動力電池創(chuàng)新加速

海川

面臨充電設(shè)施短板突出、行業(yè)秩序有待規(guī)范、動力電池亟待突破、扶持政策需要完善等問題，必須引起高度重視

動力電池是電動汽車的心臟，是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。近幾年我國動力電池的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L，但與國際先進水平相比，在動力電池產(chǎn)品制造裝備、工藝水平、檢測驗證能力、產(chǎn)品可靠性和一致性方面都有較大差距，亟待加速發(fā)展。

目前在動力電池開發(fā)上，中國和日本、韓國相比，續(xù)航里程和能量都低30%-40%，電池制造成本偏高。其中，比能量的差距影響了電動汽車的重量，直接影響了電動汽車的推廣。

對此，北京有色金屬研究院副院長、國聯(lián)汽車動力電池研究院公司（以下簡稱“國聯(lián)研究院”）董事長熊柏青表示，如果一輛1.5噸級的車一次充電續(xù)航里程達到400公里的話，它的電池重量就接近600公斤，這遠遠超過電池系統(tǒng)應(yīng)該占的份額。電池一般占整車重量20%比較合理，就是1.5噸車搭載300公斤的電池，對電池技術(shù)來說，電池能量密度必須提高一倍。

這也反映出我國動力電池產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力不強。在乘用車應(yīng)用領(lǐng)域，我國磷酸鐵鋰動力電池產(chǎn)品比能量、高低溫特性、經(jīng)濟性明顯低于國外采用三元材料動力電池的水平。

7月5日至7日，國務(wù)院副總理馬凱在陜西深入新能源汽車整車、電池、關(guān)鍵零部件和充電設(shè)施等企業(yè)調(diào)研，并主持召開新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會。馬凱指出，近年來我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得喜人成績，產(chǎn)業(yè)體系基本建立，技術(shù)水平明顯提升，推廣應(yīng)用取得成效，至今年5月底新能源汽車累計生產(chǎn)62.8萬輛，成為全球保有量最大的國家。但也面臨著充電設(shè)施短板突出、行業(yè)秩序有待規(guī)范、動力電池亟待突破、扶持政策需要完善等問題，必須引起高度重視。

馬凱指出，要下大氣力解決突出矛盾問題，破解關(guān)鍵瓶頸制約，推動我國新能源汽車發(fā)展再上新臺階。在動力電池創(chuàng)新方面，馬凱強調(diào)要大力加強技術(shù)研發(fā)。扎實推進國家動力電池創(chuàng)新中心建設(shè)，強化技術(shù)研發(fā)前瞻布局，實施鋰電升級工程，加快實現(xiàn)動力電池革命性突破。

國家動力電池創(chuàng)新中心成立

當前制造業(yè)創(chuàng)新體系和創(chuàng)新模式正發(fā)生三項深刻變革：創(chuàng)新載體從單個企業(yè)向跨領(lǐng)域多主體的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新流程從線性鏈式向協(xié)同并行轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新模式也由單一的技術(shù)創(chuàng)新向技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)模式創(chuàng)新相結(jié)合轉(zhuǎn)變。

今年的《政府工作報告》提出“建設(shè)若干國家級制造業(yè)創(chuàng)新平臺”。6月30日，國家動力電池創(chuàng)新中心（以下簡稱“創(chuàng)新中心”）在京成立。作為《中國制造2025》五大工程之首，制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)將第一站選在了動力電池領(lǐng)域，足見動力電池創(chuàng)新的重要性非同尋常。

動力電池是新能源汽車的核心部件，說明國家對作為新經(jīng)濟典型代表產(chǎn)業(yè)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)寄予厚望，希望在傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)下滑后能培育新的經(jīng)濟動能。

資料顯示，我國已形成了較為完善的新能源汽車研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)體系，2015年我國新能源汽車產(chǎn)量達37.9萬輛，居世界第一位。根據(jù)北京有色金屬研究院的預測，2020年，我國新能源汽車產(chǎn)能將達到200萬輛，動力電池需求量將達到1000億Wh，新增建設(shè)投資達到1000億元以上；2025年新能源汽車產(chǎn)能將達到300萬輛；未來的5～10年，動力電池產(chǎn)業(yè)將保持高速增長態(tài)勢。

