歐陽明高院士：動力電池歐美無法挑戰中日韓

中國電動汽車的發展即將進入第十個年頭。作為電動汽車心臟的動力電池，其產業結構出現了冰凍三尺的兩天。

2017年，全球第五大動力電池銷售商、中國第三大動力電池賣家深圳市沃特瑪電池有限公司的母公司建瑞沃能（300116.SZ）于4月初拖欠債務20億元，債務總額達221.38億元。此外，許多中小型動力電池企業在成本壓力下紛紛倒閉。另一方面，2017年全球動力電池銷量排名第一的當代安培科技有限公司新能源科技有限公司有限公司（以下簡稱CATL）于4月初成功召開會議，估值超過1300億元。除了內部的洗牌，在日韓企業集團實力雄厚的全球市場上，中國新能源汽車的競爭力如何？有機會在彎道超車嗎？近日，中國科學院院士、中國電動汽車百人會常務副主任委員高歐陽明接受《財經》記者專訪時表示，中國電動汽車的技術底線已經形成。有一種磷酸鐵鋰電池來保證底部，還有新一代鋰離子動力電池。中國對動力電池的進攻與防御《財經》：中國動力電池的發展路線是什么？高歐陽明：“十一五”發展了磷酸亞鐵鋰正離子電池，“十二五”發展了三元正離子電池；“十三五”發展了高鎳三元正極和硅碳負極的鋰離子電池。《財經》：我國磷酸鐵鋰電池的研究是否成熟？與磷酸亞鐵鋰相比，三元鋰電池有哪些優點和缺點？高歐陽明：磷酸鐵鋰電池是電動汽車革命的技術底線。盡管比容量低于三元鋰電池，但磷酸鐵鋰電池技術成熟、材料豐富、成本可控、安全性高。目前，先進的磷酸鐵鋰電池在騰勢電動車上實現了500公里的連續行駛里程，兼顧了安全性和經濟性。磷酸亞鐵鋰和三元鋰是不同的鋰電池正極材料。三元鋰電池已經實現了更高的比能，但仍存在安全性、原材料成本和使用壽命等問題。技術門檻的提高是為了鼓勵技術進步，對鋰離子電池的安全要求也更高。《財經》：三元鋰電池目前被認為是一種主流的動力電池路線。許多企業轉向能量密度更高、技術更復雜的三元動力電池生產。三元鋰電池在中國的技術狀況如何？困難在哪里？高歐陽明：目前，比能量為300 WHr/kg的三元NCM811+硅碳負極鋰離子電池正在開發中，但安全性，尤其是過充電安全性具有挑戰性。2020年，811正極、硅碳負極和液體電解質的組合可能成為主流產品（一些日本和韓國電池專家認為，從綜合性能平衡的角度來看，622正極可能是更好的選擇）。實現2020年工業三元柔性電池300 WHr/kg的目標并不難。核心在于一旦實現工業化大規模生產，原材料和生產技術能否滿足需求。811鋰離子電池產業化后，受到正極材料的限制。從工業化的角度來看，要實現350瓦時/千克的比能將是非常困難的。《財經》：高鎳是一種發展趨勢嗎？高歐陽明：鎳含量高是目前的趨勢，主要是為了減少對鈷的依賴，從而使成本可控。鈷的使用量減少是一個不可避免的趨勢。《財經》：中國會走松下的發展路線嗎？例如，開發了帶有氣缸18650的811鋰電池。高歐陽明：松下18650由于容量小，更容易實現高比能指數。小……

