鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:562次 | 2021年09月09日
走好科技自立之路 我國動力鋰電池下好創(chuàng)新“先手棋”
2020年裝機(jī)量排名前10的電池公司中,我國公司占據(jù)6席。我國電池公司在全球市場的份額總和也超過了韓國、日本,位居第一。從2021年開始,全球動力鋰離子電池市場需求量再一次明顯提升。圖為寧德時代部分新能源電池樣品展示。許亞杰/攝
今年七月,新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到28.4萬輛和27.1萬輛,市場呈現(xiàn)出“淡季不淡”的特點(diǎn),產(chǎn)銷環(huán)比和同比繼續(xù)保持上升,且雙雙創(chuàng)歷史新高??紤]到通常下半年才是新能源汽車的銷售旺季,2021年新能源汽車銷量有極大的概率超出市場預(yù)期。來源:中汽協(xié)會行業(yè)信息部
自從1890年愛迪生首次發(fā)明可充電的鎳鐵蓄電池后,化學(xué)體系繁多的電池被廣泛應(yīng)用于、電子消費(fèi)、交通出行等各個領(lǐng)域。但恐怕沒有哪個行業(yè)能像新能源汽車相同,為全球電池產(chǎn)業(yè)帶來歷史性的機(jī)遇和考驗(yàn)。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,今年七月,新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到28.4萬輛和27.1萬輛,市場呈現(xiàn)出“淡季不淡”的特點(diǎn),產(chǎn)銷環(huán)比和同比繼續(xù)保持上升,且雙雙創(chuàng)歷史新高??紤]到通常下半年才是新能源汽車銷售的旺季,2021年新能源汽車銷量有極大的概率超出市場預(yù)期。
更重要的是,從上游的大宗原材料到中游的電池、電機(jī),再到下游的充電樁,發(fā)展新能源汽車可以打通光伏、電池、半導(dǎo)體等核心技術(shù)。從整車公司紛紛加快布局新能源汽車業(yè)務(wù),到動力鋰離子電池呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的態(tài)勢、電池產(chǎn)業(yè)鏈爭相擴(kuò)產(chǎn),再到最近中央部署碳達(dá)峰、碳中和工作時強(qiáng)調(diào),要堅持全國一盤棋,糾正運(yùn)動式“減碳”……由新能源汽車引發(fā)的這股熱潮究竟會流向何方,成為電池賽道的風(fēng)向標(biāo)。
充電溫度:0~45℃
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-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“從2021年開始,全球鋰離子電池市場需求會有明顯的提升,但反觀供給端,目前全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)量供給上升相對較慢,有效供給不足?!睂幍聲r代新能源科技股份有限公司董事長曾毓群預(yù)測說,未來5年,鋰產(chǎn)業(yè)市場將迎來井噴期,進(jìn)入TWh時代。
這意味著,在從原材料供應(yīng)、電池制造、新能源汽車研發(fā)乃至能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展綠色儲能的各個環(huán)節(jié),要所有參與者齊心協(xié)力,完成高質(zhì)量發(fā)展的“接力跑”。
我國電池公司為何爭相擴(kuò)產(chǎn)量
“因動力鋰離子電池供應(yīng)不足,我們將短暫停產(chǎn)”“電池供貨商給多少,特斯拉就買多少”……這個夏天,動力鋰離子電池的火熱程度比起高溫也不遑多讓。
據(jù)我國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計,今年七月,我國新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到28.4萬輛和27.1萬輛,環(huán)比上升14.3%和5.8%,同比上升1.7倍和1.6倍。今年1-七月,新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到150.4萬輛和147.8萬輛,同比上升均為兩倍。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
新能源汽車銷量的上升自然而然的引發(fā)了全球動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的迅速上升。