工信部部長苗圩說，“我們建設(shè)制造業(yè)創(chuàng)新中心，就是要彌補創(chuàng)新鏈條的斷裂環(huán)節(jié)，特別是要解決從實驗室產(chǎn)品到產(chǎn)業(yè)化之間所謂的‘死亡之谷，將分散的創(chuàng)新資源和創(chuàng)新力量凝聚在一起，完成將珍珠穿成項鏈的‘關(guān)鍵一步?！?/p>

苗圩強調(diào)，制造業(yè)創(chuàng)新中心要解決的是面向行業(yè)的共性技術(shù)而不是單個企業(yè)可以解決的關(guān)鍵技術(shù)。要不斷完善制造業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，形成高水平有特色的制造業(yè)協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)和平臺，塑造我國制造業(yè)國際競爭新優(yōu)勢。

苗圩指出，國家動力電池創(chuàng)新中心面向行業(yè)共性需求，通過協(xié)同技術(shù)、裝備、人才、資金等各類資源，打通前沿技術(shù)和共性技術(shù)研發(fā)供給、轉(zhuǎn)移擴散和首次商業(yè)化的鏈條，從而為我國實現(xiàn)動力電池技術(shù)突破，提升動力電池產(chǎn)業(yè)競爭力，支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。同時，希望通過探索形成有效的發(fā)展模式和路徑，為其他創(chuàng)新中心的建設(shè)提供示范和借鑒。

對于下一步制造業(yè)創(chuàng)新中心的建設(shè)，苗圩提出要加快制造業(yè)創(chuàng)新中心試點建設(shè)，注重探索創(chuàng)新中心內(nèi)部組織機制、運營管理模式等，總結(jié)經(jīng)驗，逐步推廣，同時要引導推進省級制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)。

工信部副部長懷進鵬表示，創(chuàng)新中心將以汽車動力電池作為關(guān)鍵領(lǐng)域，聚焦國內(nèi)主要的汽車廠商，將一汽、東風、北汽等聚合在一起，再把研究電池主要的研發(fā)單位匯聚進來，共同解決新能源汽車動力裝備這一行業(yè)共性問題。

目前，我國動力電池的技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同機制沒有形成。基礎(chǔ)研究集中在高校、科研機構(gòu)，工程開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)以企業(yè)為主體，沒有形成技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同機制。這說明創(chuàng)新中心成立非常必要。此前成立的研究載體，大都是單體技術(shù)或者一個主體單位，其他只是外圍參與。

中國工程院原副院長、國家制造業(yè)創(chuàng)新中心專家組組長干勇表示，這次創(chuàng)新中心建設(shè)，就是要集中創(chuàng)新能力、高端研發(fā)團隊，形成合力，在動力電池核心共性技術(shù)上突破。

構(gòu)建公司+聯(lián)盟的發(fā)展模式

目前，創(chuàng)新中心的建設(shè)方案已經(jīng)明確。創(chuàng)新中心將以國聯(lián)研究院為基礎(chǔ)組建，包括國聯(lián)研究院和中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，構(gòu)建“公司+聯(lián)盟”的發(fā)展模式。其中，國聯(lián)研究院圍繞產(chǎn)業(yè)鏈吸納政府、企業(yè)、社會資本，完善股權(quán)結(jié)構(gòu)和法人治理結(jié)構(gòu)，提高創(chuàng)新中心的可持續(xù)發(fā)展能力，按市場化機制運行。

國聯(lián)研究院自上世紀80年代開始從事高比能電池及材料研發(fā)，自上世紀90年代開始開展動力電池研發(fā)，自2000年開始鋰離子動力電池研發(fā)，自2010年開始新一代動力電池研發(fā)。2014年完成公司注冊，建立了現(xiàn)代法人治理結(jié)構(gòu)和市場化機制。

國聯(lián)研究院現(xiàn)有股東9家，將采取“自愿、開放”原則，吸納政府投資、電池企業(yè)和整車企業(yè)投資入股。目前，國聯(lián)研究院已與寧德時代新能源、合肥國軒、萬向集團3家電池企業(yè)和華蓋鼎盛基金公司達成增資協(xié)議，股東單位增加至13家，資本金增加至9.3億元左右。同時，北京市政府承諾投資2.5億元入股國聯(lián)研究院。此外，東軟集團、長城汽車等企業(yè)也希望加入，預計股東單位將增加至15家左右，資本金12億元以上。

