解析七大路線圖之二：動力電池技術路線圖（收藏版）

10月26日，中國汽車工程學會在年會上發布了《節能與新能源汽車技術路線圖》，其中包括節能汽車、純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、智能網聯汽車、汽車制造技術的發展路線，未來15年的汽車輕量化技術和動力電池技術。工業和信息化部裝備工業司副司長曲國春強調，路線圖為汽車行業的發展指明了發展方向，明確了重點和路徑，希望成為行業一致的行動指南。

為了詳細解讀與中國汽車產業發展相關的七條路線圖，第一電氣網將結合完整版的《節能與新能源汽車技術路線圖》，在七篇文章中逐一介紹七條路線的背景和詳細發展規劃。本文是第二篇：動力電池技術路線圖。

相關閱讀：第一部分：純電動和插電式混合動力汽車的技術路線圖。

動力電池作為一種儲能裝置，是電動汽車的核心部件。其性能直接影響電動汽車的市場應用和普通消費者的接受程度，如安全性、能量密度、功率密度、壽命和成本。目前，全球動力電池的研發和產業化主要集中在三個地區，分別位于德國、美國和中國、日本、韓國所在的東亞。目前，鋰離子動力電池的生產也主要集中在三個國家。

從技術和產業來看，日本在技術上仍然領先，韓國已經超過日本占據市場份額第一，中國擁有最多的電池企業和最大的產能。我國動力電池產業化主要有四大集群：珠三角、長三角、中原地區和京津冀地區。100多家動力電池企業開展了動力電池和電池系統的研發和產業化，產業資本投入超過1000億，形成了400多億瓦時的年產能，技術研發和產業發展取得顯著進展。

在技術方面，動力電池單元和模塊已經通過了GB/T31485的安全要求，但電池系統的安全性還有待進一步驗證和提高。關鍵材料基本實現國產化，單體技術水平與國外基本持平。形成了較為完整的鋰離子動力電池產業鏈體系，掌握了動力電池的配方設計、結構設計和制造技術，生產線逐步從半自動中試轉向全自動大規模制造。產品的一致性和一致性、系統集成技術和生產自動化需要迎頭趕上。

動力電池的發展與需求

在未來相當長的一段時間內，中國的節能和新能源汽車將重點推廣插電式混合動力汽車和純電動企業等新能源汽車，迫切需要動力電池降低成本、提高性能。迫切需要開發新型鋰離子電池和新系統電池，提高動力電池的智能制造水平，完善驗證測試方法和標準體系，這既是我國節能和新能源汽車的發展需求，也是我國動力電池發展的重點任務。

在此背景下，中國動力電池的發展分為三個階段：2020年，技術升級階段。新型鋰離子電池已實現工業化。能量型鋰離子電池的比能量為350Wh/kg，能量型動力電池的比能為200Wh/kg。動力電池的智能制造極大地提高了產品性能和質量，并顯著降低了成本。純電動汽車的經濟性與傳統汽油車基本相同，插電式混合動力汽車已進入普及應用階段。

2025年，工業發展階段。在……方面取得了顯著進展……

w動力電池技術。動力電池產業發展與國際先進水平接軌，形成2-3家具有較強國際競爭力的大型動力電池公司，國際市場占有率達30%。固態電池、鋰硫電池、金屬空氣電池等電池新技術不斷取得突破，比能達到400Wh/kg以上。到2030年，該行業走向成熟。新型電池系統實用，電池單體比能達到500Wh/kg以上，成本進一步降低。動力電池技術和產業發展處于國際領先水平。

電動汽車電池技術路線圖

電動汽車新系統電池技術路線圖

固態電池：2020年，將逐步實現固體電解質、高比能陰極材料合成和三維骨架結構鋰合金構建技術，并制造300Wh/kg小容量單電池樣品。2025年，固態電池接口控制技術將實現400Wh/kg大容量單體電池的樣品和成組技術。到2030年，固態電池開始推廣應用。