ttery可以避免體積增大后材料不均勻和極化的問題。然而，由于電解液容易干燥，因此其使用壽命相對較短。然而，中國不會盲目地走松下的研究道路，選擇不同的材料。中國是鎳鈷錳，松下是鎳鈷鋁。鎳、鈷和鋁的安全性很難控制，而錳相對來說更穩定。《財經》：從中期來看，鋰離子電池會成為主流路線嗎？高歐陽明：鋰離子電池將永遠是中期的主要產品，不會輕易被顛覆。然而，正極、負極和電解質可能會發生變化。此外，由于存在不確定性，鋰空氣和鋰硫在汽車領域的工業化前景仍有待觀察。中國鋰電池技術的優缺點財經：目前，全球鋰電池、中國、日本和韓國都有發言權。這種情況是怎么發生的？高歐陽明：主要原因是中國、日本和韓國都有鋰電池的工業基礎。不用說，日本和韓國的工業基礎始于手機電池。當鋰電池技術出現時，全球大多數汽車公司都在研究燃料電池，對動力電池的前景并不樂觀。一開始，中國也專注于燃料電池的研究，但由于沒有與燃料電池相關的產業基礎，美國和日本在基礎材料和膜電極方面存在很大差距。后來，在反復比較國內產業優勢和交通系統特點后，首先提出了具有鋰電池特點的“純電動驅動”戰略，并最終與日本、韓國處于同一陣營，在新能源電動汽車產業化方面走在了世界前列。歐美現在很難有大規模的鋰電池企業，主要是因為它們起步較晚，產業基礎薄弱。《財經》：為什么中國的產業優勢和交通體系有利于鋰電池的發展？高歐陽明：豐田一直在開發基于燃油發動機的混合動力。當時，它正在制定中國新能源汽車的前兩個五年計劃，也遵循了豐田對混合動力的發展重點。國內骨干車企在混合動力的研發上投入了大量精力。到2008年，國內混合動力汽車，尤其是混合動力汽車的示范運營效果并不理想。與此同時，鋰離子電池技術在2007年后取得了突破，在短時間內取代了鎳氫電池，使發展純電動成為可能。豐田從混合動力到燃料電池，實際上是為了提高技術門檻，確保競爭優勢。中國的交通系統以電氣化為基礎。高鐵、電動自行車和電動公共交通使中國社會具有電氣化的特點。同時，純電動汽車的集成技術難度相對較小，因此中國適合純電動汽車。技術突破和應用場景契合，是純電快速發展的主要原因。《財經》：中國的鋰電池人才儲備和研究在世界上處于什么水平？高歐陽明：我讀了一條信息。在過去的10年里，世界上關于材料研究的國際論文約有100萬篇，其中和中國省占40%，是美國的兩倍，并且相當一部分材料研究與電池有關。在美國研究電池的大多數人也是中國人。中國的鋰電池儲備人才和研究潛力巨大。《財經》：中國鋰電池的高端產能是否不足？高歐陽明：高端產能是中國各行業普遍面臨的問題。然而，中國電池行業高端人才比例較高，技術創新活躍。例如，當代安培科技有限公司年產值達200億，擁有100多名醫生。與國內一些車企相比，5000億的年產值只有50億。如此高的人才結構和比例與其他行業完全不同。《財經》：目前，國內鋰電池行業的一致性較低。……

會有行業標準嗎？高歐陽明：中國的鋰電池標準制定了嚴格的安全標準，有明確的指標。幾天前通過的鋰電池國際標準采用了中國標準。鋰電池的安全性和比能量是矛盾的。隨著技術和技術的發展，鋰電池企業將通過提高比能指數來提高技術門檻。比能是調整產能結構變化的重要有效指揮棒，市場上的低端產能肯定會被淘汰。《財經》：當代安培科技有限公司獲得了大眾和梅賽德斯-奔馳的一筆全球大訂單。為什么這些外國汽車公司愿意以更高的價格購買中國的動力電池？高歐陽明：首先，當代安培科技有限公司的產品質量與LG相當，有時甚至比LG更好；其次，歐洲沒有大型鋰電池制造商；第三，中國是這些汽車公司最大的單一市場，例如，占大眾汽車全球銷量的40%；

