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動力電池産業四大現狀解讀

時間:2024-11-02 10:27:49

2018年《動力電池藍皮書》從行業集中度、價格、技術路線、電池回收等層面解析動力電池産業的現狀與未來。

具有高能量密度以及高安全特性的固态電池正在全球範圍内受到關注,日韓歐美等國家和地區的相關研究機構和企業開始發力布局和加速固态電池的研究與開發。

2017年國内新能源汽車産量突破80萬輛,直接拉動動力電池配套量超過370億瓦時,中國新能源汽車産業的快速發展離不開國内動力電池産業的有力支撐。對于動力電池産業,政府層面也鼓勵大力發展。早在2017年初,國家四部委發布了動力電池産業頂層設計政策《促進汽車動力電池産業發展行動方案》,對加快提升我國汽車動力電池産業發展能力和水平,推動新能源汽車産業健康可持續發展明确了下一步的前進方向和發展路線。

那麼,當下我國動力電池産業發展的現況和趨勢如何?又該怎樣推進我國動力電池未來的發展進程?

7月19日,中國汽車技術研究中心有限公司、大連松下汽車能源有限公司、社會科學文獻出版社、新能源汽車動力電池産業聯席會在京共同發布了《動力電池藍皮書:中國新能源汽車動力電池産業發展報告(2018)》(以下簡稱2018年《藍皮書》),透過該書方能找到些許答案。

電池産業總配套量達373.5億瓦時

2018年《藍皮書》指出,整個電池行業的産銷量持續快速增長,行業集中度在競争中提升。

據中國汽車技術研究中心有限公司動力電池産業發展研究室統計,2017年中國新能源汽車實際總産量為81.9萬輛,占當年新車總産量的2.8%;終端銷量為77.7萬輛,占新車銷售的2.7%。動力電池産業在新能源汽車産業的帶動下,繼續保持快速增長,全年總配套量達373.5億瓦時,同比增長33%。

得益于私人市場的滲透以及共享汽車的普及,純電動乘用車産量同比增長84%,在總産量中占比首次超過50%。純電動專用車産量相比2016年有近10萬輛級的增長,全部産品中高于96%的産品是物流運輸車。在動力電池配套方面,純電動客車仍舊是最大的動力電池應用領域,占比為38%,而純電動乘用車領域的動力電池配套量正在逐漸與其縮小差距,占比為33%,可以預見其即将發展成為最大的動力電池消費市場。

在動力電池配套企業方面,2017年國産新能源汽車共有98家動力電池單體配套企業(按集團口徑統計,其中國外企業6家,國内企業92家)以及2家燃料電池企業,相比2016年的企業數量減少了三分之一,前一階段《汽車動力蓄電池行業規範條件》的實施以及日趨成熟的市場競争使一些技術落後的企業或被兼并重組或選擇退出汽車動力電池的生産與銷售。

從不同材料體系锂離子動力電池生産企業數量上來看,變化最明顯的是磷酸鐵锂生産企業,較2016年的79家下降了一半。随着動力電池發展路線對能量密度的需求不斷提高,磷酸鐵锂生産企業的生存空間受到壓縮。其他材料體系的生産企業數量同比沒有明顯變化。

在配套量方面,隻有甯德時代超過了100億瓦時,其快速發展的曆程在新能源汽車産業中成為一個特有現象。配套量超過1億瓦時的企業有39家,總配套量為363.1億瓦時,占比97%;不足1億瓦時的企業有59家,同比減少近50%。這進一步說明行業發展在經曆大浪淘沙後集中度得到有效提升。排名前20的企業的配套量占總配套量的87%,與2016年占比基本一緻,但總量增長可觀。

在車型産量最高的乘用車領域,無論是插電式混動乘用車還是純電動乘用車,三元材料電池占據了絕對的統治地位。動力電池系統價格整體下降

在電池價格方面,2018年《藍皮書》指出,動力電池系統銷售價格有力下降,上遊材料成為關鍵因素。

動力電池系統作為新能源汽車中成本占比最高的部件直接決定了整車的市場定價,隻有動力電池系統成本降至與傳統燃油車發動機成本相當的水平時,純電動汽車才能在财政補貼退出後在終端售價方面具有真正的市場競争力。在我國動力電池産品成本的發展演變中,産業鍊的建設完善和國産化率的不斷提高對動力電池的成本下降起到了關鍵的助推作用。

在正極材料方面,2017年我國正極材料産量增長迅猛,龍頭企業的高鎳三元材料技術研發正在逼近國外先進水平,規模化的量産已經實現,當升科技、貝特瑞、甯波容百的高鎳材料産品極具市場競争力。

