新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速崛起，但動(dòng)力電池行業(yè)還有六大痛點(diǎn)
日期：2024-10-16 08:38:06 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：440我國汽車產(chǎn)業(yè)一直處于追趕態(tài)勢，與德國、美國、日本等汽車大國仍有很大差距，包括技術(shù)水平、制造工藝水平、品牌價(jià)值等方面。但是，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的崛起，給了我國快速趕超的機(jī)會，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”。2016年，中國新能源汽車銷量占到全球市場的50%，成為全球最大的電動(dòng)汽車市場。
隨著中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，新能源汽車也得到越來越多國家的關(guān)注和肯定。近日，奧迪下達(dá)了生產(chǎn)純電動(dòng)汽車的任務(wù)，戴姆勒也將研發(fā)力量轉(zhuǎn)投純電動(dòng)和混合動(dòng)力技術(shù)上。可以預(yù)見到，全球電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)“井噴”的能量正在快速集聚，爆發(fā)只是時(shí)間問題。
而隨著跨國企業(yè)的強(qiáng)勢進(jìn)入，以及我國政策補(bǔ)貼的逐步退坡，國內(nèi)新能源汽車企業(yè)如何提高核心競爭力，在國際競爭中站穩(wěn)腳步，是擺在中國汽車人面前的一道壁壘。
新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一是動(dòng)力電池，可以說，動(dòng)力電池的技術(shù)水平是掣肘新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵。動(dòng)力電池的成本、技術(shù)、制造等水平，決定了新能源汽車的成本、續(xù)駛里程、性能、舒適度等。因此，我國新能源汽車企業(yè)要想在后補(bǔ)貼時(shí)代中生存下來，就必須要在動(dòng)力電池的技術(shù)研發(fā)上下足功夫。
近年來，我國動(dòng)力電池技術(shù)已經(jīng)取得長足進(jìn)步。但是，當(dāng)前動(dòng)力電池水平仍受制于材料特性、工藝水平、集成技術(shù)等多重因素的影響，尚不能完全滿足純電動(dòng)汽車的要求。本文僅從圍繞動(dòng)力電池的制造領(lǐng)域，探討亟需解決的痛點(diǎn)問題。
動(dòng)力電池要求來了，300Wh/kg比能量目標(biāo)如何實(shí)現(xiàn)
痛點(diǎn)一
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不完善
我國電動(dòng)汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作發(fā)展很快，而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂工作周期相對較長，現(xiàn)有的新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)準(zhǔn)對一些新技術(shù)和新產(chǎn)品覆蓋不全面，存在某些產(chǎn)品或某些技術(shù)領(lǐng)域缺乏標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)不能滿足的情況，同時(shí)還存在標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作跟不上發(fā)展需要的情況。
例如在安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，國外由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺時(shí)間較晚，因此比國內(nèi)的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更加完善、成熟，實(shí)用性更廣，針對性更強(qiáng)，技術(shù)指標(biāo)也更具先進(jìn)性。而我國現(xiàn)行的安全標(biāo)準(zhǔn)出臺較早，有很多需要完善改進(jìn)的地方，例如動(dòng)力電池模塊、系統(tǒng)對熱失控的防熱誘因測試標(biāo)準(zhǔn)等。
建議：制定、落實(shí)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)管理規(guī)范，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化作用，進(jìn)一步規(guī)范動(dòng)力電池的市場秩序，有效進(jìn)行資源整合及配置。
痛點(diǎn)二
動(dòng)力電池設(shè)計(jì)無規(guī)范
目前，動(dòng)力電池的技術(shù)路線仍存在爭議。去年工信部暫停三元材料電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄的決定，一定程度上造成了對三元電池研發(fā)、使用的潛在影響，其是否合用的爭論至今還在繼續(xù)。此外，動(dòng)力電池在設(shè)計(jì)上也沒有統(tǒng)一的、可遵循的規(guī)范，致使不同企業(yè)的設(shè)計(jì)思路不同，同一企業(yè)的設(shè)計(jì)思路也經(jīng)常反復(fù)修改，造成了電池性能上的較大缺失。電池廠商往往只追求其產(chǎn)品在某個(gè)方面達(dá)到最優(yōu)性能，缺少對動(dòng)力電池綜合性能的評估及平衡，例如只追求動(dòng)力電池的容量，這就造成了動(dòng)力電池市場產(chǎn)品種類過多，質(zhì)量參差不齊的混亂狀態(tài)。
建議：動(dòng)力電池性能的設(shè)計(jì)順序要遵守三個(gè)原則：第一原則是安全、可靠、一致、耐久;第二原則是成本、循環(huán)、自放電、倍率、容量;第三原則是尺寸、內(nèi)阻，高低溫性能。
痛點(diǎn)三
