王相宇

摘要:随着经济的快速发展和人们需求的不断增加,中国正面临着巨大的环境压力和能源问题。因此,为了保证生产和生活的正常进行,环境保护已成为研究的重点。文章主要阐述了动力锂电池在新能源汽车的应用与发展,分析了新能源汽车产业发展的核心问题——技术整合创新存在的问题及对策,为新能源汽车产业的发展提供自己的建议和看法。

关键词:锂电池技术;新能源汽车;整合创新

一、新能源汽车核心部件锂离子电池

近些年,新能源汽车产业发展迅速,许多企业和国家都十分关注新能源汽车及其相关配套系统的研究发展和产业发展,中国提出了一系列政策,帮助新能源汽车应用和推广,把发展新能源汽车及锂电池技术创新问题放在战略位置。近几年,在我国政府的支持下,新能源汽车得到了飞速的发展,动力锂电池已经成为新能源汽车的核心技术动力。

动力锂电池已经成为了新能源汽车发展的重要组成部分。当前,全世界都面临着一个共同的问题,那就是保护环境。人类的发展导致了巨大的环境问题,也造成了颇为紧张的能源形势。为了解决这一问题,世界各国的发展正逐步向环境保护和能源安全倾斜。新能源汽车对比燃油汽车具有保护环境的长处,产品由电控系统、电机、电池等部件构成,其中锂电池占据了很高位置。锂电池广泛应用于移动通信和便携式电器中,由于环境和能源的压力,并且锂电池资源丰富成本低性能优越等优势,锂电池将成为未来新能源汽车的一个主要动力源。汽车产业发展规划将纯电驱动在汽车产业中的战略地位,新能源汽车电池技术发展(图1)使得汽车行业进入了一个崭新的发展期。

二、国内外锂离子电池技术整合创新现状及其存在问题

(一)我国锂离子电池技术创新状况

我国的锂离子电池从开始到现在的快速发展,经历了十多年的探索,尽管已经形成了完整的产业链,不过,从目前我国电池产业的发展来看,锂离子电池产业不集中等问题依然存在,相比发达国家,有较大进步空间。我国锂离子电池产业创新获得了一些成就,然而与发达国家有差距,比如:一是技术创新投入还需强化。比亚迪近年来大幅增加了对锂离子电池技术创新的投入。然而,由于基数低,增长的绝对量并不大,而且比亚迪与日本的三洋和韩国的三星在技术创新投资上的差距仍然很大。二是效益偏低,尽管比亚迪公司产品成本低,但是,随着各国锂离子电池水平的发展,市场需求也同步增大。因此,BYD增加了对电池创新的投入,不仅提高了电池的技术水平,而且提高了产品的成本,在实际生产中很少使用创新技术来降低成本。最后是核心和高端技术的缺乏。根据德意志银行调研显示,整车企业最愿意同以下十家汽车锂电池企业合作,1.Johnson Controls-Saft(美国江森自控和和法国Saft的合资公司)2.A123 系统公司(由麻省理工学院、通用电气等投资成立,该公司与大陆集团有合作3.LG 化学(该公司在美国有子公司 Compact Power)4.Ener Del(Ener1和德尔福的合资公司)5.AESC(日产和NEC的合资公司)6.PEVE(丰田和松下的合资公司)7.GS(汤浅电池)8.MAXELL(日立集团)9.三洋电机(现隶属于松下集团)10.三星SDI(现已经是全球最大的锂电池生产企业),反应了我国锂电池厂商技术从数量上占据优势,但质量上同发达国家依然还有差距,真正原创的技术成果相对较少。同时,我国锂离子电池的技术水平也落后于发达国家。高端电池技术的缺乏严重阻碍了我国电池产业的发展。2019年,我国新能源汽车销量已超过33万辆,比往年多4倍,约为全球20%。与世界先进的新能源汽车相比,我国的新能源汽车在技术领域还存在一定的不足。例如,特斯拉在美国的型号电池的范围超过480公里,最高时速250公里/小时,电池储备量为85千瓦时。

锂离子电池的关键材料包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。专家认为,锂离子电池的材料决定了电池的最终性能。目前,中国在新能源汽车和动力电池的研究和应用方面加大了科技投入,结合战略产业培育和科技创新引导,在电动汽车技术的开发和组织方面实施了多项计划,其研发将进入关键阶段。

(二)国外锂离子电池技术创新状况

世界各国均把新能源汽车作为国家战略性产业发展。目前,日本企业和研究机构申请专利的数量居世界第一位,工业化进程也领先于其他国家。日本全固态电池的研究和开发已从最初的高性能电解质材料开发转向解决电池试制、制造技术发展、充放电循环寿命等问题。研究的重点已经进入了尝试将正极材料与阳极材料结合起来,根据不同的应用情况,努力实现大规模生产的生产工艺开发阶段。随着美国能源部科学基金会和国家实验室研究的推进,美国在固态电池研究方面取得了很大的进展,在此基础上,大量的初创企业,如量子景观、Seeo、固体动力、固体能源系统、离子等都被开发出了材料等,这些初创企业以其先进的固态电池技术获得了宝马、大众、现代等汽车巨头和多家风险投资基金的投资。正是通过这些初创企业的技术创新能力,美国才处于全球固态电池研究水平的前沿。从技术路径的角度来看,美国的创业企业选择聚合物电解质和氧化物电解质作为主要技术路径,而金属锂作为阳极。

综上所述,可以观察出近年来新能源汽车技术创新具有多方面的特点。一方面,体现在创新产品的数量在增长,当然,这也符合中国政府对技术产业的三垂直政策,在国家支持下,该产业也在扩大发展,其中,纯电动汽车的创新增长率最为显着。其次,电动汽车连续好几年都保持着创新活动的最高纪录。第三,近年来此类数据仍在逐步上涨,每年在这一领域的发明和创新的数量增加约5~30项。

三、基于锂电池技术我国新能源汽车产业技术创新面临的问题及其原因分析

(一)结构性整合创新存在问题

新能源汽车在其发展创造过程中,从研发开始,到生产,在到投入市场等是一个比较复杂的过程,并且,在这个过程中,需要各种零配件的辅助支撑,以及各种各样复杂的材料技术,然后才可以实现新产品的创造。从新能源汽车到传统汽车产业发生质的转变,并且传统制造汽车过程无法适应于新能源汽车制造,从而限制了该产业的创新发展。

(二)核心技术严重缺失

受传统行业影响,当下绝大多数企业在技术方面都还未较成熟,在与实力突出的国家相比,一目了然。然而,部分企业在引进人才这块也出现了政策疏忽,内部员工对核心的技术链条创新存在明显滞后,同时也缺乏强劲上进心,暂时,靠进口来实现目标,因为没有关键技术限制了国内产业的发展。

四、提高我国新能源汽车产业整合技术创新的对策

我国新能源汽车产业创新落后的问题有创新能力弱、创新想法少、创新效率低。要提升企业的创新能力,有必要对内部管理模式进行创新。在实践中,可以制定严格的评价体系,促进技术创新。车企可以设立内部技术创新奖,加大鼓励力度,支持创新,形成创新合力,新的项目团队可以实现更多的创新成果。另外,单纯依赖个别企业的努力也是难以实现的,如果想高效率的使我国锂离子电池产业的技术创新能力和技术水平追赶至国外发达国家的水平,依然要靠整体力量,使用所有可利用的资源,让整个产业形成合力。

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(作者单位:沈阳师范大学管理学院)

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