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《焦点访谈》 20161216 研发新材料 破解“里程焦虑”

来源:央视网2016年12月16日 20:03

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央视网消息(焦点访谈):我们长途旅行的时候都有个体会,带的干粮最好分量轻又特别能充饥。对于新能源汽车来说也是如此,电池好比新能源车的干粮,车能跑多远,关键就看电池能用多久。那是不是多装几块电池就行了呢?也不行,一来车身体积有限,二来电池自身还有份量,所以最好电池又小又轻又经用。对于中国的新能源汽车企业来说,电池恰恰是最大的困扰。怎么破解这个难题呢?

在不久前的广州国际车展上,新能源汽车的比重占到了展出车辆的13%左右,成为各界关注的热点。长期以来,“里程焦虑”让消费者对国产电动汽车“想说爱你不容易”。我国大多数国产电动车续航里程都在200公里左右,无法满足消费者的日常需求。

然而,深圳比亚迪公司的2016款E6纯电动车,续航里程超过了400公里,已经可以和受到全球消费者热捧的特斯拉相媲美。那么,E6是如何做到这么长的续航里程的呢?

目前,深圳、香港等地的很大一部分出租车使用的就是比亚迪E6。作为新能源汽车的龙头企业,比亚迪具有天生的优势。业内人都知道:动力电池是电动汽车的心脏。从2003年开始,做电池起家的比亚迪就开始研究,怎么把电池装到汽车上面去。比亚迪每一辆电动汽车,都是整车设计人员和电池研发人员反复沟通磨合的结果。这种在研发过程中贯穿始终的紧密合作,是比亚迪电动车成功的关键。

2015年,比亚迪新能源车全球市场占有率约为11%,如今,比亚迪已经超过特斯拉,成为全球销量最大的新能源汽车厂商。然而,在全国范围内来看,和传统的燃油汽车相比,我国自主研发的新能源汽车的表现并不那么尽如人意。据统计,2016年,我国新能源汽车在北京的新车市场占有率为6.2%,在不限购地区的占有率仅为0.1%。之所以出现这样的现状,一方面是因为我国电动车续航里程普遍较低;另一方面,是因为电动汽车的购买和使用成本居高不下。以比亚迪E6为例,官方指导价为30万元左右,加上国家和地方的财政补贴,消费者也要18万元才能买到。目前,我国新能源汽车补贴政策正在实行退坡机制,补贴力度逐年减小,因此降低成本,减少对国家补贴政策的依赖,成为国内电动汽车行业最大的挑战。

一方面要努力提高续航里程,一方面要不断降低电动汽车的成本,这成为国内电动汽车行业面临的两大挑战。而解决这两大问题的关键,就在于动力电池所使用的材料。材料的能量密度越高,能储存的电量就越多,电动汽车的续航里程也就越长,成本也就随之降低。例如,美国生产的特斯拉使用的是镍钴铝三元材料,能量密度在230Wh/kg左右,而我国目前90%以上的电动汽车使用的都是磷酸铁锂材料,能量密度最大只能达到140Wh/kg。例如,一辆电动车要做到400公里的续航里程,使用磷酸铁锂材料,大概需要装600公斤的电池,而使用特斯拉的三元材料电池,大概只需要400公斤左右。电池能量密度低带来的问题是,为了追求更长的续航里程,必须多装电池,而多装了电池,又会加重车身重量,行驶过程中耗电量加大,造成使用成本增加。

近期,工信部即将出台《促进汽车动力电池产业发展的指导意见》,到2020年,动力电池单体比能量要做到350Wh/kg,而目前我国绝大部分动力电池的比能量是140Wh/kg左右,特斯拉使用的动力电池比能量是230Wh/kg左右,如果我国能在2020年实现350Wh/kg的目标,对我国的新能源汽车行业具有非比寻常的意义。

要实现这样的目标,就意味着使用高能量密度的三元材料作为动力电池,成为新能源汽车行业的必然选择。然而,由于磷酸铁锂电池安全性好,三元材料安全性较低,我国此前制定的技术路线是,优先发展磷酸铁锂电池,等市场上对电动汽车有了一定接受度以后,再发展三元材料电池。因此,国内相关企业对于高镍三元材料的研发起步较晚,技术成熟度相对较低。目前,能够量产上市的三元材料电池汽车极为有限。可以说,用三年的时间实现电池能量密度从140Wh/kg到350Wh/kg的跨越,对整个行业都是一个不小的挑战,首当其冲的就是电池材料企业。

