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我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
1我國(guó)鋰電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.12017年發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)我國(guó)化學(xué)和物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)分析,2017年我國(guó)鋰電池銷售收入達(dá)到1589億元,比2016年的1330億元,同比上升19.5%。鋰電池的產(chǎn)量由873億Wh上升到1009億Wh,同比上升15.6%。重要是由于新能源汽車動(dòng)力鋰電池和儲(chǔ)能用電池市場(chǎng)的快速上升。其中,消費(fèi)類電子產(chǎn)品用鋰電池銷售收入由695億元上升到757億元,同比上升約9%,產(chǎn)量由490億Wh,同比上升7%,達(dá)到524億Wh。新能源汽車及電動(dòng)自行車用動(dòng)力鋰電池銷售收入由600億元,同比上升30%,達(dá)到780億元;產(chǎn)量由330億Wh,同比上升35%,達(dá)到446億Wh。儲(chǔ)能用鋰電池銷售收入由35億元,同比上升48%,達(dá)到52億元,產(chǎn)量由25億Wh,上升到39億Wh,同比上升55%,2014-2017年我國(guó)鋰電池產(chǎn)銷,如表1所示。
2017年度我國(guó)鋰電池銷售收入前30強(qiáng)公司銷售收入合計(jì)達(dá)到1223.03億元,占2017年我國(guó)鋰電池銷售收入總和的77%。2017年我國(guó)鋰電池銷售收入30強(qiáng)公司如表2所示。
我國(guó)化學(xué)和物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)劉彥龍秘書長(zhǎng)
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
表12014-2017年我國(guó)鋰電池產(chǎn)銷
2017年我國(guó)鋰電池出口量約為17.11億只,2016年出口量約為15.17億只,和上一年相比,同比上升了12.79%。2017年鋰電池出口額約為80.48億美元,2016年出口額約為68.41億美元,同比上升了17.64%。2017年我國(guó)鋰電池出口方向,數(shù)量及出口額如表3所示。2017年我國(guó)鋰電池出口額20強(qiáng)公司如表4所示,2017年我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量前20強(qiáng)公司如表5所示。
2017年各種車型動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量合計(jì)為369.1億Wh,其中磷酸鐵鋰(LFP)為180.7億Wh,占總體的49.0%;三元材料(NCM)為165.6億Wh,占總體的44.9%;錳酸鋰(LMO)為15.4億Wh,占總體的4.2%;鈦酸鋰(LTO)為7.4億Wh,占總體的2.1%。2017年各種車型的動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量及占比見表6所示。
2017年鋰電池正極材料公司產(chǎn)量排名:根據(jù)對(duì)18家磷酸鐵鋰公司的統(tǒng)計(jì),磷酸鐵鋰產(chǎn)量為72918t,前十家公司總產(chǎn)量為66538t,占比91.3%,磷酸鐵鋰前十大公司按產(chǎn)量大小順序?yàn)樨愄厝?、湖南升華、比亞迪、安達(dá)科技、北大先行、德方納米、合肥國(guó)軒、重慶特瑞、江蘇樂(lè)能、斯特蘭;根據(jù)對(duì)29家三元材料公司的統(tǒng)計(jì),總產(chǎn)量為129380t,前十大公司總產(chǎn)量為81160t,占比62.7%。三元材料前十大公司分別為寧波金和、優(yōu)美科、湖南杉杉、金瑞科技、北京當(dāng)升、深圳振華、湖南瑞翔、廈門鎢業(yè)、無(wú)錫凱力克、湖南桑頓。
表22017年我國(guó)鋰電池銷售收入30強(qiáng)公司
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
表32017年我國(guó)鋰電池出口
表42017年我國(guó)鋰電池出口額20強(qiáng)公司
表52017年我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量前20強(qiáng)公司
表62017年各種車型動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量及占比