根據(jù)創(chuàng)新中心的建設(shè)規(guī)劃，中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟是由國內(nèi)企業(yè)、高校、科研機構(gòu)、行業(yè)組織等自愿組成的非獨立法人的聯(lián)合體，構(gòu)建研發(fā)設(shè)計、成果轉(zhuǎn)化、商業(yè)應(yīng)用協(xié)同能力，按協(xié)同創(chuàng)新機制運行。

創(chuàng)新中心的運行采用市場化和產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新相結(jié)合的機制，開展技術(shù)研發(fā)、行業(yè)服務(wù)、產(chǎn)業(yè)孵化。據(jù)測算，到2020年，創(chuàng)新中心的研發(fā)資金需求30億元，主要來源于公司自籌（資本金、運營性收入、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、股權(quán)融資收益）和政府投入，其中公司自籌資金10億元、中央政府研發(fā)資金10億元、地方政府10億元。

根據(jù)創(chuàng)新中心提出的目標，我國動力電池要在2020年趕上日韓水平。屆時，新能源汽車有望出現(xiàn)革命性變化。干勇介紹，根據(jù)目前產(chǎn)業(yè)技術(shù)攻關(guān)趨勢，到2020年我國動力電池行業(yè)的動力電池系統(tǒng)能量比有望達到350Wh/kg。這意味著在電池體積大幅縮小的情況下，純電動汽車的續(xù)航里程將普遍增加至400到500公里水平，而成本也將大大下降。

全球首款石墨烯電池發(fā)布

7月8日晚，東旭光電發(fā)布公告，公司與美國凱途能源有限公司（K2 Energy Solutions，Inc.）、青島乾運高科、合肥中航新能源、偉芝延電子科技、江蘇智航新能源和江蘇環(huán)綠新能源汽車簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。這為東旭光電石墨烯鋰離子電池新產(chǎn)品未來市場化應(yīng)用打開了廣闊的市場空間。

分析人士指出，多家公司如此密集的簽署合作協(xié)議實屬少見，由此也看出東旭光電推出的全球首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”的魅力，及石墨烯基鋰離子電池技術(shù)的未來產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。

據(jù)了解，東旭光電于當天下午在釣魚臺舉辦了石墨烯新產(chǎn)品發(fā)布會，展示了世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品，并當場簽署了產(chǎn)品線落地泰州的協(xié)議。該產(chǎn)品所使用的石墨烯基鋰離子電池性能十分優(yōu)良，與普通電池相比不僅可在滿足5C條件下，實現(xiàn)15分鐘內(nèi)快速充放電，而且該石墨烯基鋰離子電池可在-30～80℃環(huán)境下工作，循環(huán)壽命更高達3500次左右。通過發(fā)布會現(xiàn)場測試，“烯王”充電用時15分鐘，是普通充電產(chǎn)品的1/24。

業(yè)內(nèi)人士表示，石墨烯新產(chǎn)品的推出，標志著東旭光電實現(xiàn)了石墨烯產(chǎn)業(yè)化落地，下游產(chǎn)業(yè)對公司的關(guān)注度將更高，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)正在逐漸發(fā)酵。

目前，新能源汽車行業(yè)因為“充的慢、跑不遠”而飽受市場詬病，動力電池也成為限制新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。一旦動力電池的快速充電等幾個核心技術(shù)得以解決，將迎來新能源汽車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式發(fā)展。

由于石墨烯鋰離子電池技術(shù)被業(yè)界看好，下游新能源終端企業(yè)積極尋求與上游石墨烯電池生產(chǎn)企業(yè)加強合作的做法也就不難理解了，隨著石墨烯電池產(chǎn)業(yè)化的臨近這種強化合作更加緊迫。

根據(jù)戰(zhàn)略合作協(xié)議，合作主要集中在石墨烯及應(yīng)用產(chǎn)品方面，具體合作內(nèi)容包括技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和成果轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)線投資合作和產(chǎn)業(yè)信息交流四個方面。

