自從新能源車補貼與能量密度直接掛鉤后，提升動力電池能量密度就成為動力電池企業贏得市場的重要“籌碼”。基于此，國內知名動力電池企業不斷加大研發投入，通過改變技術路線，改進正、負極材料、隔膜、電解液等原材料體系，優化PACK結構等，希望在最短時間內最大限度地提升動力電池的能量密度。

成效是顯著的，短短半年時間國內新能源汽車能量密度已實現質的飛躍。在以磷酸鐵鋰為主導的純電動客車領域，政策規定能量密度達到115wh/kg即可拿1.2倍補貼，據統計首批推薦目錄能拿到1.2倍補貼的車型僅1款，第二批猛增至55款，第三批達119款，第四批為162款，第五批是95款，占比分別是0.5%、27%、36%、72%、64%。

新能源客車電池能量密度大幅提升

而在以三元電池為主的乘用車領域，能量密度達到120wh/kg即可拿1.1倍補貼。首批目錄僅7款車上榜，第二批為4款，第三批為18款，第四批為29款，第五批為16款，雖然數量有起伏，但是占比正穩步提升，分別為10%、11%、47%、39%、59%。此外，值得注意的是有部分車型的能量密度已突破150wh/kg。

按照此前發布的動力電池能量密度的路線圖，到2020年動力電池單體能量密度要大于300Wh/kg，系統能量密度爭取達到260Wh/kg。科技部部長萬鋼表示，“自2010年大規模牽頭發展電動汽車以來，每隔四年左右，電動汽車電池能量密度就能夠提高一倍，成本下降大約50%”。截至2020年底，恰好還有4年時間。

2030年電池能量密度要做到300wh/kg

實現可完成“小目標”

首富王健林有句很經典的話，“先給自己定一個可以完成的小目標，比方說我先掙他一個億。”現如今，諸多電池企業都將實現300wh/kg作為自己可以實現的“小目標”，包括比亞迪、國軒高科、寧德時代、天津力神、比克電池等國內知名的電池企業，紛紛公布了完成這個“小目標”的時間節點。

王健林的“小目標”為人津津樂道

如比亞迪方面稱，自家三元電池體系規劃在2018年做到240Wh/kg，到2020年大概做到300Wh/kg。電池正極采用高鎳三元材料，負極采用氧化亞硅或納米硅；寧德時代也透露2016年電池能量密度已可做到200-250Wh/kg，“十三五”期間希望實現350Wh/kg目標，材料體系為高鎳三元/硅碳材料。

此外，國軒高科2017年新三元電池能量密度目標為200wh/kg，同樣2020年的能量密度目標是300-350Wh/kg，采用高鎳三元正極材料，硅基負極材料；比克電池18650圓柱第四代產品（3.0Ah）普遍可以達到220-230Wh/kg，2017年第五代產品（3.6Ah）的能量密度預計可以達到250Wh/kg，2020年達到300wh/kg。

從上述公開的信息可以看到，國內各大電池企業不僅需要達成的“小目標”相同，就連選擇的技術路線也是驚人的相似。大致可以歸納為：選擇三元電池路線；正極材料采用高鎳三元或者富鋰錳基材料；負極材料則采用硅基材料；電解液選擇高壓電解液；隔膜主要選擇以PP、PE為主，外加陶瓷涂層。

其實不難看出，上述技術路線與材料體系與日本電池企業如出一轍。此前特斯拉選用的是松下的18650三元電池，其能量密度可以做到252wh/kg，相比國內電池能量密度優勢很明顯。而事實也證明，特斯拉使用松下的18650電池，在續航里程上領先于對手，這也使得特斯拉取得了不錯的成績。

特斯拉采用的松下18650電池

不過，與國內電池企業“模仿”相比較，以特斯拉、三星SDI為代表的國外企業，則力爭在電池路線上推陳出新，以求獲得更高的能量密度。如特斯拉在今年的投資者見面會上宣布，其與松下聯合研發的新型2170電池開始量產，并強調這是目前可量產電池中能量密度最高且成本最低的電池。

據了解，特斯拉與松下合作生產的2170電池，能量密度在300Wh/kg左右，比其原來使用的18650電池系統的250Wh/kg約提高20%。這也意味著，采用2170電池后，同等條件下所需電池的數量可減少約1/5，這將帶來整個Pack內部金屬連接件數量的減少，實現特斯拉輕量化的目標，同時可降低約10%的成本。

不甘落后，三星SDI也在北美地區2017國際汽車展（NAIAS）上確認，已經成功開發出改進后的21700圓柱形電池，其在電池模塊，在能量密度、功率輸出和性能表現方面取得了很大進步，能夠為電動車提供600公里的續航里程。而且，新電池擁有的“快速充電”能力僅充電20分鐘，便可充滿80%的電量。

