智库说 | 董扬:锂电池太瓦时是如何炼成的

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1.中国动力电池产业在过去的十几年里取得了举世瞩目的辉煌成就,进入了太瓦时时代。

2.产业技术的发展得益于市场的快速发展和技术的不断迭代,同时我国优越的体制机制和政策支持也发挥了重要作用。

3.通过大量细致深入的研究和开发工作,我国在电池正极材料、负极材料、电芯制造等方面取得了领先世界的先进水平。

4.此外,市场在产业发展过程中起到了自我调节作用,使得前十家的市场集中度已达到90%以上。

5.未来,我国动力电池产业应积极走向世界,保持领先地位,为实现全球命运共同体的重要实践和大国担当做出贡献。

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回顾十几年我国动力电池产业产业化发展历程的四点感受。


文 | 董扬

根据中国汽车动力电池产业创新联盟的统计,包括全部车用动力电池和大部分储能电池,2024年,我国共产销锂离子电池1096.8GWh和1039.5GWh,我国锂电池进入了太瓦时时代。这是举世瞩目的辉煌成就,回顾这十多年的车用动力电池产业化进程,不禁令人感慨万分!现录出几次笔者记忆深刻而结果始料未及的事情:
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董扬 
记得2011年底,笔者随广汽考察团去韩国三大动力电池企业考察学习,深感差距巨大。彼时,韩国三大企业都已建立三元锂电池技术体系,正极材料体系532、622、811,负极用石墨并准备掺硅,对固态电解质开展预研,生产工艺成熟并建立可装车五万辆份的中试线,每家有上千人的电化学工程师团队。而我国的头部电池企业,主要生产笔记本电脑和手机电池,对三元锂电池和磷酸铁锂电池的研发刚刚开始,电化学是冷门专业,各家的队伍也很小,还有电池生产线制造设备主要靠日本和韩国进口。当时笔者悲观地估计,20年时间都不一定追得上。而结果是,10年追上世界水平,15年达到世界领先。
记得2014年随国务院主管领导在全国进行调研时,王传福同志极力鼓吹磷酸铁锂电池,讲该电池中国有优势,更适合中国国情,并断言可以成为汽车用动力电池的主力技术路线。笔者当时并不相信,但现在已成为产业现实。
记得在2015年左右,笔者参与制定车用动力电池白名单,主要目的是,在安全要求更高的大客车上使用安全性能更好的磷酸铁锂电池,无须讳言,也有适当保护中国车用动力电池企业的意图。但时过境迁,中国动力电池产业已领先于世界,现在头部的动力电池企业已完全不需要保护。
十几年过去,弹指一挥间,我国动力电池产业已领先于世界。产销量占世界一半以上,技术水平领先于世界,建成了全世界最强大、最完整的产业链,制造工艺水平和生产装备也成为世界一流。支撑我国新能源汽车领先于世界,也是我国作为发展中国家,能够实现双碳目标的重要支撑。全行业应该为之而骄傲!感谢全行业干部职工、科学家、技术人员的辛勤努力和无私奉献,感谢我国有利于产业创新的体制机制,感谢全国人民的包容和支持!
回顾十几年我国动力电池产业产业化的发展历程,笔者有几点深刻的感受,与业界同仁分享:
第一,市场发展是产业技术进步的最主要动力。主要有四点:一是市场发展快,技术迭代快。前十年大概我国动力电池产品两年换一代,而日韩是五年换一代,所以,我国动力电池得以迅速技术进步,达到世界先进水平。二是我国一张蓝图绘到底,优越的体制机制促进市场迅速发展,好的市场前景吸引了资本和地方政府的投入,靠市场的力量解决了产业发展最重要的资本问题。三是大市场意味着大投入,吸引和培养了大量人才,靠产业实践解决了人才不足和技术积累不够的问题。四是市场有很强的自我调节功能。一开始有上百家企业都做车用动力电池,全行业都担心散小乱的问题,结果是市场很快收敛,前十家的市场集中度已达到90%以上。前两年比较突出的产能过剩问题,去年也有明显改善。
第二,在产业和产品发展实践过程中,我们开展了大量的、细微的、先进的研究、开发、试验工作,我们的先进水平是干出来的。比如在材料配方中的磷酸铁锂、富锂锰基、磷酸锰铁锂、无钴材料等正极材料的研究,负极材料中的掺硅技术、人造石墨连续制造技术,电芯制造中的叠片技术、激光切割技术,提高动力电池容积率和安全的技术,都已经领先于世界。前几年到日韩的先进电池制造企业去学习考察,能感觉到他们有很强的技术积淀,但后几年去,已明显感觉到他们在先进技术的研究应用方面,不如我国头部企业。
第三,在产业发展过程中,会在市场的引导下,产生当初始料未及的技术解决方案。比如新能源汽车的续驶里程问题。产业发展初期,主要依托于油改电的实践,笔者曾认为,动力电池电芯的能量密度需要达到350wh/kg以上。但产业发展实践证明,影响新能源汽车续航里程主要是体积能量比而不是重量能量比,所以在我国率先开发新能源汽车的专用底盘之后,容纳电池的空间大幅增加,续驶里程问题得以圆满解决。不仅能量密度为300wh/kg的三元锂电池可以满足,连能量密度为200wh/kg的磷酸铁锂电池也可以用得很好。再比如动力电池的安全问题。我们在努力做到电芯本安全的同时,在电池包上全面采用液冷温控技术、电热分离技术,在车辆行驶和充电过程中,采取全过程安全管理,全面保障了新能源汽车的安全。
第四,先进产业与落后产业研究开发工作的思路迥异。落后产业面临的问题是方向明确而实力有限,所以要优先考虑学习或引进国外同行的已有技术和经验,开展自主研究开发工作,也要选择投入少、困难小而收获大的技术路线,以求用有限的投入一举突破,缩小与国外的差距,进而进入先进行列。而先进产业则不同,首先要探索多种技术发展方向,正如任正非所讲,进入了无人区,无人指路,需要自己探索。其次,保持先进要用比落后追赶先进更多的人力财力物力投入,要卡位所有可能被别人超越的技术路线。再次,只有这样坚持大投入、多方向的研究实验,才能积累经验,形成技术壁垒,形成保持先进地位的实力。还有,保持先进需要有基础研究做支撑,希望国家继续支持对先进电池和电池基础技术的研究,也希望电池头部企业,积极支持高等院校和科研院所的研究工作。
潮平两岸阔,风正一帆悬。我国动力电池产业已成为新能源汽车发展和能源革命的重要支撑。下一步,我们应该积极走向世界。动力电池产业走向世界,肯定会有一定程度的技术外溢,但绝对不会影响我国的领先地位。而且,这也是实现全球命运共同体的重要实践,是我国应有的大国担当。

