鉅大LARGE | 點擊量:1146次 | 2022年07月26日
我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
動力鋰電池作為新能源汽車的核心部件,隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)而迎來了高速發(fā)展期,在現(xiàn)階段我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)取得了良好的成績,但問題也十分突出。本文首先從行業(yè)產(chǎn)量、出貨量、技術(shù)水平、政策法規(guī)等方面梳理了國內(nèi)車用鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和背景;其次,全面剖析了車用鋰電池產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)量、通告管理、技術(shù)路線和技術(shù)水平、電池安全以及回收等方面存在的各種問題;最后,給出了提升我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)競爭力的相關(guān)建議。
在全球經(jīng)濟(jì)相對低迷的形勢下,2015年我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)卻取得了不錯的成績,如出貨量快速新增,產(chǎn)業(yè)投資激增,技術(shù)水平明顯提升,政策法規(guī)不斷完善等。但是在市場火熱的背后,還要清晰地認(rèn)識到我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還存在著一些突出問題,和國外相比還存在著一定差距,必須從政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系、關(guān)鍵技術(shù)研究等方面不斷培育和提升我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)的競爭力。
我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.鋰電池產(chǎn)量小幅上升,動力型占比快速提升
2015年我國鋰電池累計完成產(chǎn)量56.0億自然只,同比上升3%。雖然我國鋰電池產(chǎn)量僅實現(xiàn)小幅上升,但鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域卻發(fā)生了根本性變革,動力型鋰電池市場份額首次超過消費型鋰電池,達(dá)到52%,較2014年提升了約39個百分點。預(yù)計今后動力型鋰電池將繼續(xù)主導(dǎo)鋰電池市場,消費型鋰電池市場還會進(jìn)一步下降,另外隨著動力鋰電池梯次利用技術(shù)在儲能市場的逐步成熟,儲能型鋰電池市場規(guī)模將會擴(kuò)大。
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%
2012-2015年我國鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域變化情況
2.動力鋰電池出貨量激增,磷酸鐵鋰依然占主導(dǎo)
2014年以來,隨著新能源汽車產(chǎn)量的快速提升,車用鋰動力鋰電池的需求持續(xù)爆發(fā),據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)顯示,2015年我國動力鋰電池出貨量達(dá)到15.7GWh,同比上升3.24倍。從近5年的出貨量趨勢來看,2014年以前動力鋰電池出貨量一直低于1GWh,2014年首次突破了3GWh,市場開始進(jìn)入爆發(fā)期,這和我國新能源汽車市場的發(fā)展趨勢密切相關(guān)。
2010-2015年我國動力鋰電池出貨量情況
從電池材料類型來看,新能源汽車電池重要以磷酸鐵鋰材料為主,占比69%,其次為三元材料電池占比27%,錳酸鋰、鈦酸鋰、超級電容、鎳氫電池等其他材料電池出貨量僅占比4%。分車型來看,乘用車以三元材料為主,商用車以磷酸鐵鋰為主。
3.技術(shù)水平明顯提升,部分指標(biāo)達(dá)到國際水平
應(yīng)用材料方面,目前國內(nèi)正極材料磷酸鐵鋰容量達(dá)到了160mAh/g,負(fù)極材料石墨容量可達(dá)到360mAh/g,電解液重要技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到國際先進(jìn)水平,室溫電導(dǎo)率≤10ms/cm,水分含量≤110ppm,HF含量≤130ppm。成組技術(shù)方面,我國車用鋰電池成組應(yīng)用技術(shù)和儲能電源系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)研究,也已經(jīng)取得了重大進(jìn)展,干燥注液,化成分容,PACK等技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。