2018北京國際車展來了，各家車企紛紛推出新車，目前，補(bǔ)貼政策和積分政策都驅(qū)趕著電動汽車往高性能和市場化的方向走。從這個(gè)角度來說，我們需要花一些時(shí)間來看一看電動汽車的核心零部件——動力電池的技術(shù)進(jìn)步情況

圖1 中國動力電池成本的情況

一、動力電池的成本

國產(chǎn)第一代純電動汽車動力電池系統(tǒng) 2013 年開始量產(chǎn)，采用磷酸鐵鋰電芯，系統(tǒng)單價(jià)高達(dá) 4.8 元 /Wh，其中除模組外的系統(tǒng)材料和制造成本約為 1.8 元 /Wh。

第二代動力電池系統(tǒng)在2015 年底量產(chǎn)，電芯開始改用三元材料電池，因?yàn)槟芰棵芏鹊奶嵘沟秒娦境杀撅@著下降，系統(tǒng)單價(jià)降至2.5 元 /Wh，其中除模組外的系統(tǒng)材料和制造成本為0.7元/Wh。

第三代動力電池系統(tǒng)于2017年量產(chǎn)，單位瓦時(shí)電芯成本進(jìn)一步下降， 系統(tǒng)單價(jià)約1.6 元/Wh，其中除模組外的系統(tǒng)和材料成本為0.3 元/Wh。

從2013到2017年，動力電池系統(tǒng)成本下降了約三分之二。隨著電芯能量密度提升和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，動力電池制造成本還將不斷下降，2020年純電動汽車電池系統(tǒng)單價(jià)有望降至1元/Wh。

圖2 2013-2017年動力電池系統(tǒng)價(jià)格

二、電池的裝機(jī)量和產(chǎn)能

如下圖所示，國內(nèi)動力電池的產(chǎn)能提升是實(shí)實(shí)在在的，當(dāng)然這也是補(bǔ)貼政策催生的結(jié)果。

以2017年為例，從年初到年底，動力電池裝機(jī)量呈高速上漲趨勢：第一季度由于補(bǔ)貼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提高，企業(yè)存在一個(gè)明顯的適應(yīng)期，2017年1月的總裝機(jī)量只有176MWh，2月高速上漲了169.68%，3月又高速上漲了 96.35%。到了第二季度，動力電池裝機(jī)量在4月突破了1GWh，然后在5-6 月平均漲幅為60.47%。第三季度出現(xiàn)平穩(wěn)過渡。第四季度因?yàn)檠a(bǔ)貼政策調(diào)整傳聞造成了年底的搶裝，最后兩個(gè)月動力電池裝機(jī)量平均上漲了65.68%， 特別是12月拉出了一個(gè)明顯的翹尾。

圖2 2017年到2018年3月的動力電池裝機(jī)量

動力電池裝機(jī)量的上升把電池原材料價(jià)格進(jìn)一步下拉，這也是純電動乘用車動力電池的成本能持續(xù)下降的主要原因。隨著補(bǔ)貼進(jìn)入新的階段，特別是客車和專用車面臨暫時(shí)性熄火的情況，2018年前三個(gè)月新能源乘用車的數(shù)量占整個(gè)新能源數(shù)量的91%，電池用量從43%攀升到73%。

圖3 乘用車的動力電池需求占了最重要的那部分

在這樣的基調(diào)下，由補(bǔ)貼政策引導(dǎo)的乘用車電池能量密度快速提升的發(fā)展方向就成了直接標(biāo)桿。

電池能量密度與補(bǔ)貼掛鉤是從2017年開始的，是年電池包120Wh/kg以上的可以獲得1.1倍的補(bǔ)貼系數(shù)。而隨著補(bǔ)貼門檻的提高，乘用汽車企業(yè)對于電池系統(tǒng)的要求就是按照政策門檻來的，企業(yè)本身能做的是在系統(tǒng)層面不斷挖掘潛力，但是這個(gè)速度是有限的，在電芯層面的提高立竿見影，隨之帶來的電芯級別要求也就提高了。

圖4 2017.1-2018.3月推廣目錄中的電池能量密度的提升

所以我們看到目前的市場上，電池單體企業(yè)轉(zhuǎn)型很快，對于材料的需求快速轉(zhuǎn)向了三元材料。

國內(nèi)三元材料市場價(jià)格處于高位穩(wěn)定，而且開始往NCM622型和NCM811型走。由于電池企業(yè)對于能量密度的需求，每家電芯企業(yè)的設(shè)計(jì)水平有差異，材料企業(yè)需要靠正極材料特性予以彌補(bǔ)，所以當(dāng)前市場主流的NCM523型三元材料出貨節(jié)奏放緩，NCM622型三元材料卻恰恰相反，銷量明顯增加。

圖5 2018年4月份正極材料的價(jià)格

目前，方殼電芯如果采用NCM523型材料，電池能量密度在180~200Wh/kg之間，采用NCM622型材料在200-220Wh/kg;同等材料下，軟包的能量密度要高10%以上，因此基于軟包電池的單體能量密度已經(jīng)達(dá)到220~240Wh/kg左右。

圖6 當(dāng)前能量密度的水平

由于不同的電池設(shè)計(jì)水平不同，電芯企業(yè)在電芯的寬度、高度和厚度方面做出了一些調(diào)整，主要的調(diào)整方向是寬度和厚度，也有考慮在高度上做文章的，采用1.5倍或者2倍的厚度做較大規(guī)格的電芯。

因此，電芯的能量密度，主要取決于所用材料、電池的尺寸，電芯在設(shè)計(jì)過程中的一些參數(shù)。不少廠家目前在B樣往C樣方向走，到下半年會有不少較高能量密度的電芯進(jìn)入SOP階段。這也是材料投產(chǎn)在價(jià)格上體現(xiàn)的差異，也使得電芯的成本產(chǎn)生很大的差異。

圖7 電芯的尺寸分布

由于客車和專用車的補(bǔ)貼上較早退出，所以LFP材料和電芯的產(chǎn)能如何有效使用，也是下個(gè)階段重點(diǎn)值得探討的地方。補(bǔ)貼的門檻和偏向性，固然使得電芯能量密度能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)階躍，但隨之而來的電芯其他特性，包括穩(wěn)定性、安全等級和一致性，則是接下來的突出問題。

小結(jié)：

三元電芯下一步的成本下降空間，主要將由除正極材料以外的隔膜、負(fù)極材料和電解液等材料成本下降所帶來的，短期來看，LFP材料和單體的成本會到一個(gè)相對驚人的地步，我們探討儲能系統(tǒng)的時(shí)候，是可以同時(shí)就經(jīng)濟(jì)性的問題進(jìn)行展開討論的。