根據(jù)對(duì)11家鈷酸鋰公司的統(tǒng)計(jì),總產(chǎn)量為51750t,前5家公司產(chǎn)量為42000t,占比81.2%;前3家為33500t,占比64.7%。鈷酸鋰前十大公司分別為天津巴莫、湖南杉杉、廈門鎢業(yè)、盟固利、北大先行、當(dāng)升科技、湖南瑞翔、江門科恒、廣州融捷、湖南美特。
根據(jù)對(duì)2017年13家錳酸鋰材料公司的統(tǒng)計(jì),總產(chǎn)量為32500t,前10家的總產(chǎn)量為29200t,前5家的為18300t,占比56.3%。錳酸鋰材料前十大公司為湖南桑頓、中信大錳、淄博科源、青島乾運(yùn)、中天光源、江西智鋰、湖南信達(dá)、濟(jì)寧無(wú)界、天津通一、河北強(qiáng)能。
2017年鋰電池重要正極材料公司銷售收入如表7所示。
2017年鋰電池負(fù)極材料公司產(chǎn)量排名如表8所示。根據(jù)對(duì)15家負(fù)極材料公司的統(tǒng)計(jì),總產(chǎn)量為170500t,占比為92%。前7家產(chǎn)量都超過(guò)1萬(wàn)t,前3家總產(chǎn)量為95000t,占比55.7%。2017年鋰電池負(fù)極材料前三大公司銷售收入:深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司為150989萬(wàn)元,上海杉杉科技有限公司為148223萬(wàn)元,江西紫宸科技有限公司為147392萬(wàn)元。
表72017年鋰電池重要正極材料公司銷售收入
表82017年鋰電池負(fù)極材料公司產(chǎn)量排名
2017年鋰電池電解液公司產(chǎn)量排名如表9所示。根據(jù)對(duì)14家電解液公司的統(tǒng)計(jì),總產(chǎn)量為110106t,前10家公司總產(chǎn)量為95595t,占比86.8%;前3家公司總產(chǎn)量為50880t,占比為46.2%。重要電解液公司銷售收入情況如表10所示。
表92017年鋰電池電解液公司產(chǎn)量排名
表102017年鋰電池重要電解液公司銷售收入
2017年鋰電池隔膜公司產(chǎn)量排名如表11所示。根據(jù)對(duì)13家隔膜公司的統(tǒng)計(jì),總產(chǎn)量為13.76億m2,前10家總產(chǎn)量為12.79億m2,占比92.9%,前8家總產(chǎn)量都超過(guò)1億m2。2017年鋰電池重要隔膜公司銷售收入如表12所示。
表112017年鋰電池隔膜公司產(chǎn)量排名
表122017年鋰電池重要隔膜公司銷售收入
2017年鋰電池部分設(shè)備公司銷售收入如表13所示。2017年鋰電池組重要公司銷售收入如表14所示。
表132017年鋰電池部分設(shè)備公司銷售收入
表142017年鋰電池組重要公司銷售收入
1.22018年發(fā)展現(xiàn)狀
(1)2018年1-十一月我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量統(tǒng)計(jì)
2018年1-十一月我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量前20強(qiáng)公司如表15所示,占同期動(dòng)力鋰電池總裝機(jī)量的93.4%。2018年1-十一月我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量統(tǒng)計(jì)中磷酸鐵鋰(LFP)為161.1億Wh,36.6%;三元(NCM)為269.6億Wh,61.2%;錳酸鋰(LMO)為6.6億Wh,1.5%;鈦酸鋰(LTO)為3.3億Wh,0.74%;合計(jì)440.6億Wh。2018年1-十一月各種車型動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量如表16所示。
表152018年1-十一月我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量前20強(qiáng)公司
表162018年1-十一月各種車型動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量
三元電池:裝機(jī)量為269.6億Wh,占裝機(jī)量61.2%。從配套車輛類型來(lái)看,重要配套在新能源乘用車上,占比92.1%。磷酸鐵鋰電池:裝機(jī)量為161.1億Wh,占裝機(jī)量36.6%;從配套車型類別來(lái)看,磷酸鐵鋰電池重要配套在新能源客車上,市場(chǎng)占有率為72.2%,重要集中在10m以上的新能源客車中。錳酸鋰電池:裝機(jī)量為6.6億Wh,占裝機(jī)量的1.5%;重要應(yīng)用在新能源客車上,占比62.1%。鈦酸鋰電池:裝機(jī)量為3.3億Wh,占裝機(jī)量的0.74%;重要作為快充電池應(yīng)用在新能源客車上。
在各類動(dòng)力鋰電池方面,目前市場(chǎng)重要以三元電池和磷酸鐵鋰電池占據(jù)主導(dǎo)地位;從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,三元電池占比將快速提升。
