汽車快速電動(dòng)化，使得動(dòng)力電池成為大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)新戰(zhàn)場(chǎng)。中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、日本四個(gè)全球科技創(chuàng)新大國(guó)，都在動(dòng)力電池上發(fā)力，希望奪取下一代出行工具利潤(rùn)最豐厚的市場(chǎng)。

ABAA11現(xiàn)場(chǎng)

10月13日，第十一屆國(guó)際電動(dòng)車用新型鋰電池會(huì)議（ABAA11）在浙江湖州舉行。ABAA是全球一流的動(dòng)力電池會(huì)議，現(xiàn)任主席是美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室杰出學(xué)者和高級(jí)電池工程主管Khalil Amine。當(dāng)天會(huì)議，開(kāi)幕客套話過(guò)后，就是重頭戲：中美德日四國(guó)代表上臺(tái)介紹了動(dòng)力電池研究的目標(biāo)、機(jī)制和進(jìn)展。

先來(lái)看看四國(guó)的發(fā)言代表。

這個(gè)陣容，發(fā)言應(yīng)有足夠代表性。

中國(guó)：300wh/kg的2020目標(biāo)接近實(shí)現(xiàn)

歐陽(yáng)明高在演講中開(kāi)宗明義，電動(dòng)汽車的競(jìng)爭(zhēng)，主要取決于電池。而競(jìng)爭(zhēng)主要圍繞電池成本和效率（cost-efficient）展開(kāi)。

中國(guó)2020動(dòng)力電池研究目標(biāo)，也由電動(dòng)汽車的目標(biāo)倒推而來(lái)。到2020年，A0級(jí)電動(dòng)汽車能耗要達(dá)到10kwh/百公里；A0級(jí)電動(dòng)汽車總成本，可以和燃油汽車競(jìng)爭(zhēng)。

在電池方面，無(wú)疑需要提升電池的性能，主要在于能量密度、電池壽命、成本控制、梯次利用和回收。同時(shí)，電池的安全管理能力也需要提升。

歐陽(yáng)明高介紹了在高比能量、低成本電池（300wh/kg，100$/kwh）研究上，目前中國(guó)的進(jìn)展。

中國(guó)動(dòng)力電池路線圖

這就是他此前透露的、科技部新能源車重大專項(xiàng)動(dòng)力電池專項(xiàng)研究。CATL、力神和國(guó)軒，采用高鎳正極和硅碳負(fù)極。歐陽(yáng)明高評(píng)價(jià)，一些性能已經(jīng)接近應(yīng)用要求，但安全性能還沒(méi)有完全達(dá)到國(guó)標(biāo)要求。

他舉CATL的研究數(shù)據(jù)表明，能量密度達(dá)到304瓦時(shí)/公斤，循環(huán)壽命在25℃時(shí)可達(dá)1200次，在45℃時(shí)可達(dá)800次。

至于2020年之后，歐陽(yáng)明高透露，中國(guó)動(dòng)力電池2025年能量密度目標(biāo)400wh/kg，材料體系應(yīng)該是富鋰錳基正極+高比能硅碳負(fù)極；2030年，能量密度目標(biāo)是500wh/kg，材料體系方面，正負(fù)極仍是富鋰錳基正極+高比能硅碳負(fù)極，但是電解液將演變?yōu)楣虘B(tài)電解液。

美國(guó)：降鈷或去鈷著力降低成本

David Howell介紹，美國(guó)能源部的研究著重于電池材料革新、電芯電化學(xué)優(yōu)化、增強(qiáng)可持續(xù)性和降低成本。

具體的戰(zhàn)略目標(biāo)是：到2022年9月，電池包的成本要降到150$/kwh（2018年是197$/kwh）。方法是：有效降低或者解脫電池對(duì)重要材料的依賴，比如說(shuō)鈷，以及回收利用動(dòng)力電池材料。同時(shí)，他們也希望能夠研發(fā)出15分鐘充滿的安全電池。

