动力电池竞争力的源泉——标准化制造

2018-07-18      1517 次浏览

行业生产标准不一,使得动力电池缺乏通用性,难以达到标准化、规模化生产,无形中增加了电池的生产成本。同时,由于电池的充放电性能指标等存在差异,导致充电桩呈现多元化和定制化特征。动力电池的标准化制造仍在路上,越早实施标准化生产,越有利于国内实力企业抢占国内外市场先机。


李克强总理在近期召开的国务院常务会议上指出,要打一场制造业的攻坚战,用先进标准倒逼“中国制造”升级。就动力电池行业而言,缺乏统一的生产标准,使得电池缺乏通用性,无法达到标准化、规模化生产,无形中增加了电池的生产成本。动力电池标准的制定实施宜早不宜迟。


动力电池多元化使行业缺乏有效竞争


在政策和市场的双轮驱动下,动力电池市场持续火热。实力动力电池企业扩产,消费品类电池企业转型,传统铅酸电池企业转型,刺激着动力电池产能及产量出现暴增。


但机遇往往与风险并存,国轩高科工程研究院副院长杨续来博士认为,当前动力电池市场也存在不可忽视的危机:产能过剩风险,材料、设备、电芯等细分领域都存在“高端产能不足,低端产能过剩”现象;碳酸锂、六氟磷酸锂等原料价格波动大,导致企业成本压力剧增;三星、LG、三星SDI等国际巨头纷纷抢占中国市场,竞争日趋激烈;安全事故频发,补贴大幅退坡,让下游市场存在遇冷风险。


尤其需要注意的是,充电电池的多元化致使整个电池生产行业缺乏有效竞争。某些生产特殊尺寸的电池生产企业与车企长期保持一对一供货,导致车企不能灵活更换供货商,无法降低采购成本。


若缺失电池的统一标准,那么我国或将引用国外电池标准,这意味着整个电池产业链将向国外倾斜,在装备制造、电池成组、电池打包等环节上要受制于国外标准。


设备标准建设倒逼电池制造标准化


锂电池商业化已有二十多年,市场上的产品尺寸规格却依然极其多样化,没有实现标准化生产。为适应下游电池企业的不同需求,设备企业长期疲于研发生产各种非标设备,抬高生产成本,也让设备的稳定升级变得困难。


锂电池制造必须走上标准统一的道路,不然锂电行业难以发展壮大。深圳吉阳智云科技有限公司总经理阳如坤认为,电池结构不一样、电池规格标准不一样,难以评判品质的高低。同样设备也需要合适的评判标准,需要在制造效率、运转率、尺寸标准、检测条件、安全条件、制造流程等方面进行规范。


锂电设备标准化工作意义重大,将逐步改善行业低端产品横行乱象,促进设备的优化升级,甚至可以倒逼电池走向标准化。德国电池行业则选择先立标准,对电池高度、宽度尺寸、外包装等进行规定,使之适合于汽车安装。有了这个标准,电池可以实现通用、互换。在同样的结构条件、尺寸规格下,电池的各项性能才好比较。


统一设备标准的好处是有了品质高低的评判标准,杜绝不安全设备产品的出现,同时方便“交换”,电池厂维护及更换设备更为便捷。不仅如此,设备标准统一有助于设备企业降低成本、提升产品性能。有了标准,设备企业不需要频繁地开发新设备,研发也能往一个方向走,可以相对稳定地进行设备升级。


设备标准统一对于电池制造企业也是利好。锂电池制造成本分为三大块,即电力、人工、设备折旧(成本占到15%-20%),剩下就是材料成本,其他就是一些较小的费用。从制造角度来看,锂电池制造有很大的提升效率、降低成本的空间,设备标准统一后将有助于设备折旧成本的降低。


目前每个厂家做的电池都不一样,经常更改电池结构、尺寸,每款电池又有新的特点,这样很难将制造工艺摸索至最成熟阶段。电池需要标准化,标准制造才能真正降低成本,提升国产电池竞争力,涌现出一批实力强的企业。


新标准势必带来动力电池行业新景象


即将实施的“新国标”适用范围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级,产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车,基本构成了完整的动力电池系统的标准体系。