高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)公布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)庫》顯示,2020年全球新能源汽車銷量約319萬輛,同比上升44%,動力鋰離子電池裝機(jī)量約136.30GWh,同比上升了18%。按照GGII的預(yù)測,到2025年,全球新能源汽車滲透率將提升至20%以上,動力鋰離子電池出貨量將達(dá)到1100GWh。
新能源汽車出色的銷量表現(xiàn)和市場預(yù)期,導(dǎo)致動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈迅速進(jìn)入投資擴(kuò)產(chǎn)的熱潮。
其中,動力鋰離子電池行業(yè)龍頭公司寧德時代祭出最大手筆,公布了一個不超過582億元的募資定增計劃。按照計劃,除了93億元用于補(bǔ)充流動資金外,此次巨額定增的大部分資金重要用于擴(kuò)張產(chǎn)量、推進(jìn)新能源先進(jìn)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用項目,規(guī)劃擴(kuò)張動力與儲能電池產(chǎn)量達(dá)137GWh。
事實(shí)上,準(zhǔn)備騰出手來擴(kuò)充產(chǎn)量的并非只有寧德時代一家。
公開資料顯示,僅在今年第一季度,寧德時代、比亞迪、國軒高科、中航鋰電等電池廠商相繼公布了20多個動力鋰離子電池相關(guān)新增投建項目,投資高達(dá)1600億元,建設(shè)年產(chǎn)量超過350GWh。有證券分析師預(yù)計稱,到2025年年底,全球電池公司產(chǎn)量合計將達(dá)到2242GWh。
“競爭的王道就是,技術(shù)要比對手更強(qiáng),產(chǎn)品也要比對手更豐富。所以要一邊加快產(chǎn)量布局,一邊還要不遺余力地提高電池的技術(shù)水平?!蔽覈嚬こ虒W(xué)會名譽(yù)理事長付于武認(rèn)為,有關(guān)像寧德時代、比亞迪、國軒高科等頭部電池公司來說,抓住眼下的歷史性機(jī)遇加大技術(shù)研發(fā)投入,擴(kuò)張產(chǎn)量布局,“是十分合乎邏輯的”。
GGII的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年全球動力鋰離子電池裝機(jī)量約136.30GWh,同比上升18%。在裝機(jī)量排名前10的電池公司中,我國公司占據(jù)6席。我國電池公司在全球市場的份額總和也超過了韓國、日本,位居第一。
“全球汽車駛?cè)腚妱踊D(zhuǎn)型快車道,而我國動力鋰離子電池已走在了世界前列?!备队谖湓u價說,從需求側(cè)來看,大量整車公司對電動化的態(tài)度發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。之前我國汽車的電動化轉(zhuǎn)型走在了前列,現(xiàn)在包括大眾、奧迪、奔馳等在內(nèi)的德國車企也開啟了電動化轉(zhuǎn)型步伐,因此動力鋰離子電池需求量激增。從供給側(cè)來看,優(yōu)質(zhì)的動力鋰離子電池供應(yīng)商仍然產(chǎn)量不足。“雖然全球范圍內(nèi)的電池廠不少,一些整車公司也在試圖自己掌握電池,但我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)無論技術(shù)還是產(chǎn)量,均穩(wěn)居世界前列。”
值得注意的是,動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的市場集中度進(jìn)一步上升,有“頭部公司撐死,其他公司餓死”的趨勢。2020年,全球動力鋰離子電池裝機(jī)量前10的公司裝機(jī)量總和約為126.47GWh,占全球動力鋰離子電池裝機(jī)總量的93%,這一占比同比上升4%。
“這說明動力鋰離子電池的產(chǎn)量存在結(jié)構(gòu)性,高端產(chǎn)量仍然偏緊。今后在各家的擴(kuò)軍備戰(zhàn)中,落后產(chǎn)量將逐漸被淘汰?!庇袠I(yè)內(nèi)人士表示,持續(xù)4年榮膺動力鋰離子電池裝機(jī)量全球第一的寶座后,寧德時代試圖再次以募資定增下好“先手棋”,一邊加強(qiáng)動力與儲能電池產(chǎn)量建設(shè),一邊繼續(xù)投入先進(jìn)技術(shù)研發(fā),這有助于夯實(shí)其在動力鋰離子電池和儲能電池領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
中南財經(jīng)政法大學(xué)數(shù)字經(jīng)濟(jì)研究院執(zhí)行院長盤和林認(rèn)為,得益于我國在新能源汽車領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢,不少我國電池公司在動力鋰離子電池上擁有足夠的技術(shù)儲備,“無論是磷酸鐵鋰離子電池還是三元鋰離子電池,這些我國電池公司都具備明顯的規(guī)模優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢,同時我們也有供應(yīng)鏈完整的優(yōu)勢?!?/p>