制造工藝一致性差
動(dòng)力電池的制造工藝較為復(fù)雜，工序繁多，主要包括正負(fù)極漿料制備、極片漿料涂布、正負(fù)極片輥壓、正負(fù)極制片及電池裝配等環(huán)節(jié)，每道工序都會影響動(dòng)力電池的性能。
但目前，動(dòng)力電池制造廠很難把控每道工序的各個(gè)細(xì)節(jié)，以達(dá)到較高的一致性。以正負(fù)極漿料制備環(huán)節(jié)為例，物料配比和固液比不精確、原材料一致性差，導(dǎo)致活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑不能按正確比例充分混合并均勻分散;不同環(huán)境以及不同的攪拌工藝、攪拌速度、攪拌溫度、攪拌時(shí)間等都會影響漿料的分散性。而且，從目前的工藝水平來看，即便嚴(yán)格控制這些條件，對流體力學(xué)的性質(zhì)也很難保持一致。
建議：制定動(dòng)力電池大規(guī)模智能化制造路線圖，包括立項(xiàng)研究電池制造工藝、制造方法、制造裝備等;建立動(dòng)力電池制造標(biāo)準(zhǔn)及裝備標(biāo)準(zhǔn);開展支持半固態(tài)、固態(tài)、鋰硫電池工藝及裝備專項(xiàng)研究。
痛點(diǎn)四
電池制造裝備技術(shù)差距大
目前，國內(nèi)動(dòng)力電池制造裝備與國外制造裝備存在較大差距，包括精度、速度、可靠性、無人化、可視化、信息化等方面，這與我國工業(yè)化整體水平有一定關(guān)系。以涂布機(jī)為例，國內(nèi)涂布機(jī)在精度和速度兩方面都亟需提高，進(jìn)口設(shè)備的涂布速度大約為80m/min，而國產(chǎn)設(shè)備基本上穩(wěn)定在20-30m/min的水平，存在較大差距。
此外，國內(nèi)外制造裝備間的差距，也讓部分國內(nèi)動(dòng)力電池制在裝備的選擇上，更傾向于國際采購，而輕視了對于制造裝備技術(shù)的研發(fā)，從而形成惡性循環(huán)。
建議：開展大規(guī)模、連續(xù)化制造技術(shù)及裝備的研發(fā)，專項(xiàng)推進(jìn)、統(tǒng)一規(guī)劃裝備的研發(fā)和制造。裝備制造企業(yè)要加大研發(fā)投入，堅(jiān)持自主知識產(chǎn)權(quán)，在設(shè)計(jì)裝備時(shí)，要充分溝通，活用上下游資源，明確開發(fā)目標(biāo)，充分考慮全生命周期內(nèi)的失敗成本,還應(yīng)充分利用建模和仿真分析，重視機(jī)理研究。
痛點(diǎn)五
動(dòng)力電池生產(chǎn)自動(dòng)化水平低
目前動(dòng)力電池系統(tǒng)的產(chǎn)量規(guī)模難以滿足2020年達(dá)到500萬輛新能源汽車的目標(biāo)，主要原因是，國內(nèi)動(dòng)力電池的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝技術(shù)沒有完全成熟，特別是電池模組的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)不成熟，驗(yàn)證不夠充分，一次通過率低，且較難實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)測試及品質(zhì)追蹤。因此，動(dòng)力電池系統(tǒng)生產(chǎn)仍以半自動(dòng)化為主，僅有少數(shù)電池廠商實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池模塊或模組的自動(dòng)化生產(chǎn)。從市場角度看，從2015年下半年開始，我國動(dòng)力電池系統(tǒng)才開始爆發(fā)式增長，前期市場需求不足，且產(chǎn)品種類較多、換型頻繁，導(dǎo)致了規(guī)?；?yīng)不夠，企業(yè)沒有投入自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。
建議：以“過程檢測和信息化管理”為核心，以品質(zhì)管控為優(yōu)先考慮原則，加快自動(dòng)化生產(chǎn)的進(jìn)程。
痛點(diǎn)六
跨產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)內(nèi)協(xié)作不給力
在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的一些特定環(huán)節(jié)，跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)作十分迫切。以動(dòng)力電池梯次利用為例，梯次利用涉及到多個(gè)領(lǐng)域、多個(gè)產(chǎn)業(yè)，包括從動(dòng)力電池的生產(chǎn)到新能源汽車的使用，再到電力、儲能，以及電動(dòng)自行車、汽車等領(lǐng)域，最后到材料的回收。所以，動(dòng)力電池回收利用需要相關(guān)的產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域之間的合作。
其二，我國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)部不同類型參與主體和企業(yè)之間的協(xié)助也存在不足。例如，在動(dòng)力電池負(fù)極材料開發(fā)過程中，負(fù)極材料如果只憑研發(fā)企業(yè)自身努力提高容量，難度較大。如果跟動(dòng)力電池企業(yè)及正極材料等電池材料企業(yè)協(xié)同開發(fā)，提高容量的過程就變得相對容易。而現(xiàn)實(shí)情況是，負(fù)極材料企業(yè)與動(dòng)力電池企業(yè)、其它電池材料企業(yè)之間的協(xié)作不充分。動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)的其它不同企業(yè)，也存在類似的協(xié)同不足問題。
建議：電芯企業(yè)、BMS研發(fā)企業(yè)、電池包系統(tǒng)PACK企業(yè)、裝備企業(yè)、檢測中心和整車企業(yè)等企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，加強(qiáng)供應(yīng)鏈協(xié)同合作，將各自的優(yōu)勢充分發(fā)揮，揚(yáng)長避短。