鋰硫電池：2020年將實現鋰電池粉化抑制技術、碳硫電極微觀結構控制和單體電池制備技術。到2025年，大容量動力電池將得到展示和應用。到2030年，鋰硫電池開始推廣應用。

金屬空氣電池：從2020年到2030年，廉價氧氣催化材料的技術開發；水性金屬空氣電池的技術開發。研究了有機鋰電池空氣電池在氧氣環境中的反應機理；鋰電極界面保護技術的發展。2020年，廉價的氧氣催化材料技術和水性金屬空氣電池技術將投入實際使用；同時，在空氣環境研究、選擇性防水隔膜技術開發和大容量單體電池制備工藝等方面取得了進展。

PHEV電池技術路線圖

技術路線圖關鍵材料（陰極）

高鎳材料：目前國內只有少數制造商具備高鎳材料的初步生產能力，但產品性能和一致性仍需進一步提高，關鍵設備的技術水平和可靠性與國外相去甚遠。為了取得突破，有必要研究涂層元素和涂層量對材料殘余堿含量和電化學財產的影響，并確定有利于降低殘余堿含量、提高材料電化學財產的最佳涂層參數組合。提高氧氣氣氛焙燒設備等關鍵設備的技術水平和可靠性。預計2020年比容量將超過225毫安時/克。

高壓材料：提高電池充電截止電壓是提高鋰離子能量密度最直接、最有效的手段和方法。高壓材料需要大大提高安全性能和循環穩定性。國內生產線水平與質量控制水平仍有很大差距。要實現突破，可以對原材料進行逐批檢驗，有針對性地對整個過程的工藝參數進行控制和控制，從而實現生產過程的智能化。

富鋰氧化物固溶體材料：目前，這種材料的電壓衰減快、倍率性能差、循環穩定性差，限制了其廣泛應用。通過在層狀富鋰氧化物固溶體材料表面涂覆各種金屬，隔離了電解質對材料表面結構的腐蝕；

通過在體相中用高價金屬摻雜材料，提高了材料的首次充放電效率，并減少了副反應的發生。

技術路線圖關鍵材料（負極）

石墨材料：中國石墨材料比日本日立化學、三菱化學、日本炭素、JEF、昭和電氣等具有優勢。石墨陽極的供應主要來自中國企業，日本企業在材料改性方法、質量和控制方面有自己的特點。下一階段的目標是進一步提高反向能力和壓實密度，降低成本。這就需要表面涂層等技術來改善材料的可加工性和電化學財產，并加強材料在生產過程中的一致性和穩定性控制能力。

無定形碳材料：從理化參數等指標來看，與國外先進企業相比，國內企業表現相同。材料的主要缺陷需要改進，表面改性、材料結構調整等關鍵技術需要攻克。在下一階段，應通過涂層和摻雜來提高第一效率，并優化生產工藝，逐步降低成本；軟碳的發展趨勢主要是通過摻雜、改性等改性處理來提高其比容量和第一效率。

硅碳材料：目前，許多國內外陽極材料制造商已經開始開發和商業化硅碳陰極，但大多處于研究階段和小規模批量生產階段。主要在于需要進一步完善納米技術和材料結構建設等關鍵技術。下一階段的目標是在保持高比容量的同時，進一步提高其庫侖效率和循環性能，并逐步降低成本。

技術路線圖關鍵材料（隔膜）

2020年，將開展優質PE隔膜和PP隔膜的規模化生產，優質陶瓷隔膜的規模生產和相關設備的國產化，以及新型高安全隔膜的示范生產。2025年，大規模生產高安全性復合隔膜；鋰離子導電涂層復合隔膜產業化和耐高壓隔膜產業化。到2030年，將大規模生產具有高安全性和高耐壓性的高性能隔膜；固體電解質產業化。

技術路線圖關鍵材料（電解質）

技術路線圖回收

從2015年到2020年，我們將從手動拆卸過渡到自動拆卸，開發自動拆卸設備，提高回收材料的性能。鎳、鈷、錳材料的回收率將達到90%以上；發展鋰回收產業技術，實現收益；