2018年1-十一月各種形狀電池配套量及在各種車輛的占比如表17所示。
表172018年1-十一月各種形狀電池配套量及在各種車輛的占比
總體來(lái)說(shuō),方型、圓柱型和軟包三種封裝類型的動(dòng)力鋰電池各有優(yōu)勢(shì),也各有不足,每種電池都有自己主導(dǎo)的領(lǐng)域,方型三元電池重要應(yīng)用在新能源乘用車上,方型磷酸鐵鋰電池重要應(yīng)用在新能源客車上。
隨著補(bǔ)貼政策對(duì)整車技術(shù)越來(lái)越高的要求,系統(tǒng)比能量成為重要的考核指標(biāo)。相同材料的單體電池,由于不同的封裝形式,單體系統(tǒng)比能量有著一定的差距。由鋁塑復(fù)合膜封裝的軟包鋰電池比起鋁殼封裝的方型電池和鋼殼封裝的圓柱型電池質(zhì)量都要輕,而且內(nèi)阻小,安全保障高等優(yōu)勢(shì)吸引了一大批制造商的目光。預(yù)計(jì)未來(lái)軟包動(dòng)力鋰電池在新能源汽車市場(chǎng)比重有望達(dá)到50%。
(1)動(dòng)力鋰電池行業(yè)特點(diǎn):市場(chǎng)集中度顯著提高
2016年以來(lái),動(dòng)力鋰電池行業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)性過(guò)剩。隨著國(guó)家政策的深度調(diào)整,動(dòng)力鋰電池行業(yè)集中度將持續(xù)提升。
2016年前20強(qiáng)公司裝機(jī)量占比為83.1%,前5家公司裝機(jī)量占比為64.5%。
2017年前20家公司裝機(jī)量為320.9億Wh,占比87%;前5家公司裝機(jī)量為223.43億Wh,占60.5%。
2018年前11個(gè)月前20家公司裝機(jī)量為411.72億Wh,占比為93.5%;前5家公司裝機(jī)量占比為75.7%。前2家占63.1%。
2018年各個(gè)公司面對(duì)著補(bǔ)貼大幅度下降、比能量及續(xù)航門檻大幅提高、公司緊張等多重壓力,無(wú)論是二三線梯隊(duì)公司,還是被邊緣化的動(dòng)力鋰電池公司,均有被淘汰出局的風(fēng)險(xiǎn)。
2018年三元?jiǎng)恿︿囯姵卣急让黠@提升,從市場(chǎng)需求看,乘用車將是未來(lái)新能源汽車上升的主力。由于補(bǔ)貼政策的引導(dǎo)和三元電池本身的高密度特性更能滿足新能源乘用車市場(chǎng)的需求,從國(guó)內(nèi)主流電池生產(chǎn)公司的數(shù)據(jù)看,三元電池已成為電池技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。盡管磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)大客車領(lǐng)域擁有廣闊的市場(chǎng),但隨著技術(shù)的進(jìn)步,三元電池的成本逐步降低,以及安全性的逐步提高,其對(duì)磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)份額將造成明顯沖擊。隨著三元電池的安全性逐步得到驗(yàn)證,加之消費(fèi)市場(chǎng)有關(guān)續(xù)航里程的需求提升,國(guó)家政策又傾向扶持高比能量動(dòng)力鋰電池,高鎳三元材料電池被業(yè)界普遍看好,吸引眾多動(dòng)力鋰電池公司的積極布局。三元電池公司多在集中布局高鎳三元電池的研發(fā),技術(shù)路線從目前主流的NCM523體系向NCM622、NCM811和NCA快速地推進(jìn)。2020年補(bǔ)貼取消后,磷酸鐵鋰電池、三元電池和錳酸鋰電池將會(huì)擁有各自的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展空間。
(2)電池安全性應(yīng)引起公司高度重視
三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池比能量、降低材料成本等方面具有明顯優(yōu)勢(shì),但安全性和穩(wěn)定性問(wèn)題卻較為突出。由于高鎳三元正極材料的技術(shù)壁壘較高,在制備工藝、設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通三元材料,國(guó)產(chǎn)高鎳三元材料走向成熟仍要克服多項(xiàng)技術(shù)難題。公司為得到更高的補(bǔ)貼,在提高系統(tǒng)比能量的要求下,降低了電池系統(tǒng)的熱管理要求,存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。另外,大部分公司在三元電池生產(chǎn)方面還缺乏足夠的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累,電池的安全性和壽命都有待檢驗(yàn)。公司應(yīng)高度重視電池單體和系統(tǒng)的安全性。