東旭光電表示，與相關(guān)企業(yè)合作將有利于公司利用合作方在石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用以及石墨烯在動力電池、動力鋰電池、小型動力電池、鋰電池正極材料等領(lǐng)域的研發(fā)成果、技術(shù)經(jīng)驗、生產(chǎn)銷售和資源優(yōu)勢，加速石墨烯動力電池的應(yīng)用和市場推廣，進一步加速公司在石墨烯材料市場化應(yīng)用方面的進程，有利于公司拓展新市場，對公司主營業(yè)務(wù)產(chǎn)生深遠而積極的影響。

東旭光電與下游新能源產(chǎn)業(yè)公司合作將產(chǎn)生積極而深遠的影響。隨著深入合作，東旭光電將與下游新能源企業(yè)形成更緊密的產(chǎn)業(yè)共同體，推進中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展及下游新能源汽車產(chǎn)業(yè)的共同成長。

無獨有偶，2月4日，國軒高科發(fā)布公告稱，公司與中國航天萬源國際（集團）有限公司（以下簡稱航天萬源）及唐山市路北區(qū)人民政府在河北省唐山市投資建設(shè)動力電池項目達成合作協(xié)議，并于2016 年2 月3 日簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》。

根據(jù)協(xié)議，國軒高科將與航天萬源在唐山市成立合資公司航天國軒（唐山）新能源科技有限公司。國軒高科持有51%股份，航天萬源持有49%股份。

合資公司主要從事動力電池的研發(fā)與制造，石墨烯材料的研發(fā)與應(yīng)用，以及儲能產(chǎn)品在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用與推廣。其中，動力電池項目總體產(chǎn)能規(guī)劃為10 億Ah，總投資30 億元人民幣。 其中一期產(chǎn)能3 億Ah，預計投資10 億元。

合肥國軒表示，雙方將在風力及光伏發(fā)電儲能產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用方面展開深度合作， 將航天萬源在風電機組設(shè)備研發(fā)與制造、風電場建設(shè)和運營方面的優(yōu)勢，與國軒高科在動力鋰電池的先進技術(shù)和梯次利用的行業(yè)經(jīng)驗進行有效結(jié)合，將優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于風光互補儲能系統(tǒng)、通訊基站及UPS 等多個領(lǐng)域。

同時，雙方將聯(lián)合發(fā)展具有市場潛力的石墨烯材料及應(yīng)用技術(shù)，以市場需求為牽引，聚焦石墨烯在動力電池上的應(yīng)用，搭建更寬廣的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和創(chuàng)新平臺，拓展新能源汽車市場，為聯(lián)合共贏打下基礎(chǔ)。

依托雙方各自在軍工領(lǐng)域和新能源動力電池領(lǐng)域的行業(yè)優(yōu)勢，合資公司將加強軍工儲能產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，重點是推動動力電池在軍工車輛和艦艇上的應(yīng)用。

此外，協(xié)議還規(guī)定，雙方先期將重點推進與華晨金杯及長安汽車在新能源汽車整車平臺的合作，在純電動物流車、運輸車、出租車及專用車的產(chǎn)品開發(fā)、電池配套、市場開拓、資本合作等方面強強聯(lián)合。

國軒高科稱，航天萬源作為中國少數(shù)擁有頂尖科技研發(fā)能力及資源并能成功商業(yè)化的高增長的中央企業(yè)，與全國主要省份及國內(nèi)主流汽車企業(yè)保持著良好的合作關(guān)系，國軒高科通過與其結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，實現(xiàn)強強聯(lián)合，必將對公司的技術(shù)進步和可持續(xù)發(fā)展提供重要戰(zhàn)略機遇，并對公司未來業(yè)績產(chǎn)生積極影響。

對于雙方成立合資公司，合肥國軒表示，將推動公司在動力電池、石墨烯材料、風電儲能產(chǎn)品及軍工產(chǎn)品等方面的研發(fā)與應(yīng)用，同時通過與整車企業(yè)在產(chǎn)業(yè)整合等方面開展戰(zhàn)略合作，有利于公司業(yè)務(wù)向產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸，拓展市場空間，擴充產(chǎn)品種類，增強公司整體競爭力，為實現(xiàn)跨越式發(fā)展打下堅定基礎(chǔ)。

三元電池迎來重大轉(zhuǎn)折

6月20日，工信部公示了第四批符合《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)目錄。該目錄是工信部繼2015年11月、12月和2016年4月公示三批的共計25家電池企業(yè)之后，第四次公布進入目錄的企業(yè)名單。31家單體企業(yè)和1家系統(tǒng)企業(yè)入選。日韓企業(yè)未進入“第四批”目錄，但國產(chǎn)企業(yè)進入數(shù)量超過預期。

