解析七大路线图之二：动力电池技术路线图（收藏版）

10月26日，中国汽车工程学会在年会上发布了《节能与新能源汽车技术路线图》，其中包括节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车制造技术的发展路线，未来15年的汽车轻量化技术和动力电池技术。工业和信息化部装备工业司副司长曲国春强调，路线图为汽车行业的发展指明了发展方向，明确了重点和路径，希望成为行业一致的行动指南。

为了详细解读与中国汽车产业发展相关的七条路线图，第一电气网将结合完整版的《节能与新能源汽车技术路线图》，在七篇文章中逐一介绍七条路线的背景和详细发展规划。本文是第二篇：动力电池技术路线图。

相关阅读：第一部分：纯电动和插电式混合动力汽车的技术路线图。

动力电池作为一种储能装置，是电动汽车的核心部件。其性能直接影响电动汽车的市场应用和普通消费者的接受程度，如安全性、能量密度、功率密度、寿命和成本。目前，全球动力电池的研发和产业化主要集中在三个地区，分别位于德国、美国和中国、日本、韩国所在的东亚。目前，锂离子动力电池的生产也主要集中在三个国家。

从技术和产业来看，日本在技术上仍然领先，韩国已经超过日本占据市场份额第一，中国拥有最多的电池企业和最大的产能。我国动力电池产业化主要有四大集群：珠三角、长三角、中原地区和京津冀地区。100多家动力电池企业开展了动力电池和电池系统的研发和产业化，产业资本投入超过1000亿，形成了400多亿瓦时的年产能，技术研发和产业发展取得显著进展。

在技术方面，动力电池单元和模块已经通过了GB/T31485的安全要求，但电池系统的安全性还有待进一步验证和提高。关键材料基本实现国产化，单体技术水平与国外基本持平。形成了较为完整的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造技术，生产线逐步从半自动中试转向全自动大规模制造。产品的一致性和一致性、系统集成技术和生产自动化需要迎头赶上。

动力电池的发展与需求

在未来相当长的一段时间内，中国的节能和新能源汽车将重点推广插电式混合动力汽车和纯电动企业等新能源汽车，迫切需要动力电池降低成本、提高性能。迫切需要开发新型锂离子电池和新系统电池，提高动力电池的智能制造水平，完善验证测试方法和标准体系，这既是我国节能和新能源汽车的发展需求，也是我国动力电池发展的重点任务。

在此背景下，中国动力电池的发展分为三个阶段：2020年，技术升级阶段。新型锂离子电池已实现工业化。能量型锂离子电池的比能量为350Wh/kg，能量型动力电池的比能为200Wh/kg。动力电池的智能制造极大地提高了产品性能和质量，并显著降低了成本。纯电动汽车的经济性与传统汽油车基本相同，插电式混合动力汽车已进入普及应用阶段。

2025年，工业发展阶段。在……方面取得了显著进展……

w动力电池技术。动力电池产业发展与国际先进水平接轨，形成2-3家具有较强国际竞争力的大型动力电池公司，国际市场占有率达30%。固态电池、锂硫电池、金属空气电池等电池新技术不断取得突破，比能达到400Wh/kg以上。到2030年，该行业走向成熟。新型电池系统实用，电池单体比能达到500Wh/kg以上，成本进一步降低。动力电池技术和产业发展处于国际领先水平。

电动汽车电池技术路线图

电动汽车新系统电池技术路线图

固态电池：2020年，将逐步实现固体电解质、高比能阴极材料合成和三维骨架结构锂合金构建技术，并制造300Wh/kg小容量单电池样品。2025年，固态电池接口控制技术将实现400Wh/kg大容量单体电池的样品和成组技术。到2030年，固态电池开始推广应用。

锂硫电池：2020年将实现锂电池粉化抑制技术、碳硫电极微观结构控制和单体电池制备技术。到2025年，大容量动力电池将得到展示和应用。到2030年，锂硫电池开始推广应用。

金属空气电池：从2020年到2030年，廉价氧气催化材料的技术开发；水性金属空气电池的技术开发。研究了有机锂电池空气电池在氧气环境中的反应机理；锂电极界面保护技术的发展。2020年，廉价的氧气催化材料技术和水性金属空气电池技术将投入实际使用；同时，在空气环境研究、选择性防水隔膜技术开发和大容量单体电池制备工艺等方面取得了进展。

PHEV电池技术路线图

技术路线图关键材料（阴极）

高镍材料：目前国内只有少数制造商具备高镍材料的初步生产能力，但产品性能和一致性仍需进一步提高，关键设备的技术水平和可靠性与国外相去甚远。为了取得突破，有必要研究涂层元素和涂层量对材料残余碱含量和电化学财产的影响，并确定有利于降低残余碱含量、提高材料电化学财产的最佳涂层参数组合。提高氧气气氛焙烧设备等关键设备的技术水平和可靠性。预计2020年比容量将超过225毫安时/克。