在這樣成本提升的過(guò)程當(dāng)中，技術(shù)路線和各國(guó)差不都，從目前的石墨/高壓鎳鈷錳，到硅/高壓鎳鈷錳，最后過(guò)渡到鋰金屬電池或者鋰硫電池——大約在2030年，電池包成本降到80$/kwh。

降成本的最重要手段就是低鈷或者無(wú)鈷。低鈷主要的技術(shù)路線是高鎳811，尋求用錳、鎳、鈦來(lái)替代鈷。去鈷則是鎳錳、鐵錳、鋁鎳作為正極等方向。

看起來(lái)美國(guó)的動(dòng)力電池研究更追求降低成本，對(duì)性能提升不那么重視？

也不是。

David Howell還介紹了Battery500計(jì)劃。2016年7月，當(dāng)時(shí)的奧巴馬政府宣布發(fā)起了Battery500計(jì)劃，用五年、投資額5,000萬(wàn)美元，打造能量密度500wh/kg，循環(huán)壽命1000次的電芯。

這一電池的技術(shù)路線是高比能鋰離子正極（鎳鈷錳）和鋰金屬負(fù)極。2017年這一項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了309wh/kg，但循環(huán)次數(shù)只有275次；2018年，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)350wh/kg，循環(huán)次數(shù)150次。

Battery500計(jì)劃進(jìn)展

Battery500計(jì)劃聯(lián)合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界共同攻關(guān)。當(dāng)時(shí)，IBM、特斯拉都參與其中。

德國(guó)：動(dòng)力電池要Made in German

Herbert Zeisel介紹，德國(guó)對(duì)于動(dòng)力電池研發(fā)也非?？粗?。該國(guó)把動(dòng)力電池研究看做確保技術(shù)主權(quán)、加強(qiáng)創(chuàng)新能力的重要因素。

德國(guó)還發(fā)起了電池研發(fā)的資助計(jì)劃。在行動(dòng)計(jì)劃中，計(jì)劃要簡(jiǎn)化研究成果向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化，以及實(shí)現(xiàn)電池“德國(guó)制造”（Made in German）。具體執(zhí)行方面，這一計(jì)劃將價(jià)值鏈上下游的參與者都串聯(lián)起來(lái)，從上游的材料、到正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)、電池制造商、電池包制造和主機(jī)廠。HerbertZeisel認(rèn)為，德國(guó)在電池整個(gè)價(jià)值鏈的諸多部分都都處在一個(gè)好位置。

德國(guó)研究目標(biāo)

在電芯方面德國(guó)的目標(biāo)是，2020年能量密度350wh/kg，循環(huán)次數(shù)1000次，成本90歐元/kwh，而2030年實(shí)現(xiàn)能量密度400wh/kg，循環(huán)次數(shù)2000次，成本75歐元/kwh。

為了達(dá)成目標(biāo)，電池研發(fā)的資助計(jì)劃將繼續(xù)支持鋰離子技術(shù)、全固態(tài)電池和新概念電池。

日本：著重電池包能量密度

Hidetaka ishikoori所在的NEDO，是日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。愃浦袊?guó)工信部）下屬的研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)，成立于1980年，是為了開(kāi)發(fā)能夠替代石油的新能源技術(shù)而設(shè)立的，研究?jī)?nèi)容也包括動(dòng)力電池、氫燃料電池和氫能等方面。NEDO扮演的角色，是為政府的監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)等提供服務(wù)，同時(shí)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化。

根據(jù)NEDO的技術(shù)路線圖，在2025年之前，日本動(dòng)力電池將是現(xiàn)在鋰電池體系，此后電解質(zhì)將進(jìn)入全固態(tài)電池階段，同時(shí)鋰硫電池也會(huì)成為主流，而到2035年左右，會(huì)有其他電池出現(xiàn)，比如鋰空氣電池。

