來自中國汽車工業協會的消息顯示,1—3月,我國動力電池累計產量130.0吉瓦時,同比增長26.3%;累計銷量108.5吉瓦時,同比增長66.8%;其中累計出口25.8吉瓦時。
??2022年,我國銷售新能源汽車配套電池裝機接近300吉瓦時,連續8年居全球首位。在動力電池產銷量全球排名前十的企業中,我國企業占到6席,競爭力和品牌效應逐步顯現。
??在“雙碳”目標引領下,我國動力電池的材料和新技術應用不斷取得突破,形成了從材料研發、電池生產、回收利用到設備支撐的全球產業鏈最全、規模最大的動力電池產業體系,以行業高質量發展服務生態文明構建,助推中國式現代化偉大事業不斷走向縱深。
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??規模和利潤雙雙大增
??在相關政策支持下,我國新能源汽車和動力電池產業在規模擴大的同時,效益也實現相應增長。2022年,國內動力電池總產量545.9吉瓦時,同比增長148.5%;總銷量465.5吉瓦時,同比增長150.3%;總裝機量為294.6吉瓦時,同比增長90.7%。
??今年一季度,全國動力電池產銷量大增,三元電池累計產量45.7吉瓦時,占總產量的35.1%,同比增長15.1%;累計銷量44.7吉瓦時,占總銷量的41.3%,同比增長62.5%;累計出口18.7吉瓦時,占總出口量的72.6%。磷酸鐵鋰電池累計產量84.1吉瓦時,占總產量的64.7%,同比增長33.4%;累計銷量63.6吉瓦時,占總銷量的58.6%,同比增長70.2%;累計出口7.0吉瓦時,占總出口量的27.2%。
??年初以來,憑借原材料價格下行這一利好,電池生產成本隨之下降。有關方面統計了在滬深上市的29家鋰電池企業,一季度凈利潤合計178.51億元,平均凈利潤6.16億元,其中22家實現盈利。上述企業2022年營收合計11283.16億元,平均營收389.07億元;其中營收超百億元的有16家;營收同比正增長的有26家,占比近9成。
??“我國新能源汽車擁有量超過1300萬輛,占世界總量的一半以上。”中國科學院院士孫世剛表示,受“雙碳”目標驅動,發展速度還會更快。
??有關方面認為,今年我國新能源汽車產量有望達到900萬輛。受此拉動,我國動力電池產業仍有巨大發展潛力。
??根據預測,到2025年,我國車用動力電池市場年復合增長率將達到29%;新能源汽車用動力電池出貨量將達到470吉瓦時,年復合增長率將達到42.5%。
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??續航和壽命均有提升
??在市場規模高速增長的同時,我國動力電池產業技術升級步伐也不斷加快。“高速發展的新能源車,對于動力電池、燃料電池提出了越來越高的要求。”孫世剛認為,這種要求是全方位的,包括能量密度、功率密度、安全性、使用壽命、極端環境適用性和降低成本等方方面面。
??深圳市比克動力電池有限公司副總裁樊文光同樣表示,人們對于電動汽車的關注點往往與動力電池相關,比如安全性、續航里程、充電能力等等。
??“里程焦慮”一直困擾著新能源汽車車主。樊文光坦言,目前電動車基本上可以滿足市內通勤,但還難以滿足城市間長途旅行,尤其是冬季低溫下續航里程還會打折扣,這對于人們選擇電動車造成了障礙。
??張小聰對自家電池技術很有信心:“目前搭載我們磷酸鐵鋰電池的可以做到700公里續航,搭載中鎳電池的可以做到1000公里續航。”
??孚能科技(贛州)股份有限公司董事長王瑀則認為,電動汽車從“有”到“好”必須提升續航能力,“比如標稱500公里的車,實際續航里程大概為350—400公里,冬天會更差,尤其是磷酸鐵鋰電池,只有50%、60%的續航里程。”
??當然,動力電池技術沒有最好,只有更好。
??1月18日,在國新辦新聞發布會上,工信部黨組成員、總工程師、新聞發言人田玉龍介紹,2022年我國量產動力電池單體能量密度達到300瓦時/公斤,處于國際領先水平。
??“對于動力電池來說,正負極材料的選擇決定了電池能量密度的上限。”安徽盟維新能源科技有限公司聯合創始人、CEO周莉莎認為,從高比能動力電池技術來看,正極材料的升級方向是從NCM622到NCM811,再到現在的9系,往高鎳、富鋰錳基的方向發展;而負極的發展方向是從石墨到硅碳,再到鋰金屬,未來會實現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。