据了解,比亚迪目前正在研发三元材料的动力电池,预计两年内会有三元材料的电动汽车上市。在研发过程中,他们需要与上游的材料企业贝特瑞公司保持紧密联系。深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司是比亚迪重要的合作伙伴,这里研发并生产动力电池所需的各种材料,除了比亚迪,韩国的三星、LG、日本的松下等企业都从这里采购电池材料。

这种黑色的粉末就是一种镍钴铝三元材料,对贝特瑞公司来说,生产高品质的镍钴铝三元材料已经不是什么高科技难题,镍钴铝三元材料不仅在研发上已经取得成功,今年更是已经达到了可以量产的水平。虽然目前,国内各大材料企业也在紧锣密鼓地研发高镍三元材料,但真正能够实现量产规模的,还是凤毛麟角。

2010年贝特瑞投资近亿元成立了新能源技术研究院,提升自主研发和创新能力。采用与三星、松下等国际大客户共同开发的模式,来实现产品的创新。正是因为与国际客户的紧密合作,贝特瑞在技术上紧跟国际步伐,成为了国内材料企业的领头羊。在国家提出2020年能量密度的战略目标时,贝特瑞已经做好了准备。特斯拉使用的是日本松下生产的高镍三元材料电池,而贝特瑞正是松下重要的供货商之一。

可以说,目前的新能源材料行业就像是一场技术创新大赛,贝特瑞这几年始终保持了比国内同行快半步的节奏。在电池材料中,原始材料的核心资源比如石墨的产地主要集中在我国,然而,很长一段时间以来,我国的原始材料都是以极低的价格出口到日韩等国家,经过加工提纯等工艺后,再以高于原料价格数十倍甚至上百倍的价格进口回来。

从2000年成立之初,贝特瑞就开始研发具有科技含量的深加工成品材料,并试图把这些成品材料卖到国外去。当时,全球顶尖的电池制造商都集中在日本和韩国,他们的全球市场占有量在70%以上。贝特瑞要想发展壮大,必须拿下这些国际客户,最开始,韩国三星成为他们的突破口。在08年之前,三星从未考虑过从中国进口深加工的成品材料,然而08年金融危机时,他们不得不开始寻找价格相对低廉但又能保证品质的电池材料。

在与三星合作的第一年,贝特瑞在痛苦的磨合中飞速地成长。在新能源材料领域,贝特瑞拥有100多项发明专利,并打破了国外企业在锂电池负极材料上的垄断,实现了负极材料市场占有率全球第一的跨越。这几年,贝特瑞陆续拿到了三星、LG、松下、索尼等企业颁发的品质金奖,其中,松下和三星都是第一次把品质金奖颁发给中国的材料企业。

然而,从电动汽车整个产业链来看,虽然我国的材料技术已经达到了国际领先水平,但在动力电池制造以及电池系统集成等方面,还跟国际顶尖企业有一定差距。要真正实现2020年350Wh/kg的目标,可以说是任重而道远,需要相关企业的共同努力和不断创新,才有可能真正实现。

新能源汽车是个新兴产业,但是产业健康发展也一样要降成本、补短板,降低生产成本,补上技术短板。目前,我国能够掌握三元材料动力电池核心技术的企业并不多。有数据统计,2015年至今,我国在动力电池领域的新增投资额超过1000亿元,动力电池企业的数量也从2014年底的50家左右快速飙升到2016年的接近150家,增长到原来的近3倍。巨大的增速之下蕴藏着低端产能过剩的风险,正基于此,工信部提升了产业标准,加大了技术创新的难度。那些技术水平低端落后的企业,将被市场淘汰,而具有核心技术的企业将在大洗牌中生存下来,并成就中国品牌。


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来源:央视网

更新时间:2016年12月16日 20:03

视频简介:本期节目主要内容: 对于新能源汽车来说,电池好比新能源车的干粮,车能跑多远,关键就看电池能用多久。然而,对于中国的新能源汽车企业来说,电池恰恰是最大的困扰。怎么破解这个难题?记者在新理念新品牌调研行活动中,调查了我国新能源汽车产业链,发现一些国产新能源车企和新材料电池企业正加大自主创新的研发力度,攻克电池难关,取得初步成效。(《焦点访谈》 20161216 研发新材料 破解“里程焦虑”)