最后，中國的鋰電池產業鏈比韓國更完整，產業規模和發展潛力也高于韓國。《財經》：目前最受歡迎的三元正極材料是富鋰錳基。為什么它會成為一個熱點，它的優點和缺點是什么？高歐陽明：富鋰錳基正極材料是全球研究熱點。富鋰正極材料的理論比放電容量較高，可達到400mAh/g以上，電池的比能量可達到400WHr/kg以上。同時，它可以減少對鈷和鎳的依賴，降低成本，尤其是鈷。最近，北京大學夏定國教授在實驗室合成了一種400mAh/g的陰極，但富鋰錳基電池的壽命相對較短。目前，國內外已經生產出300 WHr/kg的富鋰錳基鋰電池，但其使用壽命是幾百倍，無法滿足車輛的要求，因此我們需要繼續努力。富鋰錳基自電壓衰減快，因此需要在材料上進行改進。其次，有必要將富含鋰的錳基電解質與更寬的電壓范圍相匹配，例如固態。《財經》：富鋰錳產業化有時間表嗎？高歐陽明：在國家專項中，到2020年將實現811三元鋰電池的產業化。與此同時，鋰錳富集基地繼續深入基礎研究，因為相關項目尚未完成，目前無法獲得工業化的準確時間點，力爭在2025年左右。屆時，被寄予厚望的富鋰電池綜合比較應該相當于甚至優于811，比能量應該高于811。耐久性是比較的關鍵因素。如果能夠成功提高耐久性，富鋰材料將成為鋰電池的新型工業化正極材料。《財經》：大型汽車公司將固態和全固態電池列為下一步的研發重點。研發的難點是什么？高歐陽明：盡管固體電解質的研究一直是一個熱點，但實現全固體電池的核心是解決固體和固體之間的界面問題，目前仍然需要液體電解質。在未來5至10年內，液體電解質的比例將逐漸降低，呈現出從部分固態到半固態再到全固態的趨勢。到那時，即使它不能完全固態，它也將接近完全固態。一旦全固態開發成功，不僅安全性高，而且將徹底改變電池的做法。由于固態解決了液體電池的短路問題，因此可以將電池串聯以提高比能量。目前，應在確保耐用性的前提下盡可能提高比能，固態電池也具有快速充電的潛力。中國許多相關研究機構和企業都在研究固態鋰電池技術。《財經》：日本固態電池的研究現狀和規劃是什么？高歐陽明：日本豐田已經展示了固態鋰離子電池，他們聲稱將在2022年或2023年實現工業化。但是比能量沒有提高，所以工業化后比能量不會太高。燃料電池能否取代鋰電池財經：從純電到燃料電池，這種電池的發展主要存在哪些問題？高歐陽明：中國的燃料電池研究取得了很大進展，燃料電池汽車已經開始在當地市場實現工業化。燃料電池系統性能優化，技術將在2025年左右相對成熟，如果實現大規模生產，成本也將降低。目前應更多關注氫能技術，即前端氫燃料，如制備、運輸、儲存、壓縮等環節。目前，所有人都只關注燃料電池系統本身。但與氫氣相關的技術和基礎設施并不理想。例如，車載儲氫技術存在以下問題：碳纖維成本高、儲氫重量低、能量損失大。因此，關鍵是深化氫能相關基礎研究和技術開發以及相關基礎設施建設。《財經》：加油……

細胞補貼沒有減少。政策制定者認為燃料電池的發展更現實嗎？高歐陽明：從整個國家能源系統的角度（不僅僅是從汽車的角度）來看，氫燃料電池技術確實需要加速，這符合中國能源革命的需要。如果能源需求達到一定水平，鋰電池就無法滿足。但我不同意氫是“終極能源”，氫燃料電池汽車是“終極環保汽車”。氫和電都是能量載體，沒有“終極”理論。小型汽車的能源需求較低，鋰電池可能會發揮更大的作用。因此，就新能源汽車而言，未來燃電和純電將共存。《財經》：對于乘用車來說，未來燃料電池和純電動汽車的成本平衡點在哪里？高歐陽明：有研究認為，到2025年，350公里里程可能成為中級以上汽車選擇燃料電池汽車和電池電動汽車的平衡點。里程超過350公里，燃料電池成本更高；

在350公里范圍內，鋰電池具有更強的優勢。目前，中國發達的高鐵網絡完全可以滿足人們的長途旅行，因此續航里程長的電動汽車的更新并不多。未來，隨著氫能的發展到一定程度，燃料電池可以作為鋰離子電池的增程器，通過電動混合可以增加里程，降低電池消耗。中國電動汽車的發展即將進入第十個年頭。作為電動汽車心臟的動力電池，其產業結構出現了冰凍三尺的兩天。