(3)補(bǔ)貼下調(diào)敦促全產(chǎn)業(yè)降成本
預(yù)計(jì),2019年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步降低、門檻進(jìn)一步提高,直到2020年后補(bǔ)貼完全取消。補(bǔ)貼下調(diào)使得動(dòng)力鋰電池環(huán)節(jié)首先受到?jīng)_擊,同時(shí),上游鈷、鎳等原材料價(jià)格的上漲,動(dòng)力鋰電池公司的利潤(rùn)空間正在一點(diǎn)點(diǎn)被吞噬,電池公司短時(shí)間內(nèi)壓縮成本的意愿十分強(qiáng)烈。
電池公司將通過(guò)向上游隔膜、電解液、負(fù)極、正極等環(huán)節(jié)壓價(jià)等"降本"措施及提高比能量、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;a(chǎn)等"增效"措施來(lái)盡可能彌補(bǔ)。
2我國(guó)鋰電池市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
2.1新能源汽車成為國(guó)內(nèi)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展方向
2015年十月三十日,工業(yè)和信息化部正式公布《〈我國(guó)制造2025〉重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖(2015年版)》?!段覈?guó)制造2025》提出純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車、燃料動(dòng)力鋰電池汽車、節(jié)能汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車是國(guó)內(nèi)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的方向,并分別提出了2020年、2025年的發(fā)展目標(biāo)。
隨著新能源汽車在家庭用車、公務(wù)用車和公交客車、出租車、物流用車等領(lǐng)域的大量普及,2020年我國(guó)新能源汽車的年銷量將達(dá)到汽車市場(chǎng)需求總量的5%以上,2025年增至20%左右。在國(guó)家碳排放總量目標(biāo)和一次能源替代目標(biāo)需求下,2030年新能源汽車年銷量占比將繼續(xù)大幅提高,規(guī)模超過(guò)千萬(wàn)輛。
2016年十月二十六日公布的《節(jié)能和新能源汽車技術(shù)路線圖》指出:隨著新能源汽車在家庭用車、公交客車、出租車、物流用車、公務(wù)用車等領(lǐng)域的大量普及,至2030年,新能源汽車逐漸成為主流產(chǎn)品,汽車產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。至2020年,新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達(dá)到7%以上。至2025年,新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達(dá)到20%以上。至2030年,新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達(dá)到40%以上。
國(guó)家對(duì)動(dòng)力鋰電池提出明確發(fā)展目標(biāo)為:
(1)《節(jié)能和新能源汽車國(guó)家規(guī)劃(2012-2020)》
電池模塊的比容量達(dá)到300Wh/kg以上,成本降至1.5元/Wh以下。
(2)"十三五"計(jì)劃-新能源汽車重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)(2016-2020)
產(chǎn)業(yè)化的鋰電池比能量達(dá)到300Wh/kg以上,成本降至0.8元/Wh以下;電池系統(tǒng)比能量達(dá)到200Wh/kg以上,循環(huán)壽命達(dá)到1200次以上,成本降至1.2元/Wh以下;新型鋰電池比能量達(dá)到400Wh/kg以上,新體系電池比能量達(dá)到500Wh/kg以上。
(3)《我國(guó)制造2025》
2020年:電池比能量達(dá)到300Wh/kg;2025年:電池比能量達(dá)到400Wh/kg;2030年:電池比能量達(dá)到500Wh/kg。
(4)汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃
