观车 · 论势 || 动力电池迎来“升维”挑战

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今年的上海车展期间，动力电池企业也以大动作频频“出圈”。宁德时代发布了创新前沿电池技术——凝聚态电池，兼具高比能与高安全性能，其车规级应用版本可在今年内具备量产能力；蜂巢能源携高安全电池系统解决方案龙鳞甲电池、短刀电芯等产品亮相；欣旺达带来了最新研发成果闪充电池，支持电动汽车续驶1000公里……动力电池行业正在加剧“内卷”。　　在过去若干年，中国电池企业依靠自己的努力确立了在行业中的地位，但随着新能源汽车进入市场化驱动新阶段，新的挑战也接踵而来。例如，产能结构性过剩、现有锂电池能量密度接近理论极限、新能源汽车产业增速放缓、国际贸易壁垒增强、“双碳”战略的实施等，新一轮洗牌期或将开启。虽然中国动力电池装机量不断攀升，形势一片大好，但不少有识之士也意识到了产业繁荣背后的挑战。在前不久举行的中国电动汽车百人会论坛上，孚能科技董事长王瑀认为，动力电池从“有”到“好”是亟待解决的瓶颈问题；欣旺达副总裁梁锐指出，目前动力电池产业面临“升维”挑战；中国科学院院士孙世刚也表示，动力电池需要全方位发展，包括能量密度、功率密度、安全性、使用寿命、极端环境适用性和降低成本等方面。　　从技术角度来看，动力电池能量密度是决定新能源汽车性能和续驶里程的重要因素。当前，动力电池主要向着高比能的方向发展，但电池安全、循环寿命、工程技术等层面诸多问题还有待突破。正如孙世刚所说，当前市面上锂离子电池的能量密度已接近理论极限，而许多应用场景期待更长的续驶里程。据了解，目前主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下，三元锂电池的能量密度在200～300Wh/kg之间。从全球范围来看，美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区都将开发400～600Wh/kg锂电池作为中长期目标。在提升能量密度的技术线路中，固液混合和全固态电池是热点，尤其是全固态电池成为大众、宝马、丰田、日产等国外车企的研发重点。今年上海车展期间，宁德时代发布的凝聚态电池单体能量密度高达500Wh/kg，比当前三元锂电池的能量密度提升了将近1倍，甚至可以搭载在航空飞行领域，具有安全性高、可靠性高、循环寿命好等特点。　　另外，新能源汽车起火事故时有发生，动力电池首当其冲。孙世刚指出，新能源汽车行驶过程中，工况随时变化，电压、电流、功率速度都在变化，给电池材料等带来很多冲击，可能导致事故发生，是需要解决的问题。此外，动力电池使用寿命、低温下衰减特性等也是值得关注的问题。正如远景动力执行董事、中国区总裁赵卫军所言，自主品牌车企都在推动“品牌向上”，相应的，动力电池也要推动“品牌向上”，满足中高端车型的需求。　　除了技术本身的提升和改善外，在全球大力减排和国内“双碳”背景下，动力电池全生命周期的绿色性能也成为重要的考核指标，甚至有可能成为国内电池企业“出海”的障碍。至少欧盟对此已经设限。据了解，欧盟《新电池法》，也就是《欧盟电池与废电池法规》，不仅设定了碳足迹准入门槛，还有很多其他要求，例如供应链尽职调查、生态标签、“电池护照”等。为了推动废旧电池的回收再利用，上述法规对于电池再生材料含量也提出了具体要求。不少业内人士认为，欧盟的《新电池法》很可能会对我国动力电池产品出口造成一定程度的影响。　　不止是欧盟，美国、日本等也将陆续推出关于碳贸易的政策和制度。随着海外绿色贸易壁垒趋严，我国的动力电池要想进入国际市场，所面临的将是全生命周期碳减排的核算与要求，必须充分考量和评估这类低碳贸易制度。　　在2030年碳达峰、2060年碳中和的大背景下，我国动力电池产业迎来发展机遇的同时，也面临减碳压力。最近宁德时代已宣布“零碳”战略目标，表示将在2025年实现核心运营碳中和，2035年实现价值链碳中和。除了关注动力电池制造过程中的碳减排之外，回收环节更是重中之重。尤其是近年来动力电池出货量持续高增，一般情况下，使用5～8年后都要退役，会产生海量的退役电池。退役电池以及生产过程中产生的残次品的回收利用，关乎整个新能源汽车产业能否可持续低碳发展。当前，我国动力电池回收产业还处于起步阶段，回收背后的技术难题、数据难题、机制问题等都需要尽快推动解决，从而实现动力电池产业的绿色低碳发展。