中能觀察丨動(dòng)力電池發(fā)展還需在多個(gè)方面下功夫 精彩看點(diǎn)
在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下,我國動(dòng)力電池的材料和新技術(shù)應(yīng)用不斷取得突破,形成了從材料研發(fā)、電池生產(chǎn)、回收利用到設(shè)備支撐的全球產(chǎn)業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)體系,以行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展服務(wù)生態(tài)文明構(gòu)建,助推中國式現(xiàn)代化偉大事業(yè)不斷走向縱深。
規(guī)模與利潤雙雙大增
來自中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的消息顯示,1~3月,我國動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量130.0吉瓦時(shí),同比增長26.3%;累計(jì)銷量108.5吉瓦時(shí),同比增長66.8%;其中累計(jì)出口25.8吉瓦時(shí)。
(資料圖)
在相關(guān)政策支持下,我國新能源汽車和動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí),效益也實(shí)現(xiàn)相應(yīng)增長。年初以來,憑借原材料價(jià)格下行這一利好,電池生產(chǎn)成本隨之下降。有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)了在滬深上市的29家鋰電池企業(yè),一季度凈利潤合計(jì)178.51億元,平均凈利潤6.16億元,其中22家實(shí)現(xiàn)盈利。
據(jù)了解,2023年1月、2月,鋰價(jià)環(huán)比分別下降7%和13%。有關(guān)方面預(yù)計(jì),2023~2024年鋰價(jià)同比還將下降20%~35%,動(dòng)力電池生產(chǎn)商業(yè)績?cè)鲩L的勢(shì)頭或許仍將延續(xù)。
然而另有觀點(diǎn)認(rèn)為,只有產(chǎn)業(yè)鏈保持穩(wěn)定,各環(huán)節(jié)利益才能得到合理分配,這樣才有利于行業(yè)發(fā)展,否則某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)利潤下降就會(huì)影響該環(huán)節(jié)投資,進(jìn)而拖累整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。
有關(guān)方面認(rèn)為,今年我國新能源汽車產(chǎn)量有望達(dá)到900萬輛。受此拉動(dòng),我國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)仍有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>
技術(shù)水平不斷提升
在市場(chǎng)規(guī)模高速增長的同時(shí),我國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)步伐也不斷加快。
與此同時(shí),“里程焦慮”一直困擾著新能源汽車車主。深圳市比克動(dòng)力電池有限公司副總裁樊文光坦言,目前電動(dòng)車基本上可以滿足市內(nèi)通勤,但還難以滿足城市間長途旅行,尤其是冬季低溫下續(xù)航里程會(huì)打折扣,這對(duì)于人們選擇電動(dòng)車造成了障礙。
“對(duì)于動(dòng)力電池來說,正負(fù)極材料的選擇決定了電池能量密度的上限?!卑不彰司S新能源科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO周莉莎認(rèn)為,從高比能動(dòng)力電池技術(shù)來看,正極材料的升級(jí)方向是從NCM622到NCM811,再到現(xiàn)在的9系,往高鎳、富鋰錳基的方向發(fā)展;而負(fù)極的發(fā)展方向是從石墨到硅碳,再到鋰金屬,未來會(huì)實(shí)現(xiàn)更輕量化的超薄鋰金屬,鋰金屬電池是高比能電池的終極解決方案。
中國電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉介紹,對(duì)于富鋰錳基正極材料,現(xiàn)在基本可以實(shí)現(xiàn)250毫安時(shí)/克,與硅碳匹配可使電池能量密度達(dá)到400瓦時(shí)/公斤及以上。在磷酸鐵鋰液態(tài)技術(shù)路線方面同樣體現(xiàn)出非常高的水準(zhǔn),以容量為150安時(shí)的磷酸鐵鋰刀片電池為例,單體能量密度可達(dá)190瓦時(shí)/公斤,集成后為156瓦時(shí)/公斤。
據(jù)肖成偉介紹,科技部已經(jīng)對(duì)高比能電池布局了四個(gè)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目,包括全固態(tài)金屬鋰電池、新體系動(dòng)力電池、固液混合鋰離子電池、全固態(tài)鋰離子電池。
4月19日,寧德時(shí)代正式發(fā)布創(chuàng)新前沿電池技術(shù)——凝聚態(tài)電池。該電池單體能量密度甚至高達(dá)500瓦時(shí)/公斤,實(shí)現(xiàn)高比能與高安全性兼得。
除了續(xù)航里程之外,電池的使用壽命和電量衰減問題也同樣受到關(guān)注。
“常規(guī)電壓下,富鋰錳基材料在目前所有商業(yè)化正極材料中循環(huán)穩(wěn)定性是最好的,其常溫循環(huán)可以做到2300周不衰減,45攝氏度下充放1700周保持率為88%?!睂幭臐h堯富鋰科技有限責(zé)任公司常務(wù)副總經(jīng)理胡偉介紹。
廣州巨灣技研有限公司董事長兼CTO黃向東則表示,巨灣技研研發(fā)的極速充電電池,行駛里程超過75萬公里,容量保持率還在94%~91%的水平,而且所有循環(huán)都是在極速快充的情況下。另外,該公司總裁裴鋒表示,電池的循環(huán)壽命同樣非常重要,該公司推出的商用車動(dòng)力電池可以實(shí)現(xiàn)超快充電、正常放電2000~3000次,循環(huán)使用壽命非常好。
