动力电池行业春天还需再等五年?

2019-10-03      244 次浏览

据中国汽车工业协会发布数据显示,今年1至7月,我国纯电动汽车产销分别完成38.2万辆和37.3万辆,比上年同期分别增长71%和82.4%。伴随新能源汽车高速增长,动力电池作为新能源汽车的心脏,也进入快速发展期。目前,动力锂电池关键技术、关键材料和产品研究已经取得重大进展。300瓦时/千克目标取得重大突破,已进入规模应用阶段。武汉大学化学与分子科学学院教授艾新平表示,在考虑能耗、载人空间、可载重量等条件下,届时新能源汽车300公里续航里程将成为“标配”。然而,随着相关政策和市场需求变化,动力锂电池市场也出现了低端过剩、高端不足的结构性过剩现象,蓄电池回收再利用体系仍处于完善阶段。


动力电池的未来发展,挑战与机遇并存。近日,在中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛上,宁德时代新能源科技股份有限公司联合创始人、副董事长李平表示,5年后,动力电池产业的春天才会到来,要活到春天,就需要在全产业链打造良性循环。


结构性过剩加快投资兼并


近几年,我国动力锂电池行业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。


目前,在国家科技项目的重点支持下,我国动力锂电池关键技术、关键材料和产品研究已经取得重大进展,虽然小容量功率型动力锂电池技术和产品与国外相比仍有一定差距,但大容量动力锂电池产业发展已经处于国际领先水平,产业化进程已经处于国际领先地位。


目前,世界范围内动力电池市场发展较快的有日本、韩国、美国、中国等国家。日本在锂离子电池领域居技术领先地位,松下、NEC、索尼公司都建有大规模锂离子电池生产线;韩国LG化学供应的锂电池已驱动超过30万辆电动汽车上路;美国制定了动力蓄电池研发路线。我国锂离子电池研究项目一直是“863”重点项目,经过二十多年发展,大部分材料实现了国产化,由追赶期开始向同步发展期过渡,本土总产能居世界第一,支撑了我国新能源汽车示范推广。


近年来,我国锂电池行业规模不断扩大,很大程度上依赖于新能源汽车的蓬勃发展。奔驰、宝马、大众集团、特斯拉在我国加快产业布局,各大锂离子电池生产商也加大了车用动力电池的产能布局,出货量出现了较高幅度的提升。2017年,宁德时代、比亚迪、沃特玛、国轩高科、比克、孚能科技等装机量均超过1吉瓦时。


然而,动力锂电池行业还存在着低端过剩、高端不足的结构性过剩现象。根据有关研究机构统计,2017年我国动力电池产量为44.5吉瓦时,但实际上2017年我国动力电池装机量只有36.24吉瓦时,2017年动力电池整体库存量约占总产量的18.7%。


市场份额正快速向龙头企业集中,中小企业产能将逐渐成为无效产能。据节能与新能源汽车网数据,目前国内动力电池市场中,包括宁德时代(26.1%)、比亚迪(15.5%)等行业前五合计占据超过58%的市场份额。中国电动汽车百人会理事长陈清泰指出,我国动力电池配套企业已经从2015年的大约150家降到2017年的100家左右,三分之一的企业已经被淘汰出局。


一方面是结构性产能过剩,一方面是良好的市场需求前景。这种情况下,近年来我国动力锂电池行业加快了资本运作步伐,投资兼并事项明显增加。据统计,2016年投资金额超20亿元的项目有10个,总投资额超374亿元;2017年大大小小并购案至少30起。


我国动力电池研发技术有望冲击全球第一


6月13日,记者从中科院第二季度例行新闻发布会获悉,中科院研发的多款动力锂电池单体电芯能量密度达到300瓦时/千克目标,达到世界先进水平。我国动力锂电池已经从核心技术研发进入规模应用阶段。


锂电池的性能,由能量密度来表示。一辆纯电动车的续航里程、可靠性很大程度上都取决于电池的能量密度。对消费者来说,安全、续航里程长、寿命长等是消费者选购新能源汽车时考虑的关键性指标,全都能转换成动力电池的能量密度指标。同样重量的电池,能够产生的功率越大,它的能量密度就越大。