附:中国汽车三十人智库专家成员(排名不分先后)
付于武 中国汽车工程学会名誉理事长
王秉刚  国家电动乘用车技术创新联盟技术委员会主任
安庆衡 中国汽车工业咨询委员会主任、原北汽集团董事长
左延安 前江淮汽车董事长
赵福全 清华大学汽车产业与技术战略研究院院长
董   扬 中国汽车动力电池产业创新联盟理事长、中国电动车百人会副理事长、中国汽车芯片产业创新战略联盟联席理事长、德载厚资本董事长
沈进军 中国汽车流通协会会长
赵   英 中国社科院工业经济研究所研究员
陈玉东 博世集团董事会中国事务顾问、资深汽车专家
林   雷 大钲资本合伙人、董事总经理
梅松林 汽车行业资深分析师
何   仑 网通社汽车研究院院长
钟   师 资深汽车媒体人
张君毅 奥纬咨询董事合伙人、亚太区汽车与工业品业务负责人
刘小稚 亚仕龙科技有限公司创始人兼CEO、FISITA中国大使
徐向阳 北京航空航天大学教授、国家乘用车自动变速器工程技术研究中心常务副主任
蔡   蔚 教育部汽车电子驱动控制与系统集成工程研究中心首席科学家、哈尔滨理工大学头雁教授、精进电动创始人
吴松泉 中国汽车技术研究中心资深首席专家
施雪松 腾讯车联副总裁、南京隼眼电子科技有限公司CEO
顾剑民 法雷奥集团中国区CTO
崔东树 全国乘用车市场信息联席会秘书长
郑   赟  罗兰贝格管理咨询公司全球高级合伙人
杨殿阁 清华大学学科办主任、车辆与运载学院首任院长
徐大全 博世(中国)投资有限公司总裁
朱西产 同济大学汽车学院教授、博士生导师、汽车安全技术研究所所长
原诚寅 国家新能源汽车技术创新中心总经理、中国汽车芯片产业创新联盟秘书长
金伟华 华登国际风险投资合伙人
余   宁 众擎资本管理合伙人