在負極材料方面,國内企業繼續保持傳統石墨市場的領先優勢,在高比能量電池用的矽碳負極材料領域正在加快研發及投産速度,主流負極廠商已增加矽碳負極投入,新進入者也開始布局矽碳負極,産業化進程不斷加速。隔膜方面,隔膜國産化率正在不斷提升,随着國内隔膜生産企業在濕法生産工藝上以及塗覆技術的持續改進,濕法隔膜的性能越來越接近國外企業水平,國産濕法隔膜已經搶占了部分進口市場份額,并有逐漸擴大的趨勢,國産隔膜的普及應用對打破國外企業壟斷格局、降低動力電池成本成效明顯。在電解液領域,随着我國電解液産業的發展成熟,全球電解液的産能正向中國轉移,國産電解液已面向國内外市場銷售,同時國産電解液添加劑也正在形成主導全球市場的供給格局。産業鍊的進步與成熟對适應新能源汽車市場發展需求、降低動力電池成本具有重要意義。

整體上,我國新能源汽車動力電池系統的銷售價格呈現逐年下降的趨勢,2017年底動力電池系統價格的行業平均水平已經降至1.4元/瓦時~1.5元/瓦時,相比2016年底的2.0元/瓦時下降了25%,已經提前實現了《節能與新能源汽車産業發展規劃(2012~2020年)》要求的到2020年新能源汽車動力電池模塊成本降至1.5元/瓦時以下的目标,并且部分企業的産品價格還能更低。對于《促進汽車動力電池産業發展行動方案》要求的2020年系統成本降至1元/瓦時以下的目标,其實差距已經不大。

在補貼即将退出的後補貼時代,新能源汽車需在市場終端售價方面與傳統燃油汽車形成等量競争,所以,動力電池系統要達到内燃發動機系統的成本水平,此時價格應在0.6元/瓦時~0.7元/瓦時。按照《節能與新能源汽車技術路線圖》的規劃,達到這一水平要到2030年,但是國外的動力電池系統成本同樣下降很快,在2020年理想狀态下可能達到100歐元/千瓦時。因此,中國動力電池産業的發展道路并不輕松,競争态勢仍然嚴峻,需要産業協力共同促進,方能提前完成既定目标。

多種技術路線并存

在電池技術路線上,2018年《藍皮書》指出,對于整個動力電池産業來說,目前依然是多元技術體系并路推進,三元電池占據乘用車統治地位。

在2017年的動力電池配套量中,磷酸鐵锂電池的主導地位受到三元電池的強勢沖擊,磷酸鐵锂電池全年配套量187.5億瓦時,占比50%,相較2016年下降了22個百分點。三元電池全年配套量162.2億瓦時,占比43%,相較2016年提高了20個百分點;錳酸锂電池配套量15.6億瓦時,占比4%;钛酸锂電池配套量5.7億瓦時,占比2%;多元複合電池配套量2.3億瓦時,占比1%;鎳氫電池和超級電容器的配套量則相對少很多。

在純電動客車領域,磷酸鐵锂電池是主要配套電池,整體占比在90%以上,其他份額則主要被钛酸锂電池和錳酸锂電池占據。

在插電式混動客車領域,錳酸锂電池和磷酸鐵锂電池共同占據市場。

在車型産量最高的乘用車領域,無論是插電式混動乘用車還是純電動乘用車,三元材料電池是主要配圖電池,這源于市場對車輛續駛裡程的需求,具備高能量密度優勢和發展潛力的三元材料電池将逐漸完成對磷酸鐵锂電池的替代。

在純電動專用車領域,三元電池同樣是主要配套電池,尤其是純電動物流車對高續駛裡程的需求拉動了三元電池在專用車上的配套應用。

整體上,我國新能源汽車動力電池系統的銷售價格呈現逐年下降的趨勢,2017年底動力電池系統價格的行業平均水平已經降至1.4元/瓦時~1.5元/瓦時,相比2016年底的2.0元/瓦時下降了25%。全固态電池成為下一個主戰場

對于未來的主流電池技術路線,《藍皮書》指出,對于整個動力電池産業來說,前瞻性電池技術路線清晰,全固态電池成為業内關注的焦點。

2017年3月國家發改委、财政部、工信部和科技部四部委聯合發布了《促進汽車動力電池産業發展行動方案》,提出到2020年,新型锂離子動力電池單體比能量超過300瓦時/公斤;系統比能量力争達到260瓦時/公斤,到2025年,新體系動力電池技術取得突破性進展,單體比能量達500瓦時/公斤。2017年5月,工信部、國家發改委和科技部三部委聯合發布的《汽車産業中長期發展規劃》再一次提出到2020年,動力電池單體比能量達到300瓦時/公斤以上,力争實現350瓦時/公斤,系統比能量力争達到260瓦時/公斤,到2025年,動力電池系統比能量達到350瓦時/公斤。