產(chǎn)品性能方面,目前產(chǎn)業(yè)化的車用鋰電池功率密度已經(jīng)能夠達(dá)到3500W/kg,三元鋰電池能量密度達(dá)到180-200Wh/kg,多元復(fù)合鋰電池成組壽命達(dá)到8000次,能夠滿足車輛整個生命周期使用。規(guī)模化生產(chǎn)方面,我國已經(jīng)成為全球車用鋰離子動力鋰電池重要生產(chǎn)基地,電池系統(tǒng)價格從2012年的5元/Wh降到目前的2.5元/Wh左右,磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)成熟度和規(guī)模國際領(lǐng)先,三元、錳酸鋰和鈦酸鋰電池實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。設(shè)備和工藝方面,我國鋰電池生產(chǎn)設(shè)備自動化程度已有大幅提高,已經(jīng)開發(fā)出圓柱動力鋰電池自動化生產(chǎn)線,能夠一次性完成匯流盤焊接、包膠、入殼、極耳焊接、合蓋、殼蓋預(yù)頂焊、殼蓋密封焊等7大工藝、27道自動化分解步驟,全產(chǎn)線裝卸料和巡視只需配備3人/班次。
4.上游鋰供應(yīng)高度集中,碳酸鋰價格持續(xù)瘋漲
我國鋰資源豐富,但分布相對集中,重點分布于青海、西藏、四川、江西等省市,國內(nèi)鋰精礦重要由天齊鋰業(yè)、眾和股份、贛鋒鋰業(yè)等少數(shù)公司供應(yīng)。受鋰資源供應(yīng)高度集中、少數(shù)公司主導(dǎo)價格、碳酸鋰需求新增等諸多因素影響,2015年電池級碳酸鋰價格由年初的4.3萬元/噸瘋漲至年底的12.3萬元/噸,上漲近3倍。2016年以來,電池級碳酸鋰價格依舊延續(xù)了去年的上漲態(tài)勢,六月第二周市場電池級碳酸鋰成交主流在15.5-16.5萬元/噸,部分高端成交價格在16.5-17萬元/噸附近,18萬元/噸少量成交。上游鋰資源及碳酸鋰等材料價格的非理性上漲,在一定程度上對鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會出現(xiàn)一定的不利影響。
5.政策法規(guī)體系不斷完善,行業(yè)管理得到加強(qiáng)
我國政府高度重視車用鋰電池產(chǎn)業(yè),不斷推動行業(yè)規(guī)范升級。國務(wù)院總理李克強(qiáng)在2016年初國務(wù)院常務(wù)會議上強(qiáng)調(diào):"加快實現(xiàn)動力鋰電池革命性突破。推動大中小公司、高校、科研院所等組建協(xié)同攻關(guān)、開放共享的動力鋰電池創(chuàng)新平臺,在關(guān)鍵材料、電池系統(tǒng)等共性、基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)上集中發(fā)力。中央財政采取以獎代補(bǔ)方式,根據(jù)動力鋰電池性能、銷量等指標(biāo)對公司給予獎勵。加大對動力鋰電池數(shù)字化制造成套裝備的支持"。自2015年以來,我國先后頒發(fā)了數(shù)項電池方面的政策文件,旨在加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)規(guī)范和引導(dǎo),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展,這些政策重要體現(xiàn)在以下方面:
一是加強(qiáng)電池通告管理。2015年三月,工信部公布《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》,通過對動力鋰電池行業(yè)實行通告管理,對公司產(chǎn)量等指標(biāo)做出了規(guī)范化要求。2016年四月二十九日,工信部公布有關(guān)符合《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》公司申報工作的補(bǔ)充通知,明確要求:已列入通告的單體公司,應(yīng)按照GB/T31484-2015、GB/T31485-2015和GB/T31486-2015三項標(biāo)準(zhǔn)要求,對典型產(chǎn)品進(jìn)行重新檢測。這意味著我國以前電池檢測推薦性標(biāo)準(zhǔn)已轉(zhuǎn)換為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),電池管理更加趨于嚴(yán)格化、規(guī)范化。
二是重視廢舊電池回收。2016年以來,工信部相繼出臺了《新能源汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》、《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》和《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范通告管理暫行辦法》3項文件,明確廢舊電池回收責(zé)任主體,加強(qiáng)行業(yè)管理和回收監(jiān)管。
