新能源汽車的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個火熱階段，無論新興車還是傳統(tǒng)車企，無論國內(nèi)品牌還是國外品牌均在加速著新能源汽車產(chǎn)品的推出，新能源汽車的市場份額也在逐步提升。與此同時，對電池壽命、續(xù)航能力以及安全問題的擔(dān)憂也成為了眾多消費者購買新能源車的阻礙。

為此，我們邀請到了中國電子科技集團(tuán)第18研究所的新能源汽車動力電池方面專家肖成偉老師，在疫情還未得到基本控制的當(dāng)下，我們與肖成偉老師進(jìn)行了一次電話專訪，從這一次的對話中，我們對目前新能源汽車動力電池的實際情況以及發(fā)展趨勢有了頗為深入的了解，也希望能給眾多新能源購車者提供一些幫助。

問題一：新能源汽車采用的電池種類有很多，目前市場上比較常用的兩個種類是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，它們的優(yōu)缺點都非常突出，您比較看好哪一種電池的發(fā)展？

肖成偉：二者各有優(yōu)劣，針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域，均會有比較好的發(fā)展。

磷酸鐵鋰電池有更好的安全性和低的成本，缺點是能量密度存在天花板，目前最好的可達(dá)到200Wh/kg，同時低溫性能較差。三元鋰電池優(yōu)點是能量密度高，目前最高可超過300Wh/kg，低溫性能較好，缺點是由于三元材料的熱穩(wěn)定性較磷酸鐵鋰材料差，三元鋰電池的安全性較磷酸鐵鋰差，隨著高鎳三元材料的使用，電池的安全性需要重點關(guān)注和驗證。另外由于鈷的稀缺性，導(dǎo)致三元鋰電池的價格較磷酸鐵鋰電池高。

整車的續(xù)駛里程及價格等在很大程度上影響著消費者的購車選擇。從續(xù)駛里程、能耗和成本的角度分析，磷酸鐵鋰電池在經(jīng)濟型電動汽車方面預(yù)計有較大的市場份額，高端/高性能電動汽車預(yù)計以三元鋰電池為主。

如何進(jìn)一步降低電池成本是當(dāng)前新能源汽車行業(yè)關(guān)注的焦點之一。目前采用三元材料體系的鋰離子電池中，正極材料中含有鎳和鈷等貴重金屬元素，同時中國在鎳鈷資源方面匱乏，基本上以進(jìn)口為主，因此三元材料的成本占電池總成本大約在30%~45%。其中鈷占一定比例，其作為稀缺資源價格昂貴且波動較大。目前三元鋰電池發(fā)展的目標(biāo)是提高三元正極材料中鎳元素的含量，即發(fā)展高鎳材料，降低鈷元素的含量，甚至不用，這樣才能更好地將成本降下來，但隨著鎳含量的提升，材料的熱穩(wěn)定性會變差，通過元素?fù)诫s和表面包覆等方法加以改進(jìn)。

問題二：前段時間比亞迪發(fā)布了刀片電池，對此您有何見解？這是動力電池領(lǐng)域一個比較大的進(jìn)步嗎？

肖成偉：比亞迪發(fā)布的刀片電池，是磷酸鐵鋰電池，它指的是長度在400mm以上的扁平化方形結(jié)構(gòu)設(shè)計的電芯，極芯的極限長度可達(dá)2.5m，其大于傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的外形尺寸。比亞迪的刀片電池體現(xiàn)了較好的性能，如體積能量密度、安全性以及循環(huán)壽命等，都比較不錯，成本也可以控制的比較好。比亞迪的刀片磷酸鐵鋰電池還是有不少技術(shù)創(chuàng)新，比如扁平化和超長結(jié)構(gòu)疊片工藝的設(shè)計方案，高的內(nèi)容空間利用率等。裝載在比亞迪漢車型的刀片磷酸鐵鋰電池重量能量密度為166Wh/kg，體積能量密度為370Wh/L，集成后的電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)140Wh/kg，體現(xiàn)了較好的技術(shù)指標(biāo)。若電池成本有較好的控制，產(chǎn)品競爭力會很強。同時因為采用的是磷酸鐵鋰材料體系，能量密度等技術(shù)指標(biāo)的提升存在天花板。

問題三：我們國家在電池安全方面，有什么新的進(jìn)展？

肖成偉：目前對電池安全的測試，逐步從電池單體和模塊轉(zhuǎn)向電池系統(tǒng)。在動力電池安全的國家強制性標(biāo)準(zhǔn)中，除維持一部分單體的測試項目如過充、熱箱、短路等外，大部分測試項目以電池系統(tǒng)為主。

鋰離子動力電池安全性是復(fù)雜的綜合性問題，為提高電池防止熱失控的內(nèi)在能力，改善電池本質(zhì)安全，通過對正極、負(fù)極、隔膜和電解液等關(guān)鍵材料進(jìn)行改進(jìn)，如正負(fù)極材料的包覆改性、電解液添加劑、高濃度電解質(zhì)及不燃電解質(zhì)的應(yīng)用等，提高電池的抗熱失控特性，降低電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生概率。