2020年:電池比能量達(dá)到300Wh/kg以上,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350Wh/kg,系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下;2025年:電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350Wh/kg。
2.2雙積分政策實(shí)行,外資車企將加速在華新能源汽車布局
《乘用車公司平均燃料消耗量和新能源汽車積分并行管理辦法》自2018年四月一日起施行,2019年起正式考核。根據(jù)辦法,2019-2020年,車企銷售車輛中新能源汽車積分比例分別為10%和12%。雙積分政策的推出,外資車企為了適應(yīng)政策要求,加快和國(guó)內(nèi)新能源汽車公司的合資步伐,這將推動(dòng)海外(尤其是歐洲)傳統(tǒng)車企加緊電動(dòng)汽車在華布局,合資和自主的較量將在電動(dòng)汽車領(lǐng)域再次上演,國(guó)內(nèi)核心零部件供應(yīng)商迎來(lái)歷史性發(fā)展機(jī)遇。雙積分政策是一把"雙刃劍",會(huì)有力地促進(jìn)新能源汽車總規(guī)模的擴(kuò)張,但是自主品牌新能源汽車的市場(chǎng)空間會(huì)有較大的壓縮。雙積分政策實(shí)行的力度越大,對(duì)自主品牌的空間壓縮程度就越大。
2.3全球智能手機(jī)市場(chǎng)上升平穩(wěn),我國(guó)廠商市場(chǎng)份額擴(kuò)大
2017年全球智能手機(jī)出貨量15.5億部,同比上升2%,前十大廠商獲得了77%的市場(chǎng)份額。前十大廠商我國(guó)占據(jù)6家。2017年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出貨量為4.91億部,同比下降12.3%。4G手機(jī)升級(jí)浪潮退去,性能提升帶來(lái)的剛性換機(jī)需求走弱,致使國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出貨量結(jié)束兩年來(lái)的上升趨勢(shì)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)趨近飽和,海外成為了國(guó)產(chǎn)品牌手機(jī)廠商極為重要的目標(biāo)市場(chǎng)。
2.4電網(wǎng)級(jí)電化學(xué)儲(chǔ)能爆發(fā),對(duì)鋰電池需求快速擴(kuò)大
當(dāng)前電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能需求已經(jīng)從單純的電量存儲(chǔ)功能向快速出力調(diào)節(jié)功能轉(zhuǎn)變。而"鋰電池+PCS"的組合模式,是目前快速調(diào)節(jié)出力最為經(jīng)濟(jì)有效的方式。鋰電池的性能、成本優(yōu)勢(shì)已經(jīng)開始被電力領(lǐng)域所認(rèn)知,加之輔助服務(wù)的市場(chǎng)化改革,儲(chǔ)能商業(yè)模式日漸清晰,2019年開始投資規(guī)模必將進(jìn)入一輪爆發(fā)期。
2018年上半年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量同比上升127%,其中電網(wǎng)側(cè)、輔助服務(wù)領(lǐng)域裝機(jī)量占比超過(guò)60%,且全部為鋰電池。從公開的項(xiàng)目看,僅CATL在福建的儲(chǔ)能規(guī)劃第一期項(xiàng)目就達(dá)到100MWh,江蘇、河南共300MWh的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目也已開工,"火電+儲(chǔ)能"合計(jì)需求也將突破100MWh。預(yù)計(jì),從2019年開始,電網(wǎng)級(jí)鋰電池儲(chǔ)能需求將會(huì)達(dá)到GW級(jí)別,有關(guān)鋰電池需求快速擴(kuò)大。
2.5鐵塔基站對(duì)退役鋰電池有巨大需求
我國(guó)鐵塔從2015年以來(lái)開展了退役動(dòng)力鋰電池用于基站備電的試驗(yàn),試驗(yàn)的站點(diǎn)覆蓋了城市、鄉(xiāng)村以及高寒、高溫、高濕等不同場(chǎng)景,不同的基站類型。試驗(yàn)結(jié)果證明,梯次電池相有關(guān)傳統(tǒng)鉛酸電池,具有充放電次數(shù)多、續(xù)航能力強(qiáng)、使用年限長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。2018年十月三十一日,我國(guó)鐵塔和11家新能源汽車主流公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,進(jìn)一步推廣梯次電池試點(diǎn)應(yīng)用。鐵塔公司目前在全國(guó)范圍內(nèi)擁有180萬(wàn)座基站,備電要電池約54GWh;60萬(wàn)座削峰填谷站要電池約44GWh;50萬(wàn)座新能源站要電池約48GWh。合計(jì)要電池約146GWh。假如以存量站電池6年的更換周期計(jì)算,每年要電池約24.3GWh;以每年新建基站10萬(wàn)個(gè)計(jì)算,預(yù)計(jì)新增電站要電池約3GWh。合計(jì)每年共要電池約27GWh。
