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电池知识

我国车用锂电池产业发展现状如何?未来前景可观吗?

来源:宝鄂实业    2019-05-04 22:17    点击量:

 

  动力锂电池作为新能源汽车的核心部件,随着我国新能源汽车产业的爆发而迎来了高速发展期,在现阶段我国车用锂电池产业取得了良好的成绩,但问题也十分突出。本文首先从行业产量、出货量、技术水平、政策法规等方面梳理了国内车用锂电池产业发展的现状与背景;其次,全面剖析了车用锂电池产业在产能、公告管理、技术路线与技术水平、电池安全以及回收等方面存在的各种问题;最后,给出了提升我国车用锂电池产业竞争力的相关建议。
  在全球经济相对低迷的形势下,2015年我国车用锂电池产业却取得了不错的成绩,如出货量快速增加,产业投资激增,技术水平明显提升,政策法规不断完善等。但是在市场火热的背后,还要清晰地认识到我国车用锂电池产业的发展还存在着一些突出问题,与国外相比还存在着一定差距,必须从政策法规、标准体系、关键技术研究等方面不断培育和提升我国车用锂电池产业的竞争力。


  我国车用锂电池产业发展现状
  1.锂电池产量小幅增长,动力型占比快速提升
  2015年我国锂离子电池累计完成产量56.0亿自然只,同比增长3%。虽然我国锂离子电池产量仅实现小幅增长,但锂电池应用领域却发生了根本性变革,动力型锂电池市场份额首次超过消费型锂电池,达到52%,较2014年提升了约39个百分点。预计今后动力型锂电池将继续主导锂电池市场,消费型锂电池市场还会进一步下滑,另外随着动力电池梯次利用技术在储能市场的逐步成熟,储能型锂电池市场规模将会扩大。
  2012-2015年我国锂离子电池应用领域变化情况
  2.动力电池出货量激增,磷酸铁锂依然占主导
  2014年以来,随着新能源汽车产量的快速提升,车用锂动力电池的需求持续爆发,据高工锂电数据显示,2015年我国动力电池出货量达到15.7GWh,同比增长3.24倍。从近5年的出货量趋势来看,2014年以前动力电池出货量一直低于1GWh,2014年首次突破了3GWh,市场开始进入爆发期,这与我国新能源汽车市场的发展趋势密切相关。
  2010-2015年我国动力电池出货量情况
  从电池材料类型来看,新能源汽车电池主要以磷酸铁锂材料为主,占比69%,其次为三元材料电池占比27%,锰酸锂、钛酸锂、超级电容、镍氢电池等其他材料电池出货量仅占比4%。分车型来看,乘用车以三元材料为主,商用车以磷酸铁锂为主。
  3.技术水平明显提升,部分指标达到国际水平
  应用材料方面,目前国内正极材料磷酸铁锂容量达到了160mAh/g,负极材料石墨容量可达到360mAh/g,电解液主要技术指标可达到国际先进水平,室温电导率≤10ms/cm,水分含量≤110ppm,HF含量≤130ppm。成组技术方面,我国车用锂电池成组应用技术和储能电源系统集成关键技术研究,也已经取得了重大进展,干燥注液,化成分容,PACK等技术已经达到国际先进水平。产品性能方面,目前产业化的车用锂离子电池功率密度已经能够达到3500W/kg,三元锂电池能量密度达到180-200Wh/kg,多元复合锂电池成组寿命达到8000次,能够满足车辆整个生命周期使用。规模化生产方面,我国已经成为全球车用锂离子动力电池主要生产基地,电池系统价格从2012年的5元/Wh降到目前的2.5元/Wh左右,磷酸铁锂产业成熟度和规模国际领先,三元、锰酸锂和钛酸锂电池实现大规模应用。设备和工艺方面,我国锂电池生产设备自动化程度已有大幅提高,已经开发出圆柱动力电池自动化生产线,能够一次性完成汇流盘焊接、包胶、入壳、极耳焊接、合盖、壳盖预顶焊、壳盖密封焊等7大工艺、27道自动化分解步骤,全产线装卸料和巡视只需配备3人/班次。
  4.上游锂供应高度集中,碳酸锂价格持续疯涨
  我国锂资源丰富,但分布相对集中,重点分布于青海、西藏、四川、江西等省市,国内锂精矿主要由天齐锂业、众和股份、赣锋锂业等少数企业提供。受锂资源供应高度集中、少数企业主导价格、碳酸锂需求增加等诸多因素影响,2015年电池级碳酸锂价格由年初的4.3万元/吨疯涨至年底的12.3万元/吨,上涨近3倍。2016年以来,电池级碳酸锂价格依旧延续了去年的上涨态势,6月第二周市场电池级碳酸锂成交主流在15.5-16.5万元/吨,部分高端成交价格在16.5-17万元/吨附近,18万元/吨少量成交。上游锂资源及碳酸锂等材料价格的非理性上涨,在一定程度上对锂电池产业的发展会产生一定的不利影响。
  
5.动力电池自动化装备水平低
  制造工艺和生产设备是决定电池性能的重要因素。当前,我国电芯的一致性差,这与国内的锂电池制造工艺、质量监控及设备自动化水平不高有着重要关系。日韩等在上料、合浆、极片和电芯生产、电池化成和筛选、电池组和模块组装、物流和在线质量检测等工艺上均采用了较高的自动化装备,自动化水平在80%以上。而国内动力电池制造工艺自动化水平相对较低,一线企业自动化比例约50%,二线企业仅在20%左右,自动化水平较低是导致我国电芯一致性差的直接原因。


  6.安全事故频发,电池安全亟需重视
  伴随着我国新能源汽车产业的快速发展,新能源汽车安全事故时有发生,安全问题已成为新能源汽车产业发展的命脉,关系着整个产业的健康、可持续发展。据不完全统计,自2010年以来,我国新能源汽车安全事故共49例,其中2015年发生14例,2016年1-7月已发生15例,事故频率明显提高,尤其是电动客车安全问题十分突出。工信部数据显示,截止2015年底,事故率达到了0.17‰,高出世界平均水平一倍多。而随着老旧车辆的增多,安全形势将更加严峻。分析49例事故,充电、电池故障、碰撞、涉水等是引起安全事故的主要诱因,其中因电池故障导致的事故超过总量的50%。
  7.回收利用存技术障碍,政策落实执行难度大
  2016年工信部发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》,明确了汽车厂商将成为电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的主体,但需要平衡整车企业、电池企业及消费者之间的利益,回收执行难度比较大,具体表现在以下两方面。
  一是电池非标准化导致拆解不便和安全隐患。不同车型所用电池模组的内外部结构设计、模组连接方式、工艺技术存在差异,在电池拆解时,需要柔性化配置,在完全实现自动化之前,需要人工参与,电池短路、漏液等可能导致起火或者爆炸,对人身和财产有潜在安全隐患。
  二是回收体系不成熟,回收经济性欠佳。目前,动力电池回收产业还未形成规模效应,国内还未建立成熟的回收体系,一些企业虽然涉及了动力电池回收业务,但是由于投入超出电池价值,且回收点较少,缺乏一定的盈利点。