據(jù)統(tǒng)計，第四批企業(yè)目錄中主營業(yè)務(wù)為三元電池的企業(yè)達21家，占比高達68%。業(yè)內(nèi)給出的分析認為，這一信號具有風向標的意義，說明政策層面并沒有厚此薄彼，存在壓制三元動力電池的意思，這讓三元電池企業(yè)吃了一顆定心丸。

國內(nèi)動力電池主要為磷酸鐵鋰電池和三元理電池。今年年初，工信部表示暫停將三元鋰電池客車列入《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》，此舉一度在整個業(yè)內(nèi)引發(fā)巨震。受此影響，此前已有不少三元電池企業(yè)的運營陷入停滯。

工信部提出暫停的原因在于，雖然三元鋰電池被認為是未來鋰電池的重要發(fā)展方向，但是在與磷酸鐵鋰電池同樣的成組條件下，同樣的過沖、過熱、過放的不利環(huán)境，三元電池更容易發(fā)生熱失控，反應(yīng)也更為激烈。

相比較而言，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)在客車領(lǐng)域積累了更多的經(jīng)驗和教訓，更成熟，安全性要高?？墒?，磷酸鐵鋰電池在高能量密度、標準電壓、電芯占空間、長壽命等方面又遠不如三元鋰電池。作為電動車的“心臟”，動力電池的續(xù)航能力也是非常重要的一點。三元電池的續(xù)航里程和儲能強于傳統(tǒng)鋰電池，鋰電池每月衰減3%的電量，而三元電池反復使用后每月衰減力度僅為1%至2%。

目前，國內(nèi)外主流車企已經(jīng)轉(zhuǎn)向三元動力電池領(lǐng)域，國際車企如豐田、大眾、福特、寶馬、特斯拉，以及國內(nèi)企業(yè)如北汽新能源、東風日產(chǎn)、吉利、江淮、眾泰、奇瑞、華晨寶馬等，這些企業(yè)構(gòu)成的強大強陣營，正在使三元電池技術(shù)路線出現(xiàn)一邊倒的局面。尤其是松下、三星SDI、LGC等主流電池企業(yè)也都將三元作為其動力領(lǐng)域的技術(shù)路線選擇，更為其給出了有力的備注。

從工信部新能源汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)來看，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)已進入快速增長通道。而作為電動車必備的動力電池需求量也已水漲船高。目前，三元材料較多應(yīng)用在乘用車領(lǐng)域，作為三元電池的主要需求端，多款車型在政策支持力度不斷提升的同時，對國內(nèi)三元材料的需求也在快速增長。

此前，科技部發(fā)布的《國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項實施方案》明確表示，轎車動力電池到2020年單體電池指標達到350Wh，系統(tǒng)達到250Wh以上。中泰證券研報預計，到2020年，車用三元材料將達20萬噸，年均增速將達到54%。工信部預測，2018年三元電池的出貨量有望首超鋰電池，成為續(xù)航電池的主流材料。三元電池產(chǎn)業(yè)有望迎來加速增長，進一步占領(lǐng)動力電池的市場份額。

作為國內(nèi)新能源汽車老大的比亞迪，擁有全球最大動力電池生產(chǎn)基地，2015年在全球電池業(yè)市場份額排名僅次于日本松下，但是比亞迪一直是磷酸鐵鋰電池的“守護者”。某種程度上可以說，比亞迪能穩(wěn)坐國內(nèi)新能源車銷量冠軍寶座，與其能夠掌握新能源電池生產(chǎn)的核心技術(shù)和主動權(quán)，二者密不可分。然而，未來電池技術(shù)風向的轉(zhuǎn)變以及國內(nèi)政策的傾斜，將會給比亞迪帶來非常不利的影響。

不過，國內(nèi)在三元電池技術(shù)上仍然存在諸多攻關(guān)難點。全國政協(xié)常委、清華大學教授、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高強調(diào)，在邁向高比能量鋰離子電池的過程中，機遇挑戰(zhàn)并存，能量比越高，挑戰(zhàn)越大。“中國必須進一步重視安全性，在安全性、耐久性、動力性三個問題中，最核心的是安全性問題”。