艾新平做了一个简单的计算,来说明电池能量密度的重要性。电池单体能量密度达到300瓦时/公斤、系统能量密度达到200瓦时/公斤,那么在考虑能耗、载人空间、可载重量等条件下,将续航里程设计为300公里是合理的配置,但如果在电池能量密度没有进一步提升的情况下,将续航里程设计为500公里,那么能耗也会增加17%左右,整车电池成本也会成倍增加。新能源汽车里程的增加应当基于电池能量密度的提升,类似特斯拉等新能源汽车企业,过于追求续航里程未必是明智之选。


2017年3月,国家工信部等四部委联合颁布《促进汽车动力电池发展行动方案》,要求到2020年,新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/千克。目前,已经有三家企业达到了预定标准,分别是宁德时代新能源、天津力神、国轩高科。三家企业采用的技术路线大同小异,正极为高镍三元,负极是硅碳,技术指标已经接近应用要求。


中国电动汽车百人会执行副理事长、中国科学院院士欧阳明高表示,目前国内外锂离子动力电池技术研发基本处于同一水平,我国锂离子动力电池300瓦时/千克目标现已取得重大突破,当前主要是安全性研究还需进一步加强。


与此同时,锂离子动力电池400瓦时/千克的目标也大有可期。


300瓦时/千克目标的实现,靠的是电池负极材料从碳变成硅碳,要达到400瓦时/千克,需要改变现有的正极材料。目前,我国新能源汽车重点专项取得突破性进展的正是高容量富锂锰基正极材料,中国科学院物理所对富锂锰基正极循环的电压衰减进行改善;北京大学相关团队首次研制出了比容量达400毫安时/克的富锂锰基正极,掌握了400瓦时/千克的关键技术。


另一个近年颇受追捧的概念是固态电池。全固态锂电池具有能量密度高、正极材料选择范围广、系统比能量高等优点,在性能上全面“碾压”传统动力电池。我国在这方面也有布局。近期,中科院宁波材料所与赣锋锂业合作推进固态电池产业化发展,计划2019年量产,2020年产品进入电动汽车市场。


然而,欧阳明高表示,真正意义上的全固态金属锂电池技术仍不成熟,其在固态界面接触性、稳定性、金属锂的可充性等方面存在问题,大规模应用于市场为时尚早。


近日,国家863计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成伟在2018中国新能源动力电池暨储能产业大会新闻发布会上表示,未来三五年内,我国动力电池发展技术有望冲击全球第一。


“退役”电池回收将成新兴市场


随着我国新能源汽车行业快速发展,“退役”动力电池回收利用将成为重要新兴市场。最早一批推向市场的新能源车型电池面临“退役”,如果不能合理处理这些电池,将会对环境和资源安全造成影响,电池回收迫在眉睫。


近日,在中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛上,比亚迪股份有限公司副总裁何龙表示,要实现动力电池的绿色发展,必须考虑电池的回收利用,而且要找到合适的途径,否则将会对产业造成非常大的打击。


今年上半年,国家相关部门先后发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》和《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》,明确动力电池生产企业产品的设计要求、生产要求和回收责任等,到2020年,建立完善动力蓄电池回收利用体系,探索形成动力蓄电池回收利用创新商业合作模式。


《实施方案》还指出,充分落实生产者责任延伸制度,由汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业与综合利用企业等通过多种形式,合作共建、共用废旧动力蓄电池回收渠道。8月1日,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》已经正式实施。


据预测,2018~2019年,动力电池将迎来“退役”高峰期,市场总规模在2020年将超过100亿元,到2025年将达到380亿元。


除了相关政策等推动,动力锂电池回收再利用也是车企降低成本的不二选择。


动力锂电池再利用介于新能源汽车和动力锂电池资源化的中间环节,通过对“退役”动力电池进行拆解、检测和分类后的二次使用,实现动力电池梯级使用,可以降低动力电池30%~60%的成本。


2016年以来,我国密集出台了一系列政策法规,电池回收利用政策体系已初步成型,但整体回收网络体系还很不健全,存在着重视度不足、规模较小等问题。就技术发展而言,无论是梯级利用还是再生利用都还有很大的改进空间。


本文摘自:中国石化杂志第8期


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