面對頂層設計的要求,科技部新能源汽車重點專項實施的面向2020年高能量密度動力電池産業化研發項目正在有序開展當中,由甯德時代、合肥國軒高科以及天津力神牽頭的項目采用高鎳三元正極以及矽碳負極的軟包電池能量密度已經達到技術要求,下一步将在提升循環壽命和安全性方面向産業化的目标進行攻關。2020年後的發展目标方向為新型高比容量正極材料研發,以期在2025年突破單體400Wh/kg,新能源汽車重點專項中,北京大學和中國科學院物理所分别牽頭承擔的高比能量動力電池新材料研發項目也已有階段性進展,圍繞着富锂錳基正極材料開展的科研工作正逐漸看到産業化的希望。其中,北京大學開發的富锂錳基正極材料的比容量達到了400mAh/g。

2017年,作為下一代面向500Wh/kg的電池技術路線,具有高能量密度以及高安全特性的固态電池正在全球範圍内受到關注,日韓歐美等國家和地區的相關研究機構和企業開始發力布局和加速固态電池的研究與開發。

在中國,以中國科學院物理所為代表的研究團隊正在積極進行固态電池的産業化工作,目前開發出的階段性電芯樣品能量密度指标接近350Wh/kg。

企業方面,贛鋒锂業與中國科學院甯波材料所進行合作,推進固态電池的産業化進程。此外,甯德時代、天津力神、中航锂電以及衛藍新能源等企業也在進行固态電池的開發。在業界共同努力下,固态電池産業化的實現或許會提前到來。

動力電池回收規範明确

在電池回收方面,《藍皮書》指出,目前動力電池回收路線漸趨清晰,商業體系仍待健全。

動力電池的回收再利用是新能源汽車産業健康可持續發展的關鍵一環,對全生命周期内降低動力電池成本、促進環境保護和社會安全以及節約礦藏資源利用等方面具有重要意義。

随着我國發展新能源汽車産業上升為國家戰略,2013年以後新能源汽車大規模推廣應用,産銷量年年不斷攀升,截至2017年底,累計推廣新能源汽車180多萬輛,裝配動力電池約86.9GWh。根據企業質保期限、電池循環壽命、車輛使用工況等方面研究測算,2018年後,新能源汽車動力電池将進入規模化退役,預計到2019年,動力電池回收量将達到11.14萬噸,到2020年将達到25.7萬噸。解決廢舊動力電池回收再利用迫在眉睫。

面對越發嚴峻的動力電池回收問題,政府主管部門在豐富和完善動力電池回收利用體系架構方面不斷推出技術标準、管理規範以及示範工程等多維度舉措:在2017年連續發布了《車用動力電池回收利用拆解規範》《電動汽車用動力蓄電池産品規格尺寸》《汽車動力蓄電池編碼規則》《車用動力電池回收利用餘能檢測》等推薦性标準;提交并公示了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,并最終于2018年2月正式發布。

《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》指出,要落實生産者責任延伸原則,即新能源汽車生産企業承擔動力電池回收的主體責任,鼓勵動力電池生産企業、綜合利用企業以及其他相關企業在标準化設計、開放通信協議以及編碼溯源等方面配合整車企業充分落實動力電池回收責任,通過多種形式,合作共建、共用廢舊動力電池回收渠道,并遵從先梯次利用後再生利用原則開展多層次、多用途的合理利用。

在政策、利益、責任等多重動力驅動下,甯德時代、比亞迪、國軒高科、駱駝股份、中航锂電、華友钴業等電池生産企業和材料生産企業,均已在動力電池回收領域布局上開始發力。

對于我國動力電池未來的發展進程,中汽中心副總經理吳志新在發布會上表示:“動力電池企業應該從務實出發,加大研發和技術方面的投入,加強企業間的互助合作,統一行業标準規範,建立回收再利用的完整體系。”

放眼國内動力電池産業的未來,國家政策的支持及國内外汽車廠商的戰略轉型,都給中國動力電池業的發展提供了機遇。如何在新一輪競争中占據有利地位,已經成為國内動力電池企業發展的重中之重。專家認為,在發展的同時,國内企業更應該從電池安全、技術創新、成本控制和全球化視野的角度出發,突破産業鍊核心薄弱環節,實現跨越式的提質突破,隻有這樣才能實現動力電池産業的健康和可持續發展。對于整個動力電池産業來說,前瞻性電池技術路線清晰,全固态電池成為業内關注的焦點。
   

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