三是明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。在《我國制造2025》重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖中,提出了新能源汽車動力鋰電池發(fā)展目標(biāo),即到2025年動力鋰電池系統(tǒng)電池單體比能量達(dá)到400Wh/kg以上,成本降至0.8元/Wh,系統(tǒng)成本降至1元/Wh。
我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在著突出問題
1.產(chǎn)量急劇擴(kuò)張,高端不足低端過剩
動力鋰電池是新能源汽車的核心部件和動力源泉,在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上占據(jù)著重要的位置,更容易激發(fā)全社會的投資熱情。據(jù)不完全統(tǒng)計,2015年動力鋰電池環(huán)節(jié)計劃投資資金近千億元,但更為駭人的是2016年上半年54家公司公布了總額1160億元的投資擴(kuò)產(chǎn)計劃。鋰動力鋰電池投資熱情如此高漲,可能會導(dǎo)致兩方面的后果:其一,產(chǎn)量急劇擴(kuò)張。根據(jù)鋰電大數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2015年底重要動力鋰電池產(chǎn)量超過30GWh,規(guī)劃在建超過70GWh,預(yù)計到2018年產(chǎn)量將超過100GWh;其二,高端優(yōu)質(zhì)產(chǎn)量不足、低端產(chǎn)量過剩,行業(yè)結(jié)構(gòu)性風(fēng)險上升。從市場集中度來看,2015年我國動力鋰電池出貨量前10家公司的市場占有率達(dá)到75.3%,市場份額集中在少數(shù)公司手中。我國動力鋰電池公司數(shù)量121家,而真正進(jìn)入整車供應(yīng)體系的公司數(shù)量不超過20家,市場兩極分化尤為突出。這說明著我國動力鋰電池公司數(shù)量雖多,但規(guī)模普遍較小,低水平重復(fù)建設(shè)問題嚴(yán)重。
2.電池通告管理趨緊,公司應(yīng)對不足
2016年四月二十九日,工信部公布的《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》公司申報工作的補(bǔ)充通知,要求已進(jìn)入1-3批電池目錄的25家公司的典型產(chǎn)品,按照新國標(biāo)重新檢測,并于2016年六月底前提交報告,逾期未提交的撤銷通告資格。此舉雖旨在加強(qiáng)電池的嚴(yán)格化和規(guī)范化管理,但電池通告管理的突然轉(zhuǎn)向和趨緊,卻無疑導(dǎo)致整車和動力鋰電池公司應(yīng)對不足,在業(yè)界引起了爭議和不安。電池通告管理政策的突然轉(zhuǎn)變,會帶來一系列的影響:首先是新能源汽車通告目錄和電池通告目錄直接掛鉤,并要求公司六月底完成重新檢測,給公司預(yù)留的準(zhǔn)備時間不足;其次是對外資電池公司來說,電池產(chǎn)品無法短時間進(jìn)入通告目錄,導(dǎo)致國內(nèi)許多新能源汽車公司陷入電池困境,短時間更換電池供應(yīng)商存在困難。
3.電池單體性能不差,成組技術(shù)差距明顯
目前,國內(nèi)開發(fā)的鋰電池單體的技術(shù)水平和國外基本處于同一水平,但在電池成組技術(shù)方面顯著落后于國際先進(jìn)水平。首先是在電池組系統(tǒng)總體性能,包括能量密度、溫度特性、功率特性、一致性、循環(huán)壽命等方面差距較大;其次,國內(nèi)的電池組連接、散熱、保護(hù)、使用、維護(hù)、充電等方面技術(shù)水平較低;最后,在動力鋰電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的可靠性、SOE估算精度、熱管理、均衡、安全管理等方面和國外存在明顯差距。
4.技術(shù)路線存爭議,部分公司受挫
我國新能源汽車的推廣,從電池技術(shù)路線來看重要以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為主,2010至2015年磷酸鐵鋰電池出貨量占比69%,三元鋰電池占比27%。2016年年初,工信部出于對動力鋰電池安全問題的考慮,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。雖然只是"暫停",但是對三元電池制造和使用公司造成了潛在的影響,如何平衡續(xù)航和安全兩大問題,成為了業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點性話題。
目前,動力鋰電池安全過于重視材料和單體,對系統(tǒng)的安全研究不夠,缺乏相應(yīng)的安全評價方法。行業(yè)內(nèi)對電池技術(shù)路線的應(yīng)用基本達(dá)成共識,即在承載人員較多、對安全風(fēng)險較敏感的客車上暫停使用三元材料電池,專用車、物流車等商用車和乘用車暫不限制使用三元電池。但是,由于安全評價方法并未出臺,三元電池在客車上的應(yīng)用受到一定的影響。
5.動力鋰電池自動化裝備水平低