新国标GB/T31484、GB/T31485和GB/T31486针对单体电池和模块建立了电性能和安全性能的完整测试体系:既有包括容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等电性能测试,又包括过放电、过充电、短路、跌落、加热、挤压、针刺、海水浸泡、温度循环和低气压等安全性能测试。


其中,工况循环寿命、海水浸泡、温度循环和低气压是QC/T743标准中没有的测试项目,而这几个项目恰恰是电池实际使用和运输过程中的常规检测项目,说明新国标注重模拟电池的实际使用和运输时的性能,反映出新国标对电池使用和运输性能的关注。


新国标GB/T31487.1、GB/T31487.2和GB/T31487.3针对电池包和系统建立了电性能和安全性能的完整测试体系,注重电池系统的整体安全性能。既有容量和能量、功率内阻、无负载容量损失、存储中容量损失、高低温启动功率和能量效率等常规电性能测试。针对系统级的安全防护要求,在此前的标准中是缺失的,新国标GB/T31487.3的发布,弥补了这方面的标准空白。


业内专家表示,新国标明确了动力电池的主要技术参数,其发布实施,将为整车企业和电池企业提供统一的衡量标准,为行业的有序发展提供重要保证。


随着行业的发展,老的标准不能适应新的技术发展,不断进行政策调整是正常现象。由于政策的支持,这几年很多企业进入了电池行业。但是电池产业是一个需要经验沉淀和积累的行业,技术开发的积累,产品安全性的积累,并不是砸了钱就能做好产品。电池行业良莠不齐,新国标的要求,就是把行业朝正确的方向引导。


从执行的时间上看并不匆忙,从电池新国标咨询稿的发布,到定稿、发布,再到真正执行,时间上也给了大半年的时间,对于产品、技术积累不是很深的企业,要调整技术以符合新国标可能比较匆忙,对于积累较深的企业,已经有所准备,操作起来相对简单。


业内电池企业全力备战新国标的执行


动力蓄电池新国标执行大势已定。目前进入前三批单体目录的电池企业有25家,不论是否进入目录,这些企业都要根据新国标进行技术调整。


针对动力蓄电池新国标的强制执行,CATL、比克、普莱德、波士顿等多家电池企业表示,执行电池新国标具有积极意义。此前政策相对宽松,标准体系不健全,使得大批电池企业野蛮生长,产品良莠不齐,劣质低价产品破坏了市场的公平竞争。


通过执行相对更严格、更高的电池标准,能够鼓励企业致力于技术研发,将技术不达标的企业清扫出局,从而达到引导技术进步的目标。


比克动力电池有限公司首席技术官骆兆军表示,虽然政策是推荐性的,没有强制性执行,但是没有通过新国标检测终究不能安心,因此今年年初就开始根据新国标进行一些技术调整,整体压力不大。


除了要满足产品技术指标的要求,外资企业可能还有额外的工作要做。北京波士顿电池技术有限公司高级总监马俊峰表示,政策不稳定,电池标准多,不知道究竟该依照哪个标准做准备。其次,根据《汽车动力蓄电池行业规范条件》,对于外资企业除了产品的技术水平要满足技术标准,还要满足其他条件,例如在境内建厂。


对于今年动力电池市场的供需情况,受去年电池产能供不应求的影响,很多企业都加大了产能布局;今年上半年,由于政策的不稳定性,车企和电池企业都不敢放开手脚,理论上会影响产能和销量。


对于电池市场的判断,普莱德新能源电池科技有限公司副总裁原诚寅介绍,政策的变动并未影响普莱德的订单和销量,公司正在积极为通过系统检测标准做准备。预计今年中低端的电池产品可能会出现过剩的现象,但高品质的电池依然会供不应求。今年和整车厂的订单早已经签订,对产能和销量的影响不大。


动力电池执行新国标已成定局,企业也在积极做准备,但是由于动力电池新国标标准设定相对较高,企业要达到这些标准可能需要更多时间、更高成本。不过,电池企业可以放心的是,即使在今年7月1日之前电池不能进入目录,对今年已签订的订单也不会影响,但是在2017年7月之前必须进入目录,否则就可能在激烈的市场竞争中被淘汰出局。


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