在國家強制性標(biāo)準(zhǔn)里面，較以往的推薦性標(biāo)準(zhǔn)增加了電池系統(tǒng)熱擴散的測試項目，通過加熱或者針刺等方式觸發(fā)電池單體發(fā)生熱失控，觀察電池系統(tǒng)發(fā)生熱擴散時電池系統(tǒng)的安全性。希望不發(fā)生熱失控或者熱擴散，但電池單體發(fā)生熱失控及系統(tǒng)熱擴散時，要求電池系統(tǒng)一定時間內(nèi)不能發(fā)生著火/爆炸的現(xiàn)象，盡量降低安全事故發(fā)生時的嚴(yán)重性和對乘員的傷害，目前規(guī)定的時間是不小于五分鐘，有些企業(yè)將該時間要求提高到了半小時，甚至一小時以上，給乘員足夠長的逃生時間。

目前，我們在電池系統(tǒng)的熱失控和熱擴散控制技術(shù)方面取得了重大進(jìn)展。比如通過電池能量定向釋放技術(shù)，在發(fā)生熱擴散的情況下，電池系統(tǒng)的安全性也可以得到有效保證。

問題四：今年，因為疫情影響，全球供應(yīng)鏈吃緊，多供應(yīng)商戰(zhàn)略成為各行各業(yè)規(guī)避供應(yīng)鏈風(fēng)險的必然選擇。對于新能源車企來說，面臨同時使用多個不同品牌電芯的課題。那么，從技術(shù)角度來說，采用不同品牌的電芯組成電池包，是否可行？有沒有隱患？

肖成偉：電池包由電芯，電池管理系統(tǒng)，熱管理系統(tǒng)等組成，是一個整體，從技術(shù)角度來說，使用不同品牌的電芯進(jìn)行電池包集成完全可行，不會影響電池包的整體性能，前提是選擇的電芯性能相同。進(jìn)行電池系統(tǒng)集成的主機廠要有比較雄厚的電池包集成的技術(shù)實力，包括嚴(yán)格的供應(yīng)商評價體系、電池包技術(shù)正向研發(fā)能力，設(shè)計、制造、測試等都要遵循嚴(yán)苛的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)以及國際標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能保證產(chǎn)品品質(zhì)的安全性、可靠性和一致性。目前測試評價工作還是以新電池為主，電池包全生命周期的評價工作還是需要進(jìn)一步加強和深入，如電性能的變化以及安全可靠性等等。

問題五：在中國的汽車動力電池領(lǐng)域，除了寧德時代一家獨大，還有國軒、比克等出貨較大的品牌，此外還有近兩年快速崛起的塔菲爾、中興等品牌，這些電池生廠商的技術(shù)和工藝水平是否存在較大的差異？你認(rèn)為未來會有更多電池品牌出現(xiàn)嗎？

肖成偉：目前我們國家已經(jīng)是全球最大的車用鋰電池生產(chǎn)國，一些電池企業(yè)在技術(shù)的先進(jìn)性和工藝的成熟度上具備了很強的國際競爭力。我們國家的電池企業(yè)，尤其是現(xiàn)在新興的企業(yè)，研發(fā)生產(chǎn)電芯統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)都很高，這得益于我們國家完善的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，以及較為完善的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和管理體系。不同電池企業(yè)之間的技術(shù)路線和工藝水平雖有所差異，總體而言有一定產(chǎn)能規(guī)模的企業(yè)的電芯品質(zhì)是有保障的，譬如產(chǎn)能規(guī)模不能低于3GWh，獲得了16949體系認(rèn)證等等。

不斷提高電池的能量密度（包括體積能量密度和重量能量密度）是電動汽車發(fā)展的迫切需求，也是技術(shù)人員的永恒追求。從技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢看，三元鋰電池，尤其是采用高鎳材料的三元鋰電池，仍將是目前和今后一段時期的主流技術(shù)選擇。還是要強調(diào)一點，不論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，安全性的考核與驗證，包括新電池、使用中和使用后的電池，都要深入開展，以保證電池在全生命周期使用中的安全可靠性。

汽車電動化的趨勢不可逆轉(zhuǎn)，隨著中國新能源汽車市場的蓬勃發(fā)展，電池市場的規(guī)模也將大幅增長，加上國家政策的推動，相信未來幾年內(nèi)會涌現(xiàn)出更多的電池企業(yè)，推動我們國家電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)全球競爭力的進(jìn)一步提升。

問題六：消費者對于新能源汽車最大的擔(dān)憂一個是安全，另一個就是電池衰減問題？請問您認(rèn)為電池衰減的周期在什么樣的范圍才是合理的？

肖成偉：從理論上講，電池在使用過程中性能衰減是必然的，通常表現(xiàn)為容量的降低。電池容量的衰減大致表現(xiàn)為先快后慢，一般而言電動車使用的初期電池容量衰減的會比較快一些，之后會逐步平緩。在目前情況下，電池質(zhì)保期一般來說要求達(dá)到8年/16萬公里，從國家標(biāo)準(zhǔn)看，容量衰減20%即到了壽命終止的要求了，但在實際使用中，每個人的駕駛習(xí)慣不同，使用的方式以及環(huán)境不同，對電動汽車的續(xù)駛里程的要求和感覺也不相同，一般情況下，電池容量衰減30%左右也是可以接受的。