高压材料：提高电池充电截止电压是提高锂离子能量密度最直接、最有效的手段和方法。高压材料需要大大提高安全性能和循环稳定性。国内生产线水平与质量控制水平仍有很大差距。要实现突破，可以对原材料进行逐批检验，有针对性地对整个过程的工艺参数进行控制和控制，从而实现生产过程的智能化。

富锂氧化物固溶体材料：目前，这种材料的电压衰减快、倍率性能差、循环稳定性差，限制了其广泛应用。通过在层状富锂氧化物固溶体材料表面涂覆各种金属，隔离了电解质对材料表面结构的腐蚀；

通过在体相中用高价金属掺杂材料，提高了材料的首次充放电效率，并减少了副反应的发生。

技术路线图关键材料（负极）

石墨材料：中国石墨材料比日本日立化学、三菱化学、日本炭素、JEF、昭和电气等具有优势。石墨阳极的供应主要来自中国企业，日本企业在材料改性方法、质量和控制方面有自己的特点。下一阶段的目标是进一步提高反向能力和压实密度，降低成本。这就需要表面涂层等技术来改善材料的可加工性和电化学财产，并加强材料在生产过程中的一致性和稳定性控制能力。

无定形碳材料：从理化参数等指标来看，与国外先进企业相比，国内企业表现相同。材料的主要缺陷需要改进，表面改性、材料结构调整等关键技术需要攻克。在下一阶段，应通过涂层和掺杂来提高第一效率，并优化生产工艺，逐步降低成本；软碳的发展趋势主要是通过掺杂、改性等改性处理来提高其比容量和第一效率。

硅碳材料：目前，许多国内外阳极材料制造商已经开始开发和商业化硅碳阴极，但大多处于研究阶段和小规模批量生产阶段。主要在于需要进一步完善纳米技术和材料结构建设等关键技术。下一阶段的目标是在保持高比容量的同时，进一步提高其库仑效率和循环性能，并逐步降低成本。

技术路线图关键材料（隔膜）

2020年，将开展优质PE隔膜和PP隔膜的规模化生产，优质陶瓷隔膜的规模生产和相关设备的国产化，以及新型高安全隔膜的示范生产。2025年，大规模生产高安全性复合隔膜；锂离子导电涂层复合隔膜产业化和耐高压隔膜产业化。到2030年，将大规模生产具有高安全性和高耐压性的高性能隔膜；固体电解质产业化。

技术路线图关键材料（电解质）

技术路线图回收

从2015年到2020年，我们将从手动拆卸过渡到自动拆卸，开发自动拆卸设备，提高回收材料的性能。镍、钴、锰材料的回收率将达到90%以上；发展锂回收产业技术，实现收益；

发展石墨回收技术，突破资源再生。

从2021到2025年，自动拆卸技术取得突破，朝着电池回收行业2.0的方向发展，实现了全自动化。拆解技术智能化，在拆解过程中物料分拣率达到80%。研发用于电线杆的改性阳极材料，提高回收材料的性能，镍、钴、锰材料的回收率达到95%以上。完善锂回收技术，使锂回收率达到90%以上，实现石墨回收全自动产业化。

2026年至2030年，智能拆解将实现低损耗、低投资、高效率和智能化操作，拆解过程中的物料分拣率将达到95%。镍、钴和锰材料的回收率超过99%。开发阳极和阴极材料的联合回收技术，实现电池使用回收电池循环系统。打造智能、高效、低成本的锂回收生产线，实现石墨回收率95%以上。

技术路线图阶梯利用率

监测技术：优化完善动力电池运行状态监测系统，实现对省域在用车辆动力电池的实时监测。提高监测系统的准确性和适用性，实现对全国在用汽车动力电池的实时监测。建立完善、准确的在用新能源汽车动力电池监测系统，实现监测平台的完全集成。

评估技术：开放和完善动力电池健康状况分析工具和模型，快速高效地评估动力电池状况。

分选技术：开发完善动力电池电芯分选技术，创造动力电池分选方法，提高分选效率，实现动力电池无损、高效、自动分选。

集团集成技术：开发动力电池单体性能一致性修复技术，实现同类型动力电池模块的标准化设计。构建全自动、高效、高产率的动力电池组集成技术。实现动力电池模块的全部标准化设计，建立标准化的梯级利用电源系统。