他建議說,電池公司在擴(kuò)張產(chǎn)量的同時也要加強(qiáng)技術(shù)升級,多向技術(shù)創(chuàng)新要效益。“例如鋰離子電池回收的問題,鋰離子電池材料還難言過剩,電池公司應(yīng)十分注意重視資源的循環(huán)應(yīng)用。這有關(guān)公司和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展來說都是十分重要的?!?/p>
如何闖過原材料漲價、低端產(chǎn)量過剩的險灘
仔細(xì)看看鋰精礦價格的飆升曲線,就會明白上述擔(dān)憂無不道理。
據(jù)了解,與今年一月一日的價格相比,七月二十日的碳酸鋰價格上漲了66%,氫氧化鋰價格上漲了96%。
顯然,隨著電池產(chǎn)業(yè)擴(kuò)產(chǎn)潮的到來,上游電池材料的供應(yīng)可能出現(xiàn)瓶頸。有測算結(jié)果顯示,到2025年,全球鋰資源供應(yīng)量折合120萬噸碳酸鋰當(dāng)量,而需求為150萬噸碳酸鋰當(dāng)量,將存在約30萬噸的缺口。
“全球電池需求量的迅速上升,而鋰資源空間分布不均勻,我國電池產(chǎn)業(yè)鏈開始面對鋰資源約束問題?!惫獯笞C券的一份行業(yè)研究報告顯示,一方面鋰資源的總量分布有限,地殼豐度僅為0.006%;另一方面,鋰資源的空間分布不均勻,鋰礦重要分布在澳洲、南美地區(qū),我國的電池生產(chǎn)用鋰對外依存度過高。
此外,由于之前鋰礦周期下行導(dǎo)致很多礦場關(guān)停,疊加國外新冠肺炎疫情肆虐的不利影響,短時間內(nèi)鋰資源供應(yīng)很難滿足下游快速上升的需求。
毫無疑問,解決原材料短缺的根本出路在于電池技術(shù)革新。寧德時代不久前公布的第一代鈉離子電池就驗(yàn)證了這一思路。
“有人議論說,電池的化學(xué)體系已經(jīng)很難創(chuàng)新了,只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。我們認(rèn)為電化學(xué)的世界就像能量魔方未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知,我們樂此不疲地探索其中的奧秘?!痹谷涸诠紩现毖裕岸嘣募夹g(shù)路線是電池產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的重要保障?!?/p>
一方面,鈉資源的豐度更高、成本更低;另一方面,鈉離子電池在低溫性能、快充以及環(huán)境的適應(yīng)性等方面也擁有獨(dú)特優(yōu)勢,可以與鋰離子電池相互兼容互補(bǔ)。但由于鈉離子體積較大,在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動力學(xué)性能方面要求更嚴(yán)苛,此前鈉離子電池遲遲難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
據(jù)介紹,基于材料體系的一系列突破,寧德時代研發(fā)的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢。其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;即使在零下20攝氏度低溫環(huán)境中,它也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上;熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的安全要求。
“第一代鈉離子電池既可應(yīng)用于各種交通電動化場景,尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢,又可靈活適配儲能領(lǐng)域全場景的應(yīng)用需求。”寧德時代研究院副院長黃起森表示,為了彌補(bǔ)現(xiàn)階段鈉離子電池在能量密度上的短板,寧德時代還開發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方法,即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭,集成到同一個電池系統(tǒng)里,通過BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。
光大證券的分析師認(rèn)為,在對能量密度要求不高的場景中,鈉離子電池將有著廣泛的應(yīng)用前景。例如儲能、電動兩輪車與A00級新能源汽車,預(yù)計到2025年,這三大領(lǐng)域國內(nèi)電池需求將達(dá)到123GWh。
