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新能源汽车的发展已经进入了一个火热阶段，无论新兴车还是传统车企，无论国内品牌还是国外品牌均在加速着新能源汽车产品的推出，新能源汽车的市场份额也在逐步提升。与此同时，对电池寿命、续航能力以及安全问题的担忧也成为了众多消费者购买新能源车的阻碍。
为此，我们邀请到了中国电子科技集团第18研究所的新能源汽车动力电池方面专家肖成伟老师，在疫情还未得到基本控制的当下，我们与肖成伟老师进行了一次电话专访，从这一次的对话中，我们对目前新能源汽车动力电池的实际情况以及发展趋势有了颇为深入的了解，也希望能给众多新能源购车者提供一些帮助。
问题一：新能源汽车采用的电池种类有很多，目前市场上比较常用的两个种类是磷酸铁锂电池和三元锂电池，它们的优缺点都非常突出，您比较看好哪一种电池的发展？
肖成伟：二者各有优劣，针对不同的应用领域，均会有比较好的发展。
磷酸铁锂电池有更好的安全性和低的成本，缺点是能量密度存在天花板，目前最好的可达到200Wh/kg，同时低温性能较差。三元锂电池优点是能量密度高，目前最高可超过300Wh/kg，低温性能较好，缺点是由于三元材料的热稳定性较磷酸铁锂材料差，三元锂电池的安全性较磷酸铁锂差，随着高镍三元材料的使用，电池的安全性需要重点关注和验证。另外由于钴的稀缺性，导致三元锂电池的价格较磷酸铁锂电池高。
整车的续驶里程及价格等在很大程度上影响着消费者的购车选择。从续驶里程、能耗和成本的角度分析，磷酸铁锂电池在经济型电动汽车方面预计有较大的市场份额，高端/高性能电动汽车预计以三元锂电池为主。
如何进一步降低电池成本是当前新能源汽车行业关注的焦点之一。目前采用三元材料体系的锂离子电池中，正极材料中含有镍和钴等贵重金属元素，同时中国在镍钴资源方面匮乏，基本上以进口为主，因此三元材料的成本占电池总成本大约在30%~45%。其中钴占一定比例，其作为稀缺资源价格昂贵且波动较大。目前三元锂电池发展的目标是提高三元正极材料中镍元素的含量，即发展高镍材料，降低钴元素的含量，甚至不用，这样才能更好地将成本降下来，但随着镍含量的提升，材料的热稳定性会变差，通过元素掺杂和表面包覆等方法加以改进。
问题二：前段时间比亚迪发布了刀片电池，对此您有何见解？这是动力电池领域一个比较大的进步吗？
肖成伟：比亚迪发布的刀片电池，是磷酸铁锂电池，它指的是长度在400mm以上的扁平化方形结构设计的电芯，极芯的极限长度可达2.5m，其大于传统磷酸铁锂电池的外形尺寸。比亚迪的刀片电池体现了较好的性能，如体积能量密度、安全性以及循环寿命等，都比较不错，成本也可以控制的比较好。比亚迪的刀片磷酸铁锂电池还是有不少技术创新，比如扁平化和超长结构叠片工艺的设计方案，高的内容空间利用率等。装载在比亚迪汉车型的刀片磷酸铁锂电池重量能量密度为166Wh/kg，体积能量密度为370Wh/L，集成后的电池系统能量密度可达140Wh/kg，体现了较好的技术指标。若电池成本有较好的控制，产品竞争力会很强。同时因为采用的是磷酸铁锂材料体系，能量密度等技术指标的提升存在天花板。
问题三：我们国家在电池安全方面，有什么新的进展？
肖成伟：目前对电池安全的测试，逐步从电池单体和模块转向电池系统。在动力电池安全的国家强制性标准中，除维持一部分单体的测试项目如过充、热箱、短路等外，大部分测试项目以电池系统为主。
锂离子动力电池安全性是复杂的综合性问题，为提高电池防止热失控的内在能力，改善电池本质安全，通过对正极、负极、隔膜和电解液等关键材料进行改进，如正负极材料的包覆改性、电解液添加剂、高浓度电解质及不燃电解质的应用等，提高电池的抗热失控特性，降低电池热失控的发生概率。