制造工藝和生產(chǎn)設(shè)備是決定電池性能的重要因素。當(dāng)前,我國電芯的一致性差,這和國內(nèi)的鋰電池制造工藝、質(zhì)量監(jiān)控及設(shè)備自動化水平不高有著重要關(guān)系。日韓等在上料、合漿、極片和電芯生產(chǎn)、電池化成和篩選、電池組和模塊組裝、物流和在線質(zhì)量檢測等工藝上均采用了較高的自動化裝備,自動化水平在80%以上。而國內(nèi)動力鋰電池制造工藝自動化水平相對較低,一線公司自動化比例約50%,二線公司僅在20%左右,自動化水平較低是導(dǎo)致我國電芯一致性差的直接原因。
6.安全事故頻發(fā),電池安全亟需重視
伴隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,新能源汽車安全事故時有發(fā)生,安全問題已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的命脈,關(guān)系著整個產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計,自2010年以來,我國新能源汽車安全事故共49例,其中2015年發(fā)生14例,2016年1-七月已發(fā)生15例,事故頻率明顯提高,尤其是電動客車安全問題十分突出。工信部數(shù)據(jù)顯示,截止2015年底,事故率達(dá)到了0.17‰,高出世界平均水平一倍多。而隨著老舊車輛的增多,安全形勢將更加嚴(yán)峻。分析49例事故,充電、電池故障、碰撞、涉水等是引起安全事故的重要誘因,其中因電池故障導(dǎo)致的事故超過總量的50%。
7.回收利用存技術(shù)障礙,政策落實執(zhí)行難度大
2016年工信部公布了《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策》,明確了汽車廠商將成為電動汽車廢舊動力蓄電池回收利用的主體,但要平衡整車公司、電池公司及消費者之間的利益,回收執(zhí)行難度比較大,具體表現(xiàn)在以下兩方面。
一是電池非標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)致拆解不便和安全隱患。不同車型所用電池模組的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計、模組連接方式、工藝技術(shù)存在差異,在電池拆解時,要柔性化配置,在完全實現(xiàn)自動化之前,要人工參和,電池短路、漏液等可能導(dǎo)致起火或者爆炸,對人身和財產(chǎn)有潛在安全隱患。
二是回收體系不成熟,回收經(jīng)濟(jì)性欠佳。目前,動力鋰電池回收產(chǎn)業(yè)還未形成規(guī)模效應(yīng),國內(nèi)還未建立成熟的回收體系,一些公司雖然涉及了動力鋰電池回收業(yè)務(wù),但是由于投入超出電池價值,且回收點較少,缺乏一定的盈利點。
提升我國車用鋰電池產(chǎn)業(yè)競爭力的建議
1.防范低水平重復(fù)建設(shè),培育競爭力強(qiáng)的龍頭公司
在新能源汽車市場火爆的帶動下,動力鋰電池產(chǎn)業(yè)的投資規(guī)模之大、產(chǎn)量擴(kuò)張之快、投資熱情之高可謂前所未有,但由于國內(nèi)動力鋰電池公司水平參差不齊,需防范低水平重復(fù)建設(shè),首先要嚴(yán)格執(zhí)行動力鋰電池公司的準(zhǔn)入條件;其次,加強(qiáng)新建動力鋰電池項目的審批,有關(guān)不符合條件的堅決不予通過。
做大做強(qiáng)我國動力鋰電池產(chǎn)業(yè),要培育有競爭力的龍頭公司。一方面,加大對創(chuàng)新型動力鋰電池公司的支持力度,研發(fā)資金和資源向重點公司傾斜;另一面,引導(dǎo)重點公司通過兼并、重組、收購、控股等方式做大,逐漸形成有國際競爭力的龍頭公司。
2.政策制定應(yīng)有預(yù)期,產(chǎn)業(yè)調(diào)整應(yīng)有緩沖期
政府出臺政策的目的是為了更好地規(guī)范和服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,因此政策應(yīng)當(dāng)具有一定的穩(wěn)定性和持續(xù)性,以給產(chǎn)業(yè)一個穩(wěn)定的預(yù)期和調(diào)整的余地。建議有關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)整的政策出臺之前要對政策的影響進(jìn)行深度評估,預(yù)先征求包括公司在內(nèi)的多方意見,杜絕倉促出臺的發(fā)生;調(diào)整要給予公司足夠的緩沖期,以電池通告為例,更換符合通告要求的動力鋰電池,整車廠要大量的整車開發(fā)和調(diào)試驗證工作,否則倉促地更換電池可能會降低汽車的安全性,因此必須給整車廠留出有足夠的時間更換動力鋰電池。
3.加大研發(fā)投入,加快關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)
中央財政盡快采取以獎代補(bǔ)的支持方式,根據(jù)動力鋰電池性能、銷量等指標(biāo)對公司給予獎勵,并積極引導(dǎo)資金用于研發(fā)投入。繼續(xù)開展重大科技專項,從國家層面加大對動力鋰電池方面的資金投入,重點支持共性、關(guān)鍵技術(shù)研究和攻關(guān)。