日本電池研究目標(biāo)

在具體的動(dòng)力電池研究目標(biāo)上，日本提出，在2020年實(shí)現(xiàn)250wh/kg能量密度的電池包（注意不是電芯），成本降到20000日元/kwh以下，循環(huán)次數(shù)1000-1500次。到2030年，電池包密度達(dá)到500wh/kg，成本降到10000日元/kwh以下，循環(huán)次數(shù)1000-1500次。

目前的水平，Hidetaka ishikoori舉了日產(chǎn)聆風(fēng)為例，電池包能量密度還在133wh/kg。

部分觀點(diǎn)認(rèn)為，日本不走純電動(dòng)路線，直奔?xì)淙剂想姵囟?。但Hidetaka ishikoori發(fā)布的日本乘用車市場(chǎng)計(jì)劃則顯示，2020年日本希望插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)能占據(jù)15-20%的市場(chǎng)，氫燃料電池車只有1%；2030年，插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)能占據(jù)20-30%市場(chǎng)，氫燃料電池為3%。

日本乘用車市場(chǎng)目標(biāo)

總結(jié)：

中國(guó)科學(xué)院院士孫世剛在回答我的問(wèn)題時(shí)表示，從四個(gè)國(guó)家的代表演講看，動(dòng)力電池研究大的趨勢(shì)是一致的，大家都注意能量密度提升、安全性更強(qiáng)、成本更低。技術(shù)路線也接近。各國(guó)有些細(xì)微差別，比如美國(guó)的目標(biāo)是很現(xiàn)實(shí)的，比如價(jià)格有很明確的路線。

確實(shí)，歸納四個(gè)國(guó)家的動(dòng)力電池研究目標(biāo)可見(jiàn)，各國(guó)的研究大同小異，而研究進(jìn)展也沒(méi)有那個(gè)國(guó)家特別突出的。在現(xiàn)有動(dòng)力電池應(yīng)用方面，中國(guó)的動(dòng)力電池密度已經(jīng)比較高，甚至略微激進(jìn)，成本方面，應(yīng)該是各國(guó)最低的，這也是中國(guó)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。

從未來(lái)的研究方向看，動(dòng)力電池的材料體系還會(huì)有多輪革新，甚至可能還會(huì)有目前不知道的新電池產(chǎn)生。那么，哪個(gè)國(guó)家可能從動(dòng)力電池競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中脫穎而出？

在ABAA會(huì)議間隙，我曾問(wèn)各方這個(gè)問(wèn)題。

Khalil Amine沒(méi)有直接回應(yīng)，他說(shuō)，中國(guó)目前在電動(dòng)汽車的推廣上領(lǐng)先全球，中國(guó)動(dòng)力電池也較以往進(jìn)步很快，但是美國(guó)、德國(guó)等國(guó)也在高級(jí)動(dòng)力電池上投入很大。言下之意，目前還難下判斷。

David Howell的回答是，可能沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家會(huì)特別突出，因?yàn)楦鲊?guó)的交流非常密切，在一個(gè)地方發(fā)明的新動(dòng)力電池技術(shù)很快會(huì)被別的國(guó)家學(xué)去。具有全球視野、全球合作的企業(yè)更有機(jī)會(huì)。

孫世剛評(píng)價(jià)，中國(guó)在動(dòng)力電池產(chǎn)能方面是領(lǐng)先的，技術(shù)水平方面，中國(guó)在某些方面有領(lǐng)先，但整體水平，還稱不上領(lǐng)先的地步。“我們還得大規(guī)模投入研發(fā)。特別現(xiàn)在的動(dòng)力電池研發(fā)主要還在高校、研究所，如果轉(zhuǎn)換到企業(yè)研發(fā)動(dòng)力比較強(qiáng)的時(shí)候，我們就會(huì)往前跨得快一點(diǎn)?！?/p>

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