2.62020年補(bǔ)貼取消后,各種混合動(dòng)力車型用電池技術(shù)值得關(guān)注
在國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力車取得較快發(fā)展的同時(shí),混合動(dòng)力車輛,特別是微混車輛等各種節(jié)能汽車也在國(guó)際上得到了快速發(fā)展。為了適應(yīng)各國(guó)對(duì)汽車節(jié)能減排不斷提高的要求,達(dá)到降低燃油消耗,促進(jìn)燃油效率提升和CO2減排的功能,又能滿足各類客戶對(duì)車輛性價(jià)比的需求,微混車輛正加快向輕混車輛發(fā)展。輕混車輛要求電池能供應(yīng)更高的能量,甚至功率。于是,車用48V電源系統(tǒng)正在得到加速發(fā)展和應(yīng)用,而且是鋰電池可能顯示優(yōu)勢(shì)的又一擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展機(jī)遇。
我國(guó)一汽、上汽、長(zhǎng)安、北汽、江淮、吉利等公司都已將48V電驅(qū)動(dòng)技術(shù)列為較為可行的技術(shù)路線,開發(fā)應(yīng)用48V電池系統(tǒng)的乘用車。國(guó)內(nèi)外48V電池研究、生產(chǎn)和應(yīng)用都取得了顯著進(jìn)展。其中,國(guó)內(nèi)一些大型鋰電池公司已經(jīng)分別開發(fā)出48VLFP/C、NMC/C、NMC/LTO等不同鋰電池體系產(chǎn)品。
2.7低速電動(dòng)汽車和電動(dòng)自行車鋰電化步伐加快
國(guó)家對(duì)低速電動(dòng)汽車提出了"升級(jí)一批、規(guī)范一批、淘汰一批"的總體思路,工信部等六部委印發(fā)《有關(guān)加強(qiáng)低速電動(dòng)汽車管理的通知》。下一步可能將加快制定公布《四輪低速電動(dòng)汽車技術(shù)條件》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),加快研究提出低速電動(dòng)汽車生產(chǎn)、銷售、稅費(fèi)、保險(xiǎn)和使用管理、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)具體管理措施,建立完善低速電動(dòng)汽車管理體系。此項(xiàng)整頓工作將加快推進(jìn)低速電動(dòng)汽車的鋰電化步伐。
《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》(GB17761-2018)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將于2019年四月十五日正式實(shí)行,電動(dòng)自行車公司均積極謀求車型升級(jí)。根據(jù)技術(shù)規(guī)范,電動(dòng)自行車需具有腳踏騎行能力,最高設(shè)計(jì)車速不超過(guò)25km/h,整車質(zhì)量(含電池)不超過(guò)55kg,電機(jī)功率不超過(guò)400W,蓄電池標(biāo)稱電壓不超過(guò)48V等。雅迪、愛瑪、新日、小牛等電動(dòng)自行車領(lǐng)軍公司在鋰電化道路上的提前布局和趁勢(shì)發(fā)力,推動(dòng)了自行車鋰電池市場(chǎng)的迅速起量。
3鋰電池技術(shù)發(fā)展方向
鋰電池技術(shù)進(jìn)步重要來(lái)自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究和應(yīng)用進(jìn)展,通過(guò)新材料的開發(fā)進(jìn)一步提高電池性能,提高質(zhì)量,降低成本,改善安全性。為滿足下游應(yīng)用對(duì)電池比能量提升的要求,一方面通過(guò)采用高比容量的材料,另一方面可通過(guò)提高充電電壓,采用高電壓材料。
近中期:在優(yōu)化現(xiàn)有體系鋰離子動(dòng)力鋰電池技術(shù)滿足新能源汽車規(guī)?;l(fā)展需求的同時(shí),以開發(fā)新型鋰離子動(dòng)力鋰電池為重點(diǎn),提升其安全性、一致性和壽命等關(guān)鍵技術(shù),同步開展新體系動(dòng)力鋰電池的前瞻性研發(fā)。
中遠(yuǎn)期:在持續(xù)優(yōu)化提升新型鋰離子動(dòng)力鋰電池的同時(shí),重點(diǎn)研發(fā)新體系動(dòng)力鋰電池,顯著提升比能量,大幅降低成本,實(shí)現(xiàn)新體系動(dòng)力鋰電池實(shí)用化和規(guī)?;瘧?yīng)用。