加強(qiáng)上游電池材料、中游電芯和電池組制造以及下游新能源汽車公司的聯(lián)動,發(fā)揮龍頭公司市場主體用途,鼓勵骨干公司開展電池系統(tǒng)、單體電池、關(guān)鍵材料等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),加強(qiáng)電池環(huán)境耐用性、電池內(nèi)部極化分布、性能衰減機(jī)制等共性技術(shù)研究,力爭掌握動力鋰電池核心技術(shù),提升我國動力鋰電池產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。
4.重視電池安全研究,完善安全標(biāo)準(zhǔn)體系
重視電池安全技術(shù)的創(chuàng)新。加大力度研發(fā)高安全、高性能電池。系統(tǒng)深入地研究電池單體安全、電池系統(tǒng)安全、整車防護(hù)安全、充電安全和消防安全等問題。
完善電池系統(tǒng)安全檢測和認(rèn)證體系。新增電池單體熱失控和接插件、電纜等高壓電氣部件測試、電氣系統(tǒng)失效檢測和消防安全措施,重視系統(tǒng)級別測試和認(rèn)證。以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系為基礎(chǔ),以提升安全性為目標(biāo),進(jìn)行試驗驗證,提出列入強(qiáng)制檢測的項目,進(jìn)一步完善標(biāo)準(zhǔn)。建立不同類型電池多樣化的檢測評估體系,對電池?zé)崾Э亍㈦姵匕?、電池系統(tǒng)及碰撞等電池安全相關(guān)檢測方法進(jìn)行研究和驗證。
5.著力提升鋰電池裝備技術(shù)創(chuàng)新水平
減少關(guān)鍵裝備進(jìn)口,加速自主創(chuàng)新。鋰電裝備公司應(yīng)加大研發(fā)資金投入,推進(jìn)電池成套自動化生產(chǎn)設(shè)備研制,努力提升自動化解決方法的能力和整線設(shè)備供貨能力。鋰電裝備自動化水平的提高,要鋰電供應(yīng)商、鋰電池公司、新能源車企之間開展深度合作,共同參和設(shè)計、開發(fā)。
加大回收再利用設(shè)備及工藝等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)力度。對干、濕法冶金及生物冶金技術(shù)等進(jìn)行攻關(guān),新增有價值金屬的回收效率并減少成本。對廢舊電池檢測方法、評估設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新,提升電池可靠度及壽命預(yù)測的準(zhǔn)確度。
加快完善鋰電池裝備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及制造、回收和再利用技術(shù)體系。
6.改進(jìn)行業(yè)管理方式,加強(qiáng)事中事后監(jiān)管
動力鋰電池的安全關(guān)系使用者的生命和財產(chǎn)安全,因此不能僅僅采用公司和產(chǎn)品準(zhǔn)入來規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對公司和產(chǎn)品的事中和事后監(jiān)管,及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,如標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位、關(guān)鍵指標(biāo)不達(dá)標(biāo)等,建立公司產(chǎn)品質(zhì)量檔案,嚴(yán)肅處理電池安全事故,對公司進(jìn)行包括行政和經(jīng)濟(jì)處罰在內(nèi)的必要手段,直至取消其生產(chǎn)資質(zhì),調(diào)查過程透明,保證整個行業(yè)的健康發(fā)展。
7.重視電池回收,完善政策法規(guī)體系建設(shè)
重視動力鋰電池的回收,加快可追溯性體系建設(shè)。進(jìn)一步落實《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》中要求的動力鋰電池編碼制度及可追溯體系,盡快制定動力鋰電池編碼強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),將可追溯系統(tǒng)和新能源汽車產(chǎn)品通告管理掛鉤。盡快開展電池內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計、模組連接方式、集成安裝等方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作,保證電池回收的便利性、安全性和一致性。
制定和實行動力鋰電池回收激勵政策。建立明確的賞罰機(jī)制,可以對電池回收公司按照電池套數(shù)、容量等方式進(jìn)行補(bǔ)貼,對未履行責(zé)任的公司進(jìn)行必要的懲罰;對消費者可以采用押金和獎勵并行的方法,引導(dǎo)消費者主動上交廢舊電池,退回押金并新增額外獎勵。