2017年，全球第五大動力電池銷售商、中國第三大動力電池賣家深圳市沃特瑪電池有限公司的母公司建瑞沃能（300116.SZ）于4月初拖欠債務20億元，債務總額達221.38億元。此外，許多中小型動力電池企業在成本壓力下紛紛倒閉。另一方面，2017年全球動力電池銷量排名第一的當代安培科技有限公司新能源科技有限公司有限公司（以下簡稱CATL）于4月初成功召開會議，估值超過1300億元。除了內部的洗牌，在日韓企業集團實力雄厚的全球市場上，中國新能源汽車的競爭力如何？有機會在彎道超車嗎？近日，中國科學院院士、中國電動汽車百人會常務副主任委員高歐陽明接受《財經》記者專訪時表示，中國電動汽車的技術底線已經形成。有一種磷酸鐵鋰電池來保證底部，還有新一代鋰離子動力電池。中國對動力電池的進攻與防御《財經》：中國動力電池的發展路線是什么？高歐陽明：“十一五”發展了磷酸亞鐵鋰正離子電池，“十二五”發展了三元正離子電池；“十三五”發展了高鎳三元正極和硅碳負極的鋰離子電池。《財經》：我國磷酸鐵鋰電池的研究是否成熟？與磷酸亞鐵鋰相比，三元鋰電池有哪些優點和缺點？高歐陽明：磷酸鐵鋰電池是電動汽車革命的技術底線。盡管比容量低于三元鋰電池，但磷酸鐵鋰電池技術成熟、材料豐富、成本可控、安全性高。目前，先進的磷酸鐵鋰電池在騰勢電動車上實現了500公里的連續行駛里程，兼顧了安全性和經濟性。磷酸亞鐵鋰和三元鋰是不同的鋰電池正極材料。三元鋰電池已經實現了更高的比能，但仍存在安全性、原材料成本和使用壽命等問題。技術門檻的提高是為了鼓勵技術進步，對鋰離子電池的安全要求也更高。《財經》：三元鋰電池目前被認為是一種主流的動力電池路線。許多企業轉向能量密度更高、技術更復雜的三元動力電池生產。三元鋰電池在中國的技術狀況如何？困難在哪里？高歐陽明：目前，比能量為300 WHr/kg的三元NCM811+硅碳負極鋰離子電池正在開發中，但安全性，尤其是過充電安全性具有挑戰性。2020年，811正極、硅碳負極和液體電解質的組合可能成為主流產品（一些日本和韓國電池專家認為，從綜合性能平衡的角度來看，622正極可能是更好的選擇）。實現2020年工業三元柔性電池300 WHr/kg的目標并不難。核心在于一旦實現工業化大規模生產，原材料和生產技術能否滿足需求。811鋰離子電池產業化后，受到正極材料的限制。從工業化的角度來看，要實現350瓦時/千克的比能將是非常困難的。……

