,主要原因是,国内动力电池的产品设计和制造工艺技术没有完全成熟,特别是电池模组的关键生产工艺设计不成熟,验证不够充分,一次通过率低,且较难实现在线自动测试及品质追踪。因此,动力电池系统生产仍以半自动化为主,仅有少数电池厂商实现了动力电池模块或模组的自动化生产。从市场角度看,从2015年下半年开始,我国动力电池系统才开始爆发式增长,前期市场需求不足,且产品种类较多、换型频繁,导致了规模化效应不够,企业没有投入自动化生产设备。

建议:以“过程检测和信息化管理”为核心,以品质管控为优先考虑原则,加快自动化生产的进程。


痛点六:跨产业及产业内协作不给力

在动力电池产业的一些特定环节,跨产业、跨领域协作十分迫切。以动力电池梯次利用为例,梯次利用涉及到多个领域、多个产业,包括从动力电池的生产到新能源汽车的使用,再到电力、储能,以及电动自行车、汽车等领域,最后到材料的回收。所以,动力电池回收利用需要相关的产业和领域之间的合作。

其二,我国动力电池产业内部不同类型参与主体和企业之间的协助也存在不足。例如,在动力电池负极材料开发过程中,负极材料如果只凭研发企业自身努力提高容量,难度较大。如果跟动力电池企业及正极材料等电池材料企业协同开发,提高容量的过程就变得相对容易。而现实情况是,负极材料企业与动力电池企业、其它电池材料企业之间的协作不充分。动力电池产业内的其它不同企业,也存在类似的协同不足问题。

建议:电芯企业、BMS研发企业、电池包系统PACK企业、装备企业、检测中心和整车企业等企业强强联合,加强供应链协同合作,将各自的优势充分发挥,扬长避短。

 

(撰稿  李靖)



(来源:中国电动汽车百人会 )

分享文章到: