新能源汽车动力电池技术路线与市场应用

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1、新能源汽车动力电池技术路线与市场应用联合卡车新能源项目组2017年6月报告摘要：我国从2001年开始，经过10多年的发展，新能源汽车动力电池技术路线已呈多样化发展态势，其主流技术路线为磷酸铁锂电池和三元锂电池。锰酸锂电池和钛酸锂电池作为非主流技术路线仅应用于特定领域。磷酸铁锂电池发展较早，技术成熟、安全性高、电池系统成本相对低廉，在乘用车和商用车领域（尤其是大中型客车）应用广泛。但由于电池能量密度的提升已至极限，正逐渐被三元材料的锂电池取代。三元材料锂电池（是指正极材料使用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2），负极是石墨的锂电池。三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐

2、为原料，里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。）能量密度高，循环性能好于正常钴酸锂。目前，随着配方的不断改进和结构完善，电池的标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。未来正全面取代磷酸铁锂电池在乘用车领域的配套应用，并逐渐向商用车（重点为城市物流车、市政作业车等中小型专用车及货车）领域渗透，挤占磷酸铁锂电池的市场份额。钛酸锂电池因其具有的快速充电性、使用寿命长、良好的低温启动性和安全性高等特点，在市场上的应用主要以公交领域、短途物流配送、市政作业等固定线路运输为主。此外在储能市场及相关工业领域也有应用。从2015年始，动力电池技术路线的争论一直没有停歇，从而

3、形成多种技术路线并行实施的局面，从政策层面看，国家并未明确表态侧重何种动力电池技术路线，但高能量密度低成本动力电池已成为重点发展方向。每类电池都有优缺点，没有最佳，只有更佳，关键是找到合适的市场定位，不同的品质、不同的规格适应不同的需要。对于电厂家来说，不断提高产品性能、可靠性、寿命，不断降低成本，这样才能在市场上立足。每一类电池都有其合适的应用市场。比如乘用车的电池重量和体积都受很大限制，对续航里程有更高的要求，所以适合用密度能量高的材料（如三元锂电池）；客车、长距离物流车对电池重量体积要求不那么突出，价钱便宜、可用性高、寿命长的电池就是很好的选择（如磷酸铁锂电池）；对于有固定

4、路线的公交系统而言，更适合采用充电速度快、循环充放电次数高的钛酸锂电池。发展高能量密度动力电池体系已经成为国际主流趋势。三星、LG和松下则早已将三元材料作为主攻方向。近两年不少整车厂和零部件巨头也意识到电池的巨大发展前景，通过入股或收购的方式在电池领域进行布局。目录一、动力电池技术路线对比分析二、动力电池产业格局与市场应用三、新能源汽车政策引导一、动力电池技术路线对比分析—新能源汽车动力锂电池种类锂离子电池可分为磷酸铁锂、三元锂（即镍钴锰酸锂）、钴酸锂、镍酸锂、钛酸锂、锰酸锂等多种类型。目前在国内市场上的新能源汽车车主要采用磷酸铁锂电池和三元锂电池，而随着银隆新能源的强势崛

5、起和珠海格力进军汽车产业，钛酸锂电池在其公司产品的应用也引起行业新的关注。—动力电池技术路线“唯一”技术路线未确定，多种技术路线并行实施锂离子电池按照正极材料体系的不同可以分为磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、镍酸锂等多种技术路线，动力锂电池一般按正极材料体系来划分。按负极材料的不同可以分为碳系、钛酸锂动力电池等。碳系仍为目前的主流路线。一、动力电池技术路线对比分析—动力电池技术路线“唯一”技术路线尚未确定，多种技术路线并行实施目前，锂离子动力电池大多使用磷酸铁锂、锰酸锂与碳负极复配等主流技术路线。其中，中国选择磷酸铁锂安全性优异作为主流路线。磷酸铁锂有较好的循环稳定性能，成本也比

6、较低。其理论能量密度大概在160Wh/kg，几乎到达了能量密度的天花板。比如掺杂一元或者多元的离子之后，获得了更高的容量，1C放电比容量超过120mAh/g。然而材料的稳定性、安全性、材料成本、加工工艺的复杂化等一些列的问题，仍待解决。在电动乘用车领域有逐步被高能量密度的三元材料取代的趋势，虽然磷酸铁锂在安全性方面有保障。2016年年初，工信部出于对动力电池安全问题的考虑，明确表示暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录，因为三元材料动力锂离子电池与磷酸铁锂动力锂离子电池相比，存在较大的安全风险，用于客车的安全性开发和验证还不够，一旦发生事故，可能带来严重后果。综合来

7、讲，在目前形势下，动力锂电池本身技术路线尚未确定为产业的发展带来了多种可能性。【三元材料和磷酸材料的区别与对比：三元锂电池能量密度高于磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池安全性更高。正极材料比容量工作电压（V）标准电压（V）使用压实密度三元材料（523）160-1702.8-4.23.653.3磷酸铁锂145-1502.5-3.63.22.2-2.5单从材料性能上对比，三元材料具有很大的优势，特别是比容量和压实密度。磷酸铁锂克比容量理论最大值170，155基本上是磷酸铁锂的上限，目前唯一能