如何解決新能源汽車的“里程焦慮”,除了動(dòng)力電池的能量密度不足之外,還需要解決快速補(bǔ)能的問題。
惠州億緯鋰能股份有限公司董事長劉金成認(rèn)為,從全社會(huì)使用成本的角度考慮,快充技術(shù)、快充網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是解決電動(dòng)汽車發(fā)展的最后一個(gè)瓶頸問題。而劉金成所在的億緯鋰能則把電池當(dāng)前的主要研發(fā)方向聚焦在快充技術(shù)方面。
黃向東也表達(dá)了同樣的觀點(diǎn),他認(rèn)為充電的快捷便利性已經(jīng)取代購車成本和“里程焦慮”等因素,成為當(dāng)前阻礙電動(dòng)汽車廣泛普及的頭號(hào)問題。
裴鋒確信,超快充已成為大家高度一致的認(rèn)知。據(jù)他介紹,目前巨灣技研推出的動(dòng)力電池可實(shí)現(xiàn)5~15分鐘從0至80%的超快充電;2022年量產(chǎn)的7.5分鐘版本,是世界紀(jì)錄認(rèn)證機(jī)構(gòu)(WRCA)認(rèn)證的“全球最快電動(dòng)汽車充電技術(shù)”。
安全性得到根本改變
安全,是個(gè)繞不開的話題。我國先后印發(fā)了《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》(GB/T31485-2015)和《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》(GB38031-2020)等文件,對(duì)動(dòng)力電池的安全性問題提出詳細(xì)要求。
“通過多年的努力,汽車動(dòng)力電池安全性問題得到了根本性改變?!眲⒔鸪杀容^樂觀。
樊文光也表示,可通過外形結(jié)構(gòu)來提升電池的安全性,大圓柱電池可以讓安全風(fēng)險(xiǎn)完全可控,“保持零熱擴(kuò)散的狀態(tài),使電動(dòng)車不再和‘起火’‘爆炸’這些詞語掛鉤”。
肖成偉介紹,其供職單位在電池?zé)釘U(kuò)散抑制技術(shù)方面做了很多工作,如采取阻燃微膠囊技術(shù)、實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔舛ㄏ蛞鞯?,來增?qiáng)電池的熱擴(kuò)散抑制;另外還借助大數(shù)據(jù)對(duì)電池安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行相應(yīng)預(yù)測(cè)。
為提升電池的安全性,安徽盟維新能源科技有限公司采用了鋰負(fù)極保護(hù),結(jié)合具有阻燃性能的功能電解液,再采取復(fù)合集流體技術(shù)抑制鋰枝晶的生長,可有效控制熱失控和熱擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。周莉莎介紹,該公司的產(chǎn)品已經(jīng)可以通過包括針刺、高低溫、短路等安全標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試。
上游下游共同布局
雖然我國坐擁動(dòng)力電池產(chǎn)能和新能源汽車市場(chǎng)第一之名,但尚不足以保證全產(chǎn)業(yè)鏈無后顧之憂。數(shù)據(jù)顯示,我國鋰資源儲(chǔ)量僅占全球的7%。未來,鋰資源供應(yīng)存在不確定性。
“動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn),第一就是資源,我國目前在鋰的提取方面存在一定難度?!敝袊茖W(xué)院院士孫世剛表示,雖然我國鋰電池產(chǎn)量世界第一,但是鋰資源70%靠進(jìn)口。
面對(duì)緊俏的鋰資源,電池廠商一起出手搶礦。寧德時(shí)代下手較早,投資入股北美鋰業(yè)、加拿大礦企NeoLithium、澳洲礦企PilbaraMinerals等。
上游如此,處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的電池同樣也是風(fēng)生水起。
《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035年)》要求,完善動(dòng)力電池回收、梯級(jí)利用和再資源化的循環(huán)利用體系,鼓勵(lì)共建共用回收渠道。
2022年,各級(jí)政府高度重視動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展,出臺(tái)了一系列產(chǎn)業(yè)政策,進(jìn)一步完善動(dòng)力電池回收體系建設(shè),關(guān)注回收利用過程的環(huán)境污染和安全等問題。“截至2022年底,全國累計(jì)建立動(dòng)力電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)超過1萬個(gè),基本實(shí)現(xiàn)就近回收?!惫ば挪奎h組成員、總工程師、新聞發(fā)言人田玉龍介紹。
當(dāng)然,做好電池回收和循環(huán)利用絕非易事。
回收利用必然牽扯廢舊電池的回收和拆解。格林美股份有限公司副總經(jīng)理張宇平表示,電池包品種繁多、千姿百態(tài),更新迭代也很快,“中國號(hào)稱已經(jīng)有5000多種電池包”,而這些數(shù)據(jù)又沒有很好地提供給回收利用端。這就迫使回收企業(yè)必須做好數(shù)據(jù)采集工作,以對(duì)電池包進(jìn)行建模,方便實(shí)現(xiàn)智能拆解。
張宇平供職的企業(yè)主營廢舊電池回收利用等業(yè)務(wù)。該企業(yè)對(duì)回收的電池進(jìn)行拆解后,再返還給材料供應(yīng)商,形成閉環(huán)。他們提出鋰電池全生命周期服務(wù)理念,從提供芯包到產(chǎn)品開發(fā),再到全球回收服務(wù),還包括梯次利用的安全管理,提供全方位的服務(wù)。
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