全球动力电池技术路线对比分析

中、日、美、德等汽车强国纷纷制定车用动力电池的国家级规划，对动力电池的研发及产业化给予大力支持，以推动动力电池技术的快速进步和市场应用。以下对各国动力定尺的技术路线进行对比分析。

1、中国动力电池技术路线图

中国动力电池发展大致分为三个阶段:

(1)到2020年，动力电池技术提升阶段。新型锂离子电池实现产业化，能量型锂离子电池 单体能量密度达到350Wh/kg，单体成本达到0.6元/Wh，系统循环寿命3000次/10 年。功率型锂离子电池单体能量密度达到 200Wh/kg，单体成本达到1.0 元/Wh，系统循环寿命 3000 次/10 年。动力电池实现智能化制造，产品性能、质量大幅度提升，成本显著降低。

(2)到2025年，动力电池产业发展阶段。新体系电池技术取得显著进展，能量型锂离子电池单体能量密度达到400Wh/kg，单体成本达到0.5元/Wh，系统循环寿命3500 次/12 年。功率型锂离子电池单体能量密度达到250Wh/kg，单体成本达到0.9元/Wh，系统循环寿命4000次/12 年。动力电池产业发展与国际先进水平接轨。

(3)到2030年，动力电池产业成熟阶段。新体系电池实现实用化，能量型锂离子电池单体 能量密度达到 500Wh/kg，单体成本达到0.4元/Wh，系统循环寿命4000次/15 年。功率型锂离子电池单体能量密度达到 300Wh/kg，单体成本达到0.8元/Wh，系统循环寿命5000次/15年。动力电池技术及产业发展处于国际领先水平。

2、日本动力电池技术路线图

日本汽车用动力锂电池分为功率型和能量型两类。按照动力锂电池的用途，将HEV 和PHEV用动力锂电池归类为“比功率重视型动力电池”，将EV用动力电池归类为“能量密度重视型动力电池”。日本汽车用动力电池路线图以电池包为单位设定技术目标值(包括成本、能量密 度和功率密度等)。这些目标值根据评价对象为单体、模组或者电池包的不同而存在较大差异，在实际使用中，以电池包(含BMS)为单位进行评价更能全面反映出动力锂电池的性能。

日本技术路线图将下一代汽车尚未完全普及的时期划分为普及初期和普及期，PHEV 和 EV 将在2020年前后进入普及期。届时，高功率密度动力锂电池能量密度将达到 200Wh/kg，功率密度将达到2500W/kg，成本下降至2万日元/kWh(约1200元/kWh)以下，日历寿命 10-15 年，循环寿命 4000-6000 次。高能量密度动力锂电池能量密度将达到 250Wh/kg，功率密度将 达到 1500W/kg，成本下降至2万日元/kWh(约1200 元/kWh)以下，日历寿命10-15年，循环寿命1000-1500 次。

3、美国动力电池技术路线图

美国能源部能源效率与可再生能源办公室(EERE)于2013年发布《电动汽车普及大挑战蓝图》(EV EveryWhere Grand Challenge Blueprint)，提出 2022年电动汽车发展目标，力图使美国成为世界上第一个能够生产每户家庭都能负担得起的电动汽车的国家。

该蓝图提出的技术目标包括:电池方面，2022年成本要求降低到125美元/kWh，能量密度 要求达到250Wh/kg，体积能量密度要求达到400Wh/L，功率密度要求达到 2000W/kg。轻量 化方面，通过轻量化技术使汽车重量降低30%。电驱系统方面，2022 年成本要求降低到 8 美元/kW，功率重量密度要求达到 1.4kW/kg，功率体积密度要求达到 4kW/kg，能量转换效率 要求达到 94%。

2016 年 7 月，当时的奥巴马政府宣布发起了 Battery500 计划，用五年、投资额 5000 万美元， 打造能量密度 500wh/kg，循环寿命 1000 次的电芯。这一电池的技术路线是高比能锂离子正 极(镍钴锰)和锂金属负极。2017 年这一项目已经实现了 309wh/kg，但循环次数只有 275 次;2018 年，已经实现 350wh/kg，循环次数 150 次。

4、德国动力电池技术路线图

为了推动动力电池产业发展，德国国家电驱动平台发布《锂离子电池技术路线图 2030》。在正极材料方面，近期将推进尖晶石和磷酸盐等材料，中期预计到2020 年之前的亚硫酸盐和 2020 年后的氟硫酸盐将会得到发展。金属氟化物和空气预计在 2030 年左右得到应用。负极材料方面，目前通常采用纳米结构石墨，软碳，硅合金以及 Li 钛酸盐。石墨金属复合材料，非硅基合金以及锂金属负极应该在2020年之前实现中期样品创新。电解质方面，短期采用LiPF6的电解质以及凝胶聚合物电解质。中期采用5V电压平台电解质，并且与5V电池的发展相关。目标2020年电池系统的能量密度达到130Wh/kg，价格达到0.25-0.3欧元/Wh，落后于其它国家要求。

另外，德国联邦政府教科部发展关键技术副总监 Herbert Zeisel 在第 11 届国际电动车用新型 锂电池会议(ABAA11)上表示德国 2015 年电芯能量密度在 90-235Wh/kg，体积能量密度在 200-630Wh/L，日历寿命在 8-10年，成本 180-285 欧元/kWh;未来的发展目标为 2020 年能 量密度达到 350Wh/kg，体积能量密度 750Wh/L，循环寿命 1000 次，日历寿命 15 年，成本 90 欧元/kWh;2030 年能量密度大于 400Wh/kg，体积能量密度大于 750Wh/L，循环寿命 2000 次，日历寿命 20 年，成本 75 欧元/kWh。为了达成目标，将会支持锂离子技术、全固态电池 和新概念电池。

5、各国动力电池技术路线图对比

综合对比来看，中、日、美、德四国在锂离子电池的未来规划上，德国稍落后于其它国家， 国内也未有大规模生产锂离子电池的企业及其相应供应链。美国的未来规划也没有中日两国的规划具体，未来主要的锂电产业链将主要集中在中日韩三国。

中日动力电池技术路线的发展方向基本一致，但日本整体规划目标高于中国。在 PHEV 用动力电池方面，日本只规划到了 2020 年，而中国规划到了 2025 年和 2030 年。对比中日2020 年发展目标，日本在能量密度、比功率、循环寿命方面的规划目标值均远高于中国，在成本指标方面，日本2020年PHEV用动力电池成本约1200元/kWh，比中国目标值低300元。在EV用动力电池方面，日本在能量密度、比功率和成本方面规划目标高于中国，中国则对动力电池循环寿命有较高的要求。能量密度方面，中日2020年目标均为 250Wh/kg，但 2030 年日本的目标达到500Wh/kg，高于中国 350Wh/kg 的目标。比功率方面，日本目标值是中国目标的两倍多，日本未来目标值 均为 1500W/kg，中国未来的目标值均为 700W/kg。循环寿命方面，日本未来目标值均为 1000~ 1500 次，而中国目标值逐年增长，2020 年、2025 年、2030 年依次达到 3000 次、3500 次、4000 次。成本方面，日本2020年目标降到1200元/kWh，中国为1000元/kWh，日本2030年目标降到 600 元/kWh，中国为800 元/kWh。