??中國電子科技集團第十八研究所研究員肖成偉介紹,對于富鋰錳基正極材料,現在基本可以實現250毫安時/克,與硅碳匹配可使電池能量密度達到400瓦時/公斤及以上。在磷酸鐵鋰液態技術路線方面同樣體現出非常高的水準,以容量為150安時的磷酸鐵鋰刀片電池為例,單體能量密度可達190瓦時/公斤,集成后為156瓦時/公斤。
??據中創新航科技集團股份有限公司高級副總裁謝秋介紹,該公司推出的One-Stop技術可大幅提升電芯在電池包里的空間利用率,能將磷酸鐵鋰電池包能量密度做到153瓦時/公斤,如搭載高錳鐵鋰,可將電池包能量密度推到180瓦時/公斤。
??4月19日,寧德時代正式發布創新前沿電池技術——凝聚態電池。該電池單體能量密度甚至高達500瓦時/公斤,實現高比能與高安全性兼得。
??除續航里程之外,電池的使用壽命和電量衰減問題也同樣令電動汽車消費者高度關注。“常規電壓下,富鋰錳基材料在目前所有商業化正極材料中循環穩定性是最好的,其常溫循環可以做到2300周不衰減,45攝氏度下充放1700周保持率為88%。”寧夏漢堯富鋰科技有限責任公司常務副總經理胡偉介紹。
??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,電池的循環壽命同樣非常重要,該公司推出的商用車動力電池可以實現超快充電、正常放電2000—3000次,循環使用壽命非常好。
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??安全性有根本提升
??安全,是個繞不開的話題。我國先后印發了《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》(GB/T 31485-2015)和《電動汽車用動力蓄電池安全要求》(GB 38031-2020)等文件,對動力電池的安全性問題提出詳細要求。
??“通過這么多年的努力,應該說汽車動力電池安全性問題得到了根本性改變。”惠州億緯鋰能股份有限公司董事長劉金成比較樂觀。他表示,億緯鋰能已交付差不多十幾萬臺車的電池,在系統安全性方面是有充分保障的。
??樊文光也表示,可通過外形結構來提升電池的安全性,大圓柱電池可以讓安全風險完全可控,“保持零熱擴散的狀態,使電動車不再和‘起火’‘爆炸’這些詞語掛鉤”。
??肖成偉介紹,其供職單位在電池熱擴散抑制技術方面做了很多工作,如采取阻燃微膠囊技術、實現高溫煙氣定向引流等,來增強電池的熱擴散抑制;另外還借助大數據對電池安全風險進行相應預測。
??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極保護,結合具有阻燃性能的功能電解液,再采取復合集流等技術抑制鋰枝晶的生長,可有效控制熱失控和熱擴散風險。周莉莎介紹,該公司的產品已經可以通過包括針刺、高低溫、短路等安全標準的測試。
??“研發動力電池的底層邏輯還是安全”,謝秋對于動力電池安全問題還是持謹慎態度。他表示,雖然電池技術取得了長足進步,但是還要提升安全水平。
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??上游下游共同布局
??雖然我國坐擁動力電池產能和新能源汽車市場第一之名,但尚不足以保證全產業鏈無后顧之憂。數據顯示,我國鋰資源儲量僅占全球的7%。鋰資源供應存在不確定性。
??“動力電池產業發展的挑戰,第一就是資源,我國在鋰的提取方面存在一定難度。”孫世剛表示,雖然我國鋰電池產量世界第一,但是鋰資源70%靠進口。
??“過去強調技術、質量、成本就可以了,而去年國內很多企業都在投資供應鏈,去保證上游資源的供應。”欣旺達電子股份有限公司副總裁梁銳表示。
??面對緊俏的鋰資源,電池廠商一起出手搶礦。寧德時代下手較早,投資入股北美鋰業、加拿大礦企Neo Lithium、澳洲礦企Pilbara Minerals等。
??“瑞浦蘭鈞公司是青山實業投資的一家新公司。青山實業是全球鎳王,我們擁有從上游到下游全產業鏈的布局。”張小聰表示,青山實業的投資項目涉及鋰礦、鎳礦和鈷礦,礦產非常豐富。