艾晶：高鎳是一種發展趨勢嗎？高歐陽明：鎳含量高是目前的趨勢，主要是為了減少對鈷的依賴，從而使成本可控。鈷的使用量減少是一個不可避免的趨勢。《財經》：中國會走松下的發展路線嗎？例如，開發了帶有氣缸18650的811鋰電池。高歐陽明：松下18650由于容量小，更容易實現高比能指數。小型電池可以避免體積增大后材料不均勻和極化的問題。然而，由于電解液容易干燥，因此其使用壽命相對較短。然而，中國不會盲目地走松下的研究道路，選擇不同的材料。中國是鎳鈷錳，松下是鎳鈷鋁。鎳、鈷和鋁的安全性很難控制，而錳相對來說更穩定。《財經》：從中期來看，鋰離子電池會成為主流路線嗎？高歐陽明：鋰離子電池將永遠是中期的主要產品，不會輕易被顛覆。然而，正極、負極和電解質可能會發生變化。此外，由于存在不確定性，鋰空氣和鋰硫在汽車領域的工業化前景仍有待觀察。中國鋰電池技術的優缺點財經：目前，全球鋰電池、中國、日本和韓國都有發言權。這種情況是怎么發生的？高歐陽明：主要原因是中國、日本和韓國都有鋰電池的工業基礎。不用說，日本和韓國的工業基礎始于手機電池。當鋰電池技術出現時，全球大多數汽車公司都在研究燃料電池，對動力電池的前景并不樂觀。一開始，中國也專注于燃料電池的研究，但由于沒有與燃料電池相關的產業基礎，美國和日本在基礎材料和膜電極方面存在很大差距。后來，在反復比較國內產業優勢和交通系統特點后，首先提出了具有鋰電池特點的“純電動驅動”戰略，并最終與日本、韓國處于同一陣營，在新能源電動汽車產業化方面走在了世界前列。歐美現在很難有大規模的鋰電池企業，主要是因為它們起步較晚，產業基礎薄弱。《財經》：為什么中國的產業優勢和交通體系有利于鋰電池的發展？高歐陽明：豐田一直在開發基于燃油發動機的混合動力。當時，它正在制定中國新能源汽車的前兩個五年計劃，也遵循了豐田對混合動力的發展重點。國內骨干車企在混合動力的研發上投入了大量精力。到2008年，國內混合動力汽車，尤其是混合動力汽車的示范運營效果并不理想。與此同時，鋰離子電池技術在2007年后取得了突破，在短時間內取代了鎳氫電池，使發展純電動成為可能。豐田從混合動力到燃料電池，實際上是為了提高技術門檻，確保競爭優勢。中國的交通系統以電氣化為基礎。高鐵、電動自行車和電動公共交通使中國社會具有電氣化的特點。同時，純電動汽車的集成技術難度相對較小，因此中國適合純電動汽車。技術突破和應用場景契合，是純電快速發展的主要原因。《財經》：中國的鋰電池人才儲備和研究在世界上處于什么水平？高歐陽明：我讀了一條信息。在過去的10年里，世界上關于材料研究的國際論文約有100萬篇，其中和中國省占40%，是美國的兩倍，并且相當一部分材料研究與電池有關。在美國研究電池的大多數人也是中國人。中國的鋰電池儲備人才和研究潛力巨大。《財經》：中國鋰電池的高端產能是否不足？高歐陽明：高端產能是中國各行業普遍面臨的問題。豪……

，中國電池行業高端人才比例高，技術創新活躍。例如，當代安培科技有限公司年產值達200億，擁有100多名醫生。與國內一些車企相比，5000億的年產值只有50億。如此高的人才結構和比例與其他行業完全不同。《財經》：目前，國內鋰電池行業的一致性較低。會有行業標準嗎？高歐陽明：中國的鋰電池標準制定了嚴格的安全標準，有明確的指標。幾天前通過的鋰電池國際標準采用了中國標準。鋰電池的安全性和比能量是矛盾的。隨著技術和技術的發展，鋰電池企業將通過提高比能指數來提高技術門檻。比能是調整產能結構變化的重要有效指揮棒，市場上的低端產能肯定會被淘汰。《財經》：當代安培科技有限公司獲得了大眾和梅賽德斯-奔馳的一筆全球大訂單。為什么這些外國汽車公司愿意以更高的價格購買中國的動力電池？高歐陽明：首先，當代安培科技有限公司的產品質量與LG相當，有時甚至比LG更好；其次，歐洲沒有大型鋰電池制造商；第三，中國是這些汽車公司最大的單一市場，例如，占大眾汽車全球銷量的40%；