此外值得一提的是，近期特斯拉提交的與金屬空氣電池相關的專利獲得通過。該專利重點在于“一種充電的金屬空氣，在環境氧濃度低于預設濃度時，能夠保持最高速率，從而最大限度減少在充電周期產生氧的風險。而鋰空氣電池、鋰硫電池、固態電池被看作是2030年實現500wh/kg能量密度目標的技術路線。

無獨有偶，日本國家材料科學研究院也宣布，已經成功開發出能量密度非常高的“鋰空氣電池”。據該組織介紹，該電池使用碳納米管作為空氣電極材料，通過電極結構優化可以實現很高的能量密度，是普通鋰電池的15倍之多。相較于當前新能源車普遍200公里的續航里程，該電池可輕松提升續航里程至2000公里以上。

安全性問題待解決

在政策推動之下，當前動力電池行業有關能量密度的競技賽正越演越烈。對于國內的動力電池企業來說，大家正朝著300wh/kg的“小目標”穩步前進。從目前情況來看，2020年要實現300wh/kg的目標基本上是可行的。那么問題來了，實現了這個“小目標”，就能用在新能源車上嗎？答案是否定的。

眾所周知，汽車動力電池是系統的工程，能量密度只是其中的一個重要條件，其他性能如充放電倍率、循環壽命、功率、安全性等也是至關重要的。從國內電池企業公布的技術路線來看，實現“小目標”的途徑基本上是通過三元電池來實現。而時至今日，衡量三元電池最重要的安全性問題始終沒有得到很好的解決。

舉個例子，特斯拉使用的是松下的18650電池。業內普遍認為，松下提供的18650電池在能量密度和安全性上是行業的‘標桿’，而特斯拉也被稱作是電池管理系統方面的“專家”。按道理說如此強強聯合，不會有太多安全性方面的問題，但事實卻并非如此，特斯拉起火燃燒的事件始終不斷。

6月11日凌晨，山東省日照市一輛特斯拉撞擊護欄后發生火災，這起事故比國外的多起特斯拉起火事故都要嚴重，整臺車已經嚴重燒毀，無法辨識，并且電芯散落一地，說明車輛當時受到撞擊的力度和起火后的火勢都非常兇猛。從已經燒毀的骨架來看，應該是一臺四驅版的特斯拉Model X。

燒成廢鐵的特斯拉Model X

今年2月份，同樣是特斯拉Model X在沈海高速發生碰撞后起火。車主透露，車輛很快濃煙滾滾，繼而火光沖天，伴隨不少于四次爆炸聲。事故發生后，周圍車輛司機拿出滅火器滅火沒有任何效果，很快3噸重的SUV被燒成堆廢鐵。試問跟特斯拉相比，國內有幾家車企的電池管理系統技術能與之匹敵。

萬鋼表示，電池能量密度和安全性是相輔相成的兩個要素，電動汽車無論是本身電安全還是駕駛安全等都必須充分考慮到。未來自動駕駛汽車必然會實現在電動汽車上面，這是最好的載體。電動汽車首要解決的問題就是安全，只有這樣電動汽車才會比傳統燃油汽車更加安全、使用更加長久。

高能量密度電池意味著獲得的財政補貼更高，因此追求高能量密度是參與動力電池市場競爭企業的終極目標。“在當前充電設施不完善，續航里程焦慮的情況下，追求能量密度的最大化情有可原。然而，一味的追求能量密度，忽略電池的安全性只會導致整個行業軌道的偏離。”成都興能新材料總經理范未峰表示。

從推薦車型目錄來看，目前已有新能源客車開始使用三元電池，對行業來說這是個很有利的信號。然而新能源客車的安全性要求更高，在電池能量密度提升的同時，行業內對于高能量密度電池安全性的質疑聲，也是此起彼伏。安全性和能量密度是相輔相成的

在能量密度限制下，屆時磷酸鐵鋰退出市場，如果安全性不能保證，發生安全事故不光會給新能源車抹黑，也會導致行業對三元電池安全性的懷疑。去年三元電池就因為安全性的原因被補貼除名，難保到時候頻發的事故不會對三元電池形成致命的打擊。

業內人士認為，相關電池企業在實際生產過程中，主動研發和被動監督同樣為電池的安全性保駕護航。電池企業首先要優化電池材料及內部設計，如防燃電解液、陶瓷隔膜；其次完善電池外部設計，如加裝防爆閥等；三是提升軟件管理與控制，如加強BMS管理等。

同時，政府應加速出臺相關標準和監管制度，對出現的安全事故建立起問責制度，一旦出現安全問題，將追究當事人的責任。

國家科技部 863 計劃電動汽車重大科技專項特聘專家王秉剛曾經說過，“如果做不到高安全性，寧可把發展新能源車的腳步放緩一點。”按照目前情況來看，國內電池企業已不約而同地選擇了三元電池的路線，如果解決不了三元電池的安全性問題，能量密度提升的腳步是不是也可以適當的放緩一點。

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