效益分析：建立再利用效益的初步分析方法，建设动力电池梯级利用示范项目。完成重复使用场景分析，建立动力电池梯级利用的利润模型。扩展新的重用场景，提高级联利用效率。10月26日，中国汽车工程学会在年会上发布了《节能与新能源汽车技术路线图》，其中包括节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车制造技术的发展路线，未来15年的汽车轻量化技术和动力电池技术。工业和信息化部装备工业司副司长曲国春强调，路线图为汽车行业的发展指明了发展方向，明确了重点和路径，希望成为行业一致的行动指南。

为了详细解读与中国汽车产业发展相关的七条路线图，第一电气网将结合完整版的《节能与新能源汽车技术路线图》，在七篇文章中逐一介绍七条路线的背景和详细发展规划。本文是第二篇：动力电池技术路线图。

相关阅读：第一部分：纯电动和插电式混合动力汽车的技术路线图。

动力电池作为一种储能装置，是电动汽车的核心部件。其性能直接影响电动汽车的市场应用和普通消费者的接受程度，如安全性、能量密度、功率密度、寿命和成本。目前，全球动力电池的研发和产业化主要集中在三个地区，分别位于德国、美国和中国、日本、韩国所在的东亚。目前，锂离子动力电池的生产……

ies也主要集中在三个国家。

从技术和产业来看，日本在技术上仍然领先，韩国已经超过日本占据市场份额第一，中国拥有最多的电池企业和最大的产能。我国动力电池产业化主要有四大集群：珠三角、长三角、中原地区和京津冀地区。100多家动力电池企业开展了动力电池和电池系统的研发和产业化，产业资本投入超过1000亿，形成了400多亿瓦时的年产能，技术研发和产业发展取得显著进展。

在技术方面，动力电池单元和模块已经通过了GB/T31485的安全要求，但电池系统的安全性还有待进一步验证和提高。关键材料基本实现国产化，单体技术水平与国外基本持平。形成了较为完整的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造技术，生产线逐步从半自动中试转向全自动大规模制造。产品的一致性和一致性、系统集成技术和生产自动化需要迎头赶上。

动力电池的发展与需求

在未来相当长的一段时间内，中国的节能和新能源汽车将重点推广插电式混合动力汽车和纯电动企业等新能源汽车，迫切需要动力电池降低成本、提高性能。迫切需要开发新型锂离子电池和新系统电池，提高动力电池的智能制造水平，完善验证测试方法和标准体系，这既是我国节能和新能源汽车的发展需求，也是我国动力电池发展的重点任务。

在此背景下，中国动力电池的发展分为三个阶段：2020年，技术升级阶段。新型锂离子电池已实现工业化。能量型锂离子电池的比能量为350Wh/kg，能量型动力电池的比能为200Wh/kg。动力电池的智能制造极大地提高了产品性能和质量，并显著降低了成本。纯电动汽车的经济性与传统汽油车基本相同，插电式混合动力汽车已进入普及应用阶段。

2025年，工业发展阶段。新型动力电池技术取得了显著进展。动力电池产业发展与国际先进水平接轨，形成2-3家具有较强国际竞争力的大型动力电池公司，国际市场占有率达30%。固态电池、锂硫电池、金属空气电池等电池新技术不断取得突破，比能达到400Wh/kg以上。到2030年，该行业走向成熟。新型电池系统实用，电池单体比能达到500Wh/kg以上，成本进一步降低。动力电池技术和产业发展处于国际领先水平。

电动汽车电池技术路线图

电动汽车新系统电池技术路线图

固态电池：2020年，将逐步实现固体电解质、高比能阴极材料合成和三维骨架结构锂合金构建技术，并制造300Wh/kg小容量单电池样品。2025年，固态电池接口控制技术将实现400Wh/kg大容量单体电池的样品和成组技术。到2030年，固态电池开始推广应用。

锂硫电池：2020年将实现锂电池粉化抑制技术、碳硫电极微观结构控制和单体电池制备技术。到2025年，大容量动力电池将得到展示和应用。到2030年，锂硫电池开始推广应用。

金属空气电池：从2020年到2030年，廉价氧气催化材料的技术开发；

水性金属空气电池的技术开发。研究了有机锂电池空气电池在氧气环境中的反应机理；锂电极界面保护技术的发展。2020年，廉价的氧气催化材料技术和水性金属空气电池技术将投入实际使用；同时，在空气环境研究、选择性防水隔膜技术开发和大容量单体电池制备工艺等方面取得了进展。

PHEV电池技术路线图

技术路线图关键材料（阴极）

高镍材料：目前国内只有少数制造商具备高镍材料的初步生产能力，但产品性能和一致性仍需进一步提高，关键设备的技术水平和可靠性与国外相去甚远。为了取得突破，有必要研究涂层元素和涂层量对材料残余碱含量和电化学财产的影响，并确定有利于降低残余碱含量、提高材料电化学财产的最佳涂层参数组合。提高氧气气氛焙烧设备等关键设备的技术水平和可靠性。预计2020年比容量将超过225毫安时/克。