3.1鋰電池技術(shù)發(fā)展方向-正極
正極材料研發(fā)重點(diǎn):高鎳NCM和高比容量NCA。高鎳低鈷是發(fā)展趨勢(shì)。TSLA動(dòng)力鋰電池目前鈷使用量低于3%,未來(lái)將降至0%。六月初,松下宣布正在開發(fā)無(wú)鈷電動(dòng)汽車電池。2018年國(guó)內(nèi)動(dòng)力三元材料增產(chǎn)明顯,各主流公司紛紛加大動(dòng)力三元材料的生產(chǎn),除常規(guī)動(dòng)力523型號(hào)外,622、811等高鎳型號(hào)較2017年技術(shù)愈加成熟,電池廠商開始加大采購(gòu)力度。2017年國(guó)內(nèi)622較為成熟的公司包括:寧波容百、當(dāng)升科技、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、新鄉(xiāng)天力、河南科隆、貝特瑞、湖南桑頓等。貝特瑞、當(dāng)升科技、寧波容百等開始811批量出貨。
3.2鋰電池技術(shù)發(fā)展方向-負(fù)極
負(fù)極材料研發(fā)重點(diǎn):硅基負(fù)極-硅碳,氧化亞硅碳。包括硅基負(fù)極材料研究和應(yīng)用、人造石墨材料性能提升和成本降低、LTO材料性能提升和電池應(yīng)用研究、金屬鋰的可充性改善等。國(guó)內(nèi)前幾大負(fù)極材料生產(chǎn)廠商陸續(xù)對(duì)硅碳負(fù)極材料進(jìn)行布局,深圳貝特瑞和江西紫宸已率先推出多款硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品,如貝特瑞高容量硅碳三代產(chǎn)品已完成技術(shù)開發(fā),高倍率、長(zhǎng)循環(huán)硅氧已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。上海杉杉和星城石墨也正在加快硅碳新型負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化。2017年國(guó)內(nèi)人造石墨負(fù)極繼續(xù)保持快速上升,在負(fù)極材料占比達(dá)到65%。負(fù)極材料行業(yè)繼續(xù)呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)局面:貝特瑞、上海杉杉、江西紫宸三強(qiáng)鼎立,斯諾、凱金、翔豐華、星城等第二梯隊(duì)公司奮起直追。前8家公司約占總產(chǎn)量的77%。
3.3鋰電池技術(shù)發(fā)展方向-電解液
電解液領(lǐng)域重點(diǎn)圍繞著功能電解液展開,對(duì)添加劑的選擇是當(dāng)今電解液研究發(fā)展的焦點(diǎn)所在,尤其以新型電解質(zhì)體系(含溶劑、溶質(zhì)和添加劑),適用于高鎳NCM動(dòng)力鋰電池的功能電解質(zhì)(含添加劑),適用于儲(chǔ)能電池中的電解質(zhì)(特別包含添加劑)以及低溫型、高溫型(150℃)、阻燃性及耐5V高電壓電解質(zhì)體系研究和應(yīng)用新進(jìn)展。目前,重點(diǎn)開發(fā)高電壓三元/石墨電池、高鎳正極/石墨或硅碳電池、高功率三元/石墨電池、長(zhǎng)壽命磷酸鐵鋰/石墨電池、高比能量磷酸鐵鋰/石墨電池用添加劑。
3.4鋰電池技術(shù)發(fā)展方向-隔膜
隔膜技術(shù)路線重要分為干法和濕法兩種,干法成本較低但不適合高比能量電池,濕法更薄能夠滿足動(dòng)力鋰電池對(duì)高比能量的要求,但是成本較貴。2017年濕法隔膜的產(chǎn)量超過(guò)了干法隔膜。涂覆(或復(fù)合)隔膜則是當(dāng)今隔膜應(yīng)用發(fā)展的焦點(diǎn)所在,隔膜表面采用涂覆層可以帶來(lái)明顯的好處,首先是提高了隔膜的熱穩(wěn)定性;其次是提高隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性,有利于電池內(nèi)阻降低、放電功率提升;再有是可阻止或降低隔膜氧化,有利于配合高電壓正極的操作以及延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命等。涂層材料重要包括:氧化鋁、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、納米復(fù)合材料、芳綸等。未來(lái)發(fā)展:薄型化隔膜。隨著動(dòng)力鋰電池比能量快速提升,16、12μm甚至8μm的隔膜開始應(yīng)用,而濕法工藝制成的隔膜能夠達(dá)到要求。隨著新能源汽車補(bǔ)貼的減少以及干法隔膜工藝的逐步改進(jìn),干法隔膜在三元電池占比逐步提升。
4結(jié)束語(yǔ)