發展石墨回收技術，突破資源再生。

從2021到2025年，自動拆卸技術取得突破，朝著電池回收行業2.0的方向發展，實現了全自動化。拆解技術智能化，在拆解過程中物料分揀率達到80%。研發用于電線桿的改性陽極材料，提高回收材料的性能，鎳、鈷、錳材料的回收率達到95%以上。完善鋰回收技術，使鋰回收率達到90%以上，實現石墨回收全自動產業化。

2026年至2030年，智能拆解將實現低損耗、低投資、高效率和智能化操作，拆解過程中的物料分揀率將達到95%。鎳、鈷和錳材料的回收率超過99%。開發陽極和陰極材料的聯合回收技術，實現電池使用回收電池循環系統。打造智能、高效、低成本的鋰回收生產線，實現石墨回收率95%以上。

技術路線圖階梯利用率

監測技術：優化完善動力電池運行狀態監測系統，實現對省域在用車輛動力電池的實時監測。提高監測系統的準確性和適用性，實現對全國在用汽車動力電池的實時監測。建立完善、準確的在用新能源汽車動力電池監測系統，實現監測平臺的完全集成。

評估技術：開放和完善動力電池健康狀況分析工具和模型，快速高效地評估動力電池狀況。

分選技術：開發完善動力電池電芯分選技術，創造動力電池分選方法，提高分選效率，實現動力電池無損、高效、自動分選。

集團集成技術：開發動力電池單體性能一致性修復技術，實現同類型動力電池模塊的標準化設計。構建全自動、高效、高產率的動力電池組集成技術。實現動力電池模塊的全部標準化設計，建立標準化的梯級利用電源系統。

效益分析：建立再利用效益的初步分析方法，建設動力電池梯級利用示范項目。完成重復使用場景分析，建立動力電池梯級利用的利潤模型。擴展新的重用場景，提高級聯利用效率。10月26日，中國汽車工程學會在年會上發布了《節能與新能源汽車技術路線圖》，其中包括節能汽車、純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、智能網聯汽車、汽車制造技術的發展路線，未來15年的汽車輕量化技術和動力電池技術。工業和信息化部裝備工業司副司長曲國春強調，路線圖為汽車行業的發展指明了發展方向，明確了重點和路徑，希望成為行業一致的行動指南。

為了詳細解讀與中國汽車產業發展相關的七條路線圖，第一電氣網將結合完整版的《節能與新能源汽車技術路線圖》，在七篇文章中逐一介紹七條路線的背景和詳細發展規劃。本文是第二篇：動力電池技術路線圖。

相關閱讀：第一部分：純電動和插電式混合動力汽車的技術路線圖。

動力電池作為一種儲能裝置，是電動汽車的核心部件。其性能直接影響電動汽車的市場應用和普通消費者的接受程度，如安全性、能量密度、功率密度、壽命和成本。目前，全球動力電池的研發和產業化主要集中在三個地區，分別位于德國、美國和中國、日本、韓國所在的東亞。目前，鋰離子動力電池的生產……

ies也主要集中在三個國家。

從技術和產業來看，日本在技術上仍然領先，韓國已經超過日本占據市場份額第一，中國擁有最多的電池企業和最大的產能。我國動力電池產業化主要有四大集群：珠三角、長三角、中原地區和京津冀地區。100多家動力電池企業開展了動力電池和電池系統的研發和產業化，產業資本投入超過1000億，形成了400多億瓦時的年產能，技術研發和產業發展取得顯著進展。

在技術方面，動力電池單元和模塊已經通過了GB/T31485的安全要求，但電池系統的安全性還有待進一步驗證和提高。關鍵材料基本實現國產化，單體技術水平與國外基本持平。形成了較為完整的鋰離子動力電池產業鏈體系，掌握了動力電池的配方設計、結構設計和制造技術，生產線逐步從半自動中試轉向全自動大規模制造。產品的一致性和一致性、系統集成技術和生產自動化需要迎頭趕上。