最后，中國的鋰電池產業鏈比韓國更完整，產業規模和發展潛力也高于韓國。《財經》：目前最受歡迎的三元正極材料是富鋰錳基。為什么它會成為一個熱點，它的優點和缺點是什么？高歐陽明：富鋰錳基正極材料是全球研究熱點。富鋰正極材料的理論比放電容量較高，可達到400mAh/g以上，電池的比能量可達到400WHr/kg以上。同時，它可以減少對鈷和鎳的依賴，降低成本，尤其是鈷。最近，北京大學夏定國教授在實驗室合成了一種400mAh/g的陰極，但富鋰錳基電池的壽命相對較短。目前，國內外已經生產出300 WHr/kg的富鋰錳基鋰電池，但其使用壽命是幾百倍，無法滿足車輛的要求，因此我們需要繼續努力。富鋰錳基自電壓衰減快，因此需要在材料上進行改進。其次，有必要將富含鋰的錳基電解質與更寬的電壓范圍相匹配，例如固態。《財經》：富鋰錳產業化有時間表嗎？高歐陽明：在國家專項中，到2020年將實現811三元鋰電池的產業化。與此同時，鋰錳富集基地繼續深入基礎研究，因為相關項目尚未完成，目前無法獲得工業化的準確時間點，力爭在2025年左右。屆時，被寄予厚望的富鋰電池綜合比較應該相當于甚至優于811，比能量應該高于811。耐久性是比較的關鍵因素。如果能夠成功提高耐久性，富鋰材料將成為鋰電池的新型工業化正極材料。《財經》：大型汽車公司將固態和全固態電池列為下一步的研發重點。研發的難點是什么？高歐陽明：盡管固體電解質的研究一直是一個熱點，但實現全固體電池的核心是解決固體和固體之間的界面問題，目前仍然需要液體電解質。在未來5至10年內，液體電解質的比例將逐漸降低，呈現出從部分固態到半固態再到全固態的趨勢。到那時，即使它不能完全固態，它也將接近完全固態。一旦全固態開發成功，不僅安全性高，而且將徹底改變電池的做法。由于固態解決了液體電池的短路問題，因此可以將電池串聯以提高比能量。目前，應在確保耐用性的前提下盡可能提高比能，固態電池也具有快速充電的潛力。中國許多相關研究機構和企業都在研究固態鋰電池技術。《財經》：日本固態電池的研究現狀和規劃是什么？高歐陽明：日本豐田已經展示了固態鋰離子電池，他們聲稱將在2022年或2023年實現工業化。但是比能量沒有提高，所以工業化后比能量不會太高。燃料電池能否取代鋰電池財經：從純電到燃料電池，這種電池的發展主要存在哪些問題？高歐陽明：中國的燃料電池研究取得了很大進展，燃料電池汽車已經開始在當地市場實現工業化。燃料電池系統性能優化，技術將在2025年左右相對成熟，如果實現大規模生產，成本也將降低。目前應更多關注氫能技術，即前端氫燃料，如制備、運輸、儲存、壓縮等環節。目前，所有人都只關注燃料電池系統本身。但與氫氣相關的技術和基礎設施并不理想。例如，車載儲氫技術存在以下問題：碳纖維成本高、儲氫重量低、能量損失大。因此，關鍵是深化氫能相關基礎研究和技術開發以及相關基礎設施建設。《財經》：加油……

細胞補貼沒有減少。政策制定者認為燃料電池的發展更現實嗎？高歐陽明：從整個國家能源系統的角度（不僅僅是從汽車的角度）來看，氫燃料電池技術確實需要加速，這符合中國能源革命的需要。如果能源需求達到一定水平，鋰電池就無法滿足。但我不同意氫是“終極能源”，氫燃料電池汽車是“終極環保汽車”。氫和電都是能量載體，沒有“終極”理論。小型汽車的能源需求較低，鋰電池可能會發揮更大的作用。因此，就新能源汽車而言，未來燃電和純電將共存。《財經》：對于乘用車來說，未來燃料電池和純電動汽車的成本平衡點在哪里？高歐陽明：有研究認為，到2025年，350公里里程可能成為中級以上汽車選擇燃料電池汽車和電池電動汽車的平衡點。里程超過350公里，燃料電池成本更高；在350公里范圍內，鋰電池具有更強的優勢。目前，中國發達的高鐵網絡完全可以滿足人們的長途旅行，因此續航里程長的電動汽車的更新并不多。未來，隨著氫能的發展到一定程度，燃料電池可以作為鋰離子電池的增程器，通過電動混合可以增加里程，降低電池消耗。

標簽：豐田大眾奔馳騰勢

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