在国家强制性标准里面，较以往的推荐性标准增加了电池系统热扩散的测试项目，通过加热或者针刺等方式触发电池单体发生热失控，观察电池系统发生热扩散时电池系统的安全性。希望不发生热失控或者热扩散，但电池单体发生热失控及系统热扩散时，要求电池系统一定时间内不能发生着火/爆炸的现象，尽量降低安全事故发生时的严重性和对乘员的伤害，目前规定的时间是不小于五分钟，有些企业将该时间要求提高到了半小时，甚至一小时以上，给乘员足够长的逃生时间。
目前，我们在电池系统的热失控和热扩散控制技术方面取得了重大进展。比如通过电池能量定向释放技术，在发生热扩散的情况下，电池系统的安全性也可以得到有效保证。
问题四：今年，因为疫情影响，全球供应链吃紧，多供应商战略成为各行各业规避供应链风险的必然选择。对于新能源车企来说，面临同时使用多个不同品牌电芯的课题。那么，从技术角度来说，采用不同品牌的电芯组成电池包，是否可行？有没有隐患？
肖成伟：电池包由电芯，电池管理系统，热管理系统等组成，是一个整体，从技术角度来说，使用不同品牌的电芯进行电池包集成完全可行，不会影响电池包的整体性能，前提是选择的电芯性能相同。进行电池系统集成的主机厂要有比较雄厚的电池包集成的技术实力，包括严格的供应商评价体系、电池包技术正向研发能力，设计、制造、测试等都要遵循严苛的企业标准、国家标准以及国际标准，这样才能保证产品品质的安全性、可靠性和一致性。目前测试评价工作还是以新电池为主，电池包全生命周期的评价工作还是需要进一步加强和深入，如电性能的变化以及安全可靠性等等。
问题五：在中国的汽车动力电池领域，除了宁德时代一家独大，还有国轩、比克等出货较大的品牌，此外还有近两年快速崛起的塔菲尔、中兴等品牌，这些电池生厂商的技术和工艺水平是否存在较大的差异？你认为未来会有更多电池品牌出现吗？
肖成伟：目前我们国家已经是全球最大的车用锂电池生产国，一些电池企业在技术的先进性和工艺的成熟度上具备了很强的国际竞争力。我们国家的电池企业，尤其是现在新兴的企业，研发生产电芯统一化标准都很高，这得益于我们国家完善的锂电池产业链，以及较为完善的标准法规和管理体系。不同电池企业之间的技术路线和工艺水平虽有所差异，总体而言有一定产能规模的企业的电芯品质是有保障的，譬如产能规模不能低于3GWh，获得了16949体系认证等等。
不断提高电池的能量密度（包括体积能量密度和重量能量密度）是电动汽车发展的迫切需求，也是技术人员的永恒追求。从技术发展现状和趋势看，三元锂电池，尤其是采用高镍材料的三元锂电池，仍将是目前和今后一段时期的主流技术选择。还是要强调一点，不论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池，安全性的考核与验证，包括新电池、使用中和使用后的电池，都要深入开展，以保证电池在全生命周期使用中的安全可靠性。
汽车电动化的趋势不可逆转，随着中国新能源汽车市场的蓬勃发展，电池市场的规模也将大幅增长，加上国家政策的推动，相信未来几年内会涌现出更多的电池企业，推动我们国家电池技术和产业全球竞争力的进一步提升。
问题六：消费者对于新能源汽车最大的担忧一个是安全，另一个就是电池衰减问题？请问您认为电池衰减的周期在什么样的范围才是合理的？
肖成伟：从理论上讲，电池在使用过程中性能衰减是必然的，通常表现为容量的降低。电池容量的衰减大致表现为先快后慢，一般而言电动车使用的初期电池容量衰减的会比较快一些，之后会逐步平缓。在目前情况下，电池质保期一般来说要求达到8年/16万公里，从国家标准看，容量衰减20%即到了寿命终止的要求了，但在实际使用中，每个人的驾驶习惯不同，使用的方式以及环境不同，对电动汽车的续驶里程的要求和感觉也不相同，一般情况下，电池容量衰减30%左右也是可以接受的。