動力電池的發展與需求

在未來相當長的一段時間內，中國的節能和新能源汽車將重點推廣插電式混合動力汽車和純電動企業等新能源汽車，迫切需要動力電池降低成本、提高性能。迫切需要開發新型鋰離子電池和新系統電池，提高動力電池的智能制造水平，完善驗證測試方法和標準體系，這既是我國節能和新能源汽車的發展需求，也是我國動力電池發展的重點任務。

在此背景下，中國動力電池的發展分為三個階段：2020年，技術升級階段。新型鋰離子電池已實現工業化。能量型鋰離子電池的比能量為350Wh/kg，能量型動力電池的比能為200Wh/kg。動力電池的智能制造極大地提高了產品性能和質量，并顯著降低了成本。純電動汽車的經濟性與傳統汽油車基本相同，插電式混合動力汽車已進入普及應用階段。

2025年，工業發展階段。新型動力電池技術取得了顯著進展。動力電池產業發展與國際先進水平接軌，形成2-3家具有較強國際競爭力的大型動力電池公司，國際市場占有率達30%。固態電池、鋰硫電池、金屬空氣電池等電池新技術不斷取得突破，比能達到400Wh/kg以上。到2030年，該行業走向成熟。新型電池系統實用，電池單體比能達到500Wh/kg以上，成本進一步降低。動力電池技術和產業發展處于國際領先水平。

電動汽車電池技術路線圖

電動汽車新系統電池技術路線圖

固態電池：2020年，將逐步實現固體電解質、高比能陰極材料合成和三維骨架結構鋰合金構建技術，并制造300Wh/kg小容量單電池樣品。2025年，固態電池接口控制技術將實現400Wh/kg大容量單體電池的樣品和成組技術。到2030年，固態電池開始推廣應用。

鋰硫電池：2020年將實現鋰電池粉化抑制技術、碳硫電極微觀結構控制和單體電池制備技術。到2025年，大容量動力電池將得到展示和應用。到2030年，鋰硫電池開始推廣應用。

金屬空氣電池：從2020年到2030年，廉價氧氣催化材料的技術開發；

水性金屬空氣電池的技術開發。研究了有機鋰電池空氣電池在氧氣環境中的反應機理；鋰電極界面保護技術的發展。2020年，廉價的氧氣催化材料技術和水性金屬空氣電池技術將投入實際使用；同時，在空氣環境研究、選擇性防水隔膜技術開發和大容量單體電池制備工藝等方面取得了進展。

PHEV電池技術路線圖

技術路線圖關鍵材料（陰極）

高鎳材料：目前國內只有少數制造商具備高鎳材料的初步生產能力，但產品性能和一致性仍需進一步提高，關鍵設備的技術水平和可靠性與國外相去甚遠。為了取得突破，有必要研究涂層元素和涂層量對材料殘余堿含量和電化學財產的影響，并確定有利于降低殘余堿含量、提高材料電化學財產的最佳涂層參數組合。提高氧氣氣氛焙燒設備等關鍵設備的技術水平和可靠性。預計2020年比容量將超過225毫安時/克。

高壓材料：提高電池充電截止電壓是提高鋰離子能量密度最直接、最有效的手段和方法。高壓材料需要大大提高安全性能和循環穩定性。國內生產線水平與質量控制水平仍有很大差距。要實現突破，可以對原材料進行逐批檢驗，有針對性地對整個過程的工藝參數進行控制和控制，從而實現生產過程的智能化。

富鋰氧化物固溶體材料：目前，這種材料的電壓衰減快、倍率性能差、循環穩定性差，限制了其廣泛應用。通過在層狀富鋰氧化物固溶體材料表面涂覆各種金屬，隔離了電解質對材料表面結構的腐蝕；通過在體相中用高價金屬摻雜材料，提高了材料的首次充放電效率，并減少了副反應的發生。