高压材料：提高电池充电截止电压是提高锂离子能量密度最直接、最有效的手段和方法。高压材料需要大大提高安全性能和循环稳定性。国内生产线水平与质量控制水平仍有很大差距。要实现突破，可以对原材料进行逐批检验，有针对性地对整个过程的工艺参数进行控制和控制，从而实现生产过程的智能化。

富锂氧化物固溶体材料：目前，这种材料的电压衰减快、倍率性能差、循环稳定性差，限制了其广泛应用。通过在层状富锂氧化物固溶体材料表面涂覆各种金属，隔离了电解质对材料表面结构的腐蚀；通过在体相中用高价金属掺杂材料，提高了材料的首次充放电效率，并减少了副反应的发生。

技术路线图关键材料（负极）

石墨材料：中国石墨材料比日本日立化学、三菱化学、日本炭素、JEF、昭和电气等具有优势。石墨阳极的供应主要来自中国企业，日本企业在材料改性方法、质量和控制方面有自己的特点。下一阶段的目标是进一步提高反向能力和压实密度，降低成本。这就需要表面涂层等技术来改善材料的可加工性和电化学财产，并加强材料在生产过程中的一致性和稳定性控制能力。

无定形碳材料：从理化参数等指标来看，与国外先进企业相比，国内企业表现相同。材料的主要缺陷需要改进，表面改性、材料结构调整等关键技术需要攻克。在下一阶段，应通过涂层和掺杂来提高第一效率，并优化生产工艺，逐步降低成本；

软碳的发展趋势主要是通过掺杂、改性等改性处理来提高其比容量和第一效率。

硅碳材料：目前，许多国内外阳极材料制造商已经开始开发和商业化硅碳阴极，但大多处于研究阶段和小规模批量生产阶段。主要在于需要进一步完善纳米技术和材料结构建设等关键技术。下一阶段的目标是在保持高比容量的同时，进一步提高其库仑效率和循环性能，并逐步降低成本。

技术路线图关键材料（隔膜）

2020年，将开展优质PE隔膜和PP隔膜的规模化生产，优质陶瓷隔膜的规模生产和相关设备的国产化，以及新型高安全隔膜的示范生产。2025年，大规模生产高安全性复合隔膜；锂离子导电涂层复合隔膜产业化和耐高压隔膜产业化。到2030年，将大规模生产具有高安全性和高耐压性的高性能隔膜；固体电解质产业化。

技术路线图关键材料（电解质）

技术路线图回收

从2015年到2020年，我们将从手动拆卸过渡到自动拆卸，开发自动拆卸设备，提高回收材料的性能。镍、钴、锰材料的回收率将达到90%以上；发展锂回收产业技术，实现收益；发展石墨回收技术，突破资源再生。

从2021到2025年，自动拆卸技术取得突破，朝着电池回收行业2.0的方向发展，实现了全自动化。拆解技术智能化，在拆解过程中物料分拣率达到80%。研发用于电线杆的改性阳极材料，提高回收材料的性能，镍、钴、锰材料的回收率达到95%以上。完善锂回收技术，使锂回收率达到90%以上，实现石墨回收全自动产业化。

2026年至2030年，智能拆解将实现低损耗、低投资、高效率和智能化操作，拆解过程中的物料分拣率将达到95%。镍、钴和锰材料的回收率超过99%。开发阳极和阴极材料的联合回收技术，实现电池使用回收电池循环系统。打造智能、高效、低成本的锂回收生产线，实现石墨回收率95%以上。

技术路线图阶梯利用率

监测技术：优化完善动力电池运行状态监测系统，实现对省域在用车辆动力电池的实时监测。提高监测系统的准确性和适用性，实现对全国在用汽车动力电池的实时监测。建立完善、准确的在用新能源汽车动力电池监测系统，实现监测平台的完全集成。

评估技术：开放和完善动力电池健康状况分析工具和模型，快速高效地评估动力电池状况。

分选技术：开发完善动力电池电芯分选技术，创造动力电池分选方法，提高分选效率，实现动力电池无损、高效、自动分选。

集团集成技术：开发动力电池单体性能一致性修复技术，实现同类型动力电池模块的标准化设计。构建全自动、高效、高产率的动力电池组集成技术。实现动力电池模块的全部标准化设计，建立标准化的梯级利用电源系统。

效益分析：建立再利用效益的初步分析方法，建设动力电池梯级利用示范项目。完成重复使用场景分析，建立动力电池梯级利用的利润模型。扩展新的重用场景，提高级联利用效率。

标签：三菱

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