由于能夠直接決定新能源汽車的產(chǎn)品性能,動力鋰離子電池被視為新能源汽車的“靈魂”。
“電池公司在擴(kuò)張產(chǎn)量的同時提高電池技術(shù)水平,是一個不小的挑戰(zhàn)。因?yàn)槲磥韲@電池技術(shù)的競爭會很激烈?!备队谖涮寡裕瑹o論是電池生產(chǎn)商還是主機(jī)廠,都想“把靈魂掌握在自己手里”,都想牢牢掌握核心技術(shù)。像特斯拉、大眾等跨國車企已經(jīng)開始籌備自建動力鋰離子電池廠。
“以寧德時代為代表的我國電池公司已經(jīng)走在了世界電池產(chǎn)業(yè)的前列,這是一個極為珍貴的機(jī)會,甚至可以說是歷史性的機(jī)會。在下好了先手棋的基礎(chǔ)上,后面還要繼續(xù)努力?!彼嬖V記者,要成為世界領(lǐng)先的電池公司,就必須實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新,走好科技自立之路?!盁o論是電池材料技術(shù)革新,還是電池結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝的升級,都離不開研發(fā)這潭活水。只有電池技術(shù)創(chuàng)新成果源源不斷的涌現(xiàn),我們才能鞏固好已有的先發(fā)優(yōu)勢?!?/p>
據(jù)介紹,圍繞“以可再生能源發(fā)電和儲能替代固定式化石能源、以動力鋰離子電池助力電動汽車的發(fā)展、以電動化和智能化的集成作為一個創(chuàng)新”的三大戰(zhàn)略方向,寧德時代打造了材料化學(xué)體系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及極限制造和商業(yè)模式的四大創(chuàng)新支撐,形成了從前沿基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,再到商業(yè)化大規(guī)模的推廣快速轉(zhuǎn)化的能力。
“這一輪電池產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張中暴露出原材料價格上漲、低端產(chǎn)量過剩等問題,要盡快加以解決?!毙履茉雌嚜?dú)立研究員曹廣平提醒說,目前整個新能源汽車行業(yè)仍處于逐漸成熟的階段,但有些問題要未雨綢繆。“例如,等到這一大批動力鋰離子電池該退役的時候,希望我們已建成了科學(xué)、合理的電池回收體系,讓新能源汽車能夠真正地為‘碳達(dá)峰、碳中和’作出貢獻(xiàn)?!?/p>
值得一提的是,八月二十五日,工業(yè)和信息化部在答復(fù)政協(xié)提案時表示,將組織有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究機(jī)構(gòu)適時開展鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)制定,并在標(biāo)準(zhǔn)立項、標(biāo)準(zhǔn)報批等環(huán)節(jié)予以支持。工信部將在“十四五”相關(guān)規(guī)劃等政策文件中加強(qiáng)布局,從促進(jìn)前沿技術(shù)攻關(guān)、完善配套政策、開拓市場應(yīng)用等多方面著手,做好頂層設(shè)計,健全產(chǎn)業(yè)政策,統(tǒng)籌引導(dǎo)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
同時,科技部將在“十四五”期間執(zhí)行“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點(diǎn)專項,并將鈉離子電池技術(shù)列為子任務(wù),以進(jìn)一步推動鈉離子電池的規(guī)?;?、低成本化,提升綜合性能。
“創(chuàng)新是寧德時代的基因,也是寧德時代加速發(fā)展的動力。我們有超過5000名研發(fā)人員,大家聚精會神地搞科研。”曾毓群坦言,“碳中和”時代的到來,意味著人類社會生產(chǎn)力深刻的變革,它將給各行各業(yè)帶來深層次的影響,更推動了新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,給不同技術(shù)供應(yīng)了施展的舞臺。
有人說,“更優(yōu)越的性能、更低的成本、更好的安全性”是動力鋰離子電池發(fā)展過程中的“不可能三角”。但從某種意義上來說,一部電池發(fā)展史幾乎就是人類馴化各類化學(xué)元素,不斷探索能源利用率極限的歷史。能源是人類社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),而“碳達(dá)峰、碳中和”時代無疑將加速新能源電池行業(yè)前進(jìn)的車輪。
中青報·中青網(wǎng)記者許亞杰來源:我國青年報