技術路線圖關鍵材料（負極）

石墨材料：中國石墨材料比日本日立化學、三菱化學、日本炭素、JEF、昭和電氣等具有優勢。石墨陽極的供應主要來自中國企業，日本企業在材料改性方法、質量和控制方面有自己的特點。下一階段的目標是進一步提高反向能力和壓實密度，降低成本。這就需要表面涂層等技術來改善材料的可加工性和電化學財產，并加強材料在生產過程中的一致性和穩定性控制能力。

無定形碳材料：從理化參數等指標來看，與國外先進企業相比，國內企業表現相同。材料的主要缺陷需要改進，表面改性、材料結構調整等關鍵技術需要攻克。在下一階段，應通過涂層和摻雜來提高第一效率，并優化生產工藝，逐步降低成本；

軟碳的發展趨勢主要是通過摻雜、改性等改性處理來提高其比容量和第一效率。

硅碳材料：目前，許多國內外陽極材料制造商已經開始開發和商業化硅碳陰極，但大多處于研究階段和小規模批量生產階段。主要在于需要進一步完善納米技術和材料結構建設等關鍵技術。下一階段的目標是在保持高比容量的同時，進一步提高其庫侖效率和循環性能，并逐步降低成本。

技術路線圖關鍵材料（隔膜）

2020年，將開展優質PE隔膜和PP隔膜的規模化生產，優質陶瓷隔膜的規模生產和相關設備的國產化，以及新型高安全隔膜的示范生產。2025年，大規模生產高安全性復合隔膜；鋰離子導電涂層復合隔膜產業化和耐高壓隔膜產業化。到2030年，將大規模生產具有高安全性和高耐壓性的高性能隔膜；固體電解質產業化。

技術路線圖關鍵材料（電解質）

技術路線圖回收

從2015年到2020年，我們將從手動拆卸過渡到自動拆卸，開發自動拆卸設備，提高回收材料的性能。鎳、鈷、錳材料的回收率將達到90%以上；發展鋰回收產業技術，實現收益；發展石墨回收技術，突破資源再生。

從2021到2025年，自動拆卸技術取得突破，朝著電池回收行業2.0的方向發展，實現了全自動化。拆解技術智能化，在拆解過程中物料分揀率達到80%。研發用于電線桿的改性陽極材料，提高回收材料的性能，鎳、鈷、錳材料的回收率達到95%以上。完善鋰回收技術，使鋰回收率達到90%以上，實現石墨回收全自動產業化。

2026年至2030年，智能拆解將實現低損耗、低投資、高效率和智能化操作，拆解過程中的物料分揀率將達到95%。鎳、鈷和錳材料的回收率超過99%。開發陽極和陰極材料的聯合回收技術，實現電池使用回收電池循環系統。打造智能、高效、低成本的鋰回收生產線，實現石墨回收率95%以上。

技術路線圖階梯利用率

監測技術：優化完善動力電池運行狀態監測系統，實現對省域在用車輛動力電池的實時監測。提高監測系統的準確性和適用性，實現對全國在用汽車動力電池的實時監測。建立完善、準確的在用新能源汽車動力電池監測系統，實現監測平臺的完全集成。

評估技術：開放和完善動力電池健康狀況分析工具和模型，快速高效地評估動力電池狀況。

分選技術：開發完善動力電池電芯分選技術，創造動力電池分選方法，提高分選效率，實現動力電池無損、高效、自動分選。

集團集成技術：開發動力電池單體性能一致性修復技術，實現同類型動力電池模塊的標準化設計。構建全自動、高效、高產率的動力電池組集成技術。實現動力電池模塊的全部標準化設計，建立標準化的梯級利用電源系統。

效益分析：建立再利用效益的初步分析方法，建設動力電池梯級利用示范項目。完成重復使用場景分析，建立動力電池梯級利用的利潤模型。擴展新的重用場景，提高級聯利用效率。

標簽：三菱

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