鉅大LARGE | 點擊量：820次 | 2022年02月22日
動力電池技術瓶頸阻礙發(fā)展？
近段時間，新能源汽車在政策的支持下風靡全國各大城市，行業(yè)上游也在諸多利好下迎來爆發(fā)。全球產量居前的龍頭電池廠紛紛在華設廠。雖然新能源汽車市場的持續(xù)繁榮帶動了電池產業(yè)，但不論是純電動的動力電池，還是以氫為燃料的燃料電池，目前在技術上仍存在成本和耐久性挑戰(zhàn)。
11月10日，工信部網站公布的數據顯示，我國10月新能源汽車生產5.07萬輛，同比增長8倍。預計接下來的兩月，每月新能源汽車生產還將繼續(xù)超5萬輛，全年汽車將累計生產有望突破30萬輛。行業(yè)專家預計，作為新能源汽車核心零部件，今年動力電池的市場份額會達到38%，產能也將高達50億安時，市場需求的饑渴有望在明年下半年得到緩解。
今年以來，隨著新能源汽車市場的持續(xù)火爆，眾多企業(yè)明確了動力電池為未來發(fā)展方向，定增投資、拓展產品線、新建工廠等現象不斷出現，“動力電池供不應求”不斷被業(yè)內提及，影響最明顯的，是鋰鹽的供應出現嚴重的短缺，電池級碳酸鋰的價格從今年初的4萬元/噸一路上漲至7萬元/噸，且仍然搶手。
中國汽車技術研究中心新能源汽車發(fā)展研究部主任任美林指出，目前動力電池產業(yè)主要集中在四大區(qū)域，分別是：珠江三角洲、長江三角洲、中原地區(qū)和京津地區(qū)，已經合計有近200億元產業(yè)資金投入、近15GWh年產能以及近100家規(guī)模化的動力電池企業(yè)。
繼三星SDI西安工廠竣工，LG化學新能源電池項目(一期)10月27日在南京投產，預計明年實現量產，年產能達10萬臺以上，該項目是LG化學的全球最大電動汽車電池生產廠。公司計劃將汽車動力電池產能從2016年滿足全球5萬輛電動汽車增加到2020年滿足20萬輛電動汽車，增長4倍。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
據華創(chuàng)證券分析，由于電動汽車下游需求旺盛，目前我國動力電池處于供不應求階段，根據一二線動力電池廠商擴產計劃，供不應求局面至少維持到2015年底。中國動力電池龍頭國軒高科公司2016年有望擴張產能至6億Ah以上。兼有儲能及鋰電池業(yè)務的南都電源三季報顯示，動力鋰電池實現對多家車企批量供應，收入6549萬元，而去年同期還沒有相關產能。截至目前，公司已建成鋰電池產能600MW，并持續(xù)釋放，預計今年年底前完工1200MW的新產線。
“今年動力電池、電池材料都賣瘋了，單子多到來不及接，要投的基金好多，終于等來好時光?！睖弦患曳趸陲L司專注于新能源投資的經理感嘆。她預計未來1~2年產能不足現象仍將持續(xù)。公司2008年投資了一個電池項目，由于目前市場火爆，已開始考慮退出，潛在投資方報價一輪高于一輪。
資本的嗅覺最為靈敏，今年下半年以來，不時看到上市公司求購動力電池的相關項目。二級市場也如是，新能源汽車產業(yè)鏈是股市大調整后率先恢復上漲的主要動力之一。據統計，今年9月以來電池板塊平均漲幅33.54%，儲能板塊漲幅高達42.53%。
由于需求旺盛，電池價格居高不下，相關公司三季報業(yè)績亮眼。據統計，截至目前，綜合已經發(fā)布三季報上市公司的數據，前三季度電池板塊營收同比增長16.26%，凈利潤同比增長63.25%，儲能板塊營收比去年同期增長18.32%，凈利潤同比增長29.92%。其中主營鋰電池的杉杉股份、當升科技、天齊鋰業(yè)、欣旺達前三季度業(yè)績均同比增逾100%，杉杉股份大增約341.28%。
雖然當前新能源汽車用的電池行業(yè)需求火爆，但目前電池技術仍是攔在新能源汽車發(fā)展前的一條溝壑。不論電池組驅動的純電動汽車，還是燃料電池電動汽車，都存在成本和耐久性挑戰(zhàn)。
鋰離子電池組比能明顯超過0.25千瓦時/千克的電池系統，至今都沒能實現。因此對于中型車市場而言，基于鋰離子電池組驅動的純電動汽車單次充電續(xù)航里程超過300公里暫時還沒有理論可能，即便有相關產品問世，價格也是一般消費者難以承受得起的。
在以鋰作為基礎的電池系統中，目前缺乏穩(wěn)定的電極組件和電解質材料，無法保證在充放電循環(huán)過程中氧氣的再生還原率達到100%。所以未來的基礎研究和材料開發(fā)中，要對鋰/氧氣電池的可行性展開進一步的驗證。
鋰/硫電池組很難獲得理想的比重能量密度，無論采用何種電極材料，鋰/硫電池組可達到的比體積能量密度都大幅度低于傳統鋰離子電池組。為了使得電池單元的比重能量密度具有競爭力，鋰/硫電池組需要相當大的表面積容量（大于4毫安時/平方厘米）和非常高的陰極硫含量（大于60%）。
在比體積能量密度方面，鋰/硫電池組單元完全比不上傳統鋰離子電池組。但是考慮成本因素，鋰/硫電池組可能有一定優(yōu)勢，因為提高生命周期和安全性的附加部件（擴散膜等）價格相對較低。如果固體電解質界面膜被研發(fā)出來阻止電解液的持續(xù)消耗，應用硅材料取代金屬鋰作為陽極材料，將有可能提高能量密度和延長生命周期。鋰/硫電池組的硅陽極依然是一個開放性問題，涉及到怎樣與鋰相兼容，方法包括工業(yè)可行的預處理鋰化工藝，或者用硫化鋰代替硫陰極。
在過去的十年中，氫氣燃料電池得到了非常大的進步。陰極高活性催化劑理念正將每輛燃料電池汽車的鉑金使用量縮減到10克以下。脫合金化技術加工的新類型鉑/鋁催化劑展示了出色的電壓循環(huán)穩(wěn)定性，達到美國能源部設定的標準?，F在的挑戰(zhàn)是把先進的催化劑理念與高耐久性載體材料結合到一起，以便確保在整個汽車使用期限內燃料電池的性能表現。除此之外，低鉑金負載造成的質量傳輸損失還需要得到更詳細的理解，從而更好地降低損失量。燃料電池介質膜面臨的最主要挑戰(zhàn)是，發(fā)掘那些適用于高工作溫度和相對低濕度環(huán)境下的材料，幫助簡化系統設計、提高排熱效率以及減小空氣壓縮機的能量損失。
目前，政府對于新能源汽車的支持主要集中在市場銷售的后端，在研發(fā)設計的前端投入比較少，這種“不平衡”會造成非常大的滯后效應，這也是當前電池技術發(fā)展跟不上市場銷量增長的主要內因。不破除這種“不平衡”，新能源汽車的發(fā)展就勢必像一個“跛子”一樣難以跑快。我們應當構筑一個合理的頂層建筑，把技術創(chuàng)新提高到戰(zhàn)略的位置，來讓新能源汽車跑得越來越快。
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