對(duì)開拓鋰電池應(yīng)用市場(chǎng)的建議如下:(1)加快推進(jìn)行業(yè)智能制造進(jìn)程。新能源汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)的快速擴(kuò)大,對(duì)電池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高的要求,目前,鋰電池制造發(fā)展的總體趨勢(shì)是:"高品質(zhì)、高效、高穩(wěn)定性"和"信息化、無(wú)人化、可視化"。因此,我國(guó)鋰電池公司要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)自動(dòng)化和管理規(guī)范化,加快實(shí)現(xiàn)鋰電池的智能制造。要實(shí)現(xiàn)鋰電池行業(yè)制造智能化,首先要重視自動(dòng)化、信息化建設(shè),高度重視兩化的深入融合,根據(jù)各具體功能需求開發(fā)應(yīng)用的智能化解決方法。通過(guò)運(yùn)用智能化解決方法,保證鋰電池制造的安全、質(zhì)量、一致性和可追溯;(2)高度重視動(dòng)力鋰電池梯次利用和回收再利用。隨著新能源汽車的快速發(fā)展,我國(guó)動(dòng)力鋰電池退役將漸成規(guī)模,車用動(dòng)力鋰電池退役后,要考慮其梯次利用和回收再利用。要開展梯次利用,首先要了解退役電池的品質(zhì)和安全性能。電池公司要建立大數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)平臺(tái)和對(duì)電池檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。大數(shù)據(jù)要包括電單體研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、電池包研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、電池包車載運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。通過(guò)大數(shù)據(jù)對(duì)退役電池進(jìn)行健康評(píng)價(jià),以確定電池能否進(jìn)入梯次利用市場(chǎng)。要實(shí)現(xiàn)梯次利用,要重視電池單體和電池包的標(biāo)準(zhǔn)化,在一個(gè)公司內(nèi)部盡可能采用較少規(guī)格的單體電池,既可以提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平以降低成本和提高產(chǎn)品一致性,又便于今后梯次利用時(shí)的拆解和重組。因此,在動(dòng)力鋰電池設(shè)計(jì)階段就要為后續(xù)的梯次利用和拆解回收做準(zhǔn)備。
動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)需求巨大,但行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,行業(yè)的整合正在持續(xù)進(jìn)行中,市場(chǎng)將進(jìn)一步向優(yōu)勢(shì)公司集中,動(dòng)力鋰電池公司要將質(zhì)量和安全放到首位,只有擁有雄厚技術(shù)積累、足夠資金支撐、理性市場(chǎng)定位和對(duì)市場(chǎng)快速反應(yīng)的廠商才能在未來(lái)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī),贏得市場(chǎng)。
劉彥龍,1988年畢業(yè)于西安電子科技大學(xué),1999年獲得南開大學(xué)工商管理專業(yè)碩士學(xué)位(MBA)。2005年至今,任我國(guó)化學(xué)和物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng),我國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)組委會(huì)秘書長(zhǎng),2009年五月至今,兼任我國(guó)電子學(xué)會(huì)化學(xué)和物理電源技術(shù)分會(huì)秘書長(zhǎng),我國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電池專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng),2009年五月-2017年八月,兼任我國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)氫能發(fā)電裝置專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng),2015年三月起任全國(guó)堿性蓄電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副秘書長(zhǎng)、全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員。