??處于產業鏈下游的電池回收也是風生水起。
??“從產業發展來講,動力電池每年以35%以上的速度在增長,必然會帶來大量電池退役的問題,包括生產過程中產生的殘次品,做好回收利用,是關乎整個新能源產業能不能可持續發展、能不能實現低碳發展的問題。”格林美股份有限公司副總經理張宇平給出有關動力電池產業發展的另一個思考。
??《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》要求,完善動力電池回收、梯級利用和再資源化的循環利用體系,鼓勵共建共用回收渠道。
??“目前,我國已經注冊有近8萬家電池回收企業,整個行業產能超過400多萬噸。”張宇平表示,“應該說動力電池回收利用確實得到很多人的關注。”
??2022年,各級政府高度重視動力電池回收產業發展,出臺了一系列產業政策,進一步完善動力電池回收體系建設,關注回收利用過程的環境污染和安全等問題。“截至2022年底,全國累計建立動力電池回收服務網點超過1萬個,基實現就近回收。”田玉龍介紹。
??回收之前,做好電池的梯次利用十分必要。“現在退役下來的電池還有80%的電能可以繼續使用。”遠景動力執行董事、中國區總裁趙衛軍介紹,一個百兆瓦儲能電站可以由1680多塊60千瓦時容量的退役電池包直接升級得來,至少還能讓電池再多發揮一至一年半時間的作用,可節約0.15元/瓦時—0.2元/瓦時的儲能成本,從而形成一定的價格優勢。
??當然,做好電池回收和循環利用絕非易事。回收利用必然牽扯廢舊電池的回收和拆解。張宇平無奈地表示,電池包品種繁多、千姿百態,更新迭代也很快,“中國號稱已經有5000多種電池包”,而這些數據又沒有很好地提供給回收利用端。這就迫使回收企業必須做好數據采集工作,以對電池包進行建模,方便實現智能拆解。
??張宇平供職的企業主營廢舊電池回收利用等業務。該企業對回收的電池進行拆解后,再返還給材料供應商,形成閉環。他們提出鋰電池全生命周期服務理念,從提供芯包到產品開發,再到全球回收服務,還包括梯次利用的安全管理,提供全方位的服務。
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??全固態和超快充是方向
??“這些年,日本、美國、英國、歐盟都提出一些動力電池的國家計劃。西方還要加強基礎研究,希望在源頭上能夠進一步布局,搶占制高點。”孫世剛表示,在動力電池發展方面我國面臨激烈的競爭。
??面對全球性挑戰,高比能和快速補能成為下一步動力電池產業的發展方向。
??王瑀坦言,我國動力電池產業已經從“有沒有”進入“好不好”的發展階段,但離“好”還有一定差距。
??據肖成偉介紹,科技部已經對高比能電池布局了四個重點研發項目,包括全固態金屬鋰電池、新體系動力電池、固液混合鋰離子電池、全固態鋰離子電池。
??“我國應該在加強基礎研究方面發力,這樣才能從源頭上實現科技自立自強,希望能夠主導新一代電池的發展。”孫世剛認為,固態電池是下一代電池的發展方向。
??當前,高比能動力電池產業發展的熱點是固液混合電池和全固態電池。
??肖成偉介紹,2022年固液混合電池能做到小批量生產,大概在2025—2027年可以批量化生產固液混合及全固態電池,能量密度大概是400瓦時/公斤;到2030年要實現全固態電池的生產,能量密度達到500瓦時/公斤—600瓦時/公斤。
??人們對新能源汽車產生“里程焦慮”,除了動力電池的能量密度不足之外,還需要解決快速補能的問題。劉金成甚至認為,從全社會使用成本的角度考慮,快充技術、快充網絡的建設是解決電動汽車發展的最后一個瓶頸問題。而劉金成所在的億緯鋰能則把電池當前的主要研發方向聚焦在快充技術方面。
??黃向東也表達了同樣的觀點,他認為充電的快捷便利性已經取代購車成本和“里程焦慮”等因素,成為當前阻礙電動汽車廣泛普及的頭號問題。
??裴鋒確信,超快充已成為大家高度一致的認知。2022年“電動汽車產業極速充電生態聯盟”成立,在全國推進極速動力電池以及充電設施和整車的發展。目前,該聯盟已超過70家單位。
??據介紹,目前巨灣技研推出的動力電池可實現5—15分鐘從0至80%的超快充電;2022年量產的7.5分鐘版本,是世界紀錄認證機構(WRCA)認證的“全球最快電動汽車充電技術”。