上下游夾擊、產(chǎn)能過剩將至 動(dòng)力電池如何破局下個(gè)十年？
2018-01-26 11:03:42
摘要：動(dòng)力電池的成長正在推動(dòng)著越來越熱鬧的中國新能源汽車市場，其技術(shù)瓶頸與成本壓力也正在考驗(yàn)著電池企業(yè)。
動(dòng)力電池的成長正在推動(dòng)著越來越熱鬧的中國新能源汽車市場，其技術(shù)瓶頸與成本壓力也正在考驗(yàn)著電池企業(yè)。
高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)庫》統(tǒng)計(jì)顯示，2017年我國新能源汽車動(dòng)力電池裝機(jī)總電量約36.4GWh，同比增長29%，中國再次成為全球最大的動(dòng)力電池應(yīng)用市場。其中，排名前三的企業(yè)分別為寧德時(shí)代、比亞迪和沃特瑪。
“近幾年，電池技術(shù)取得了不少進(jìn)步。但國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)仍然面臨著上下游企業(yè)的壓力，一方面下游車企面臨補(bǔ)貼退坡要求電池企業(yè)降低配套價(jià)格，另一方面上游原材料價(jià)格近年來上漲也給電池企業(yè)帶來壓力。”沃特瑪副總裁鐘孟光在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)高層論壇(2018)上表示。
技術(shù)推進(jìn)
電池技術(shù)的進(jìn)步有目共睹，作為動(dòng)力電池重要指標(biāo)的電池能量密度正在不斷提高。按照國家電池技術(shù)路線圖的規(guī)劃，到2020年電池能量密度單體要達(dá)到300瓦時(shí)/公斤。公開數(shù)據(jù)顯示，截止到2017年年底，我國電池能量密度單體達(dá)到230瓦時(shí)/公斤左右。也就是說，2018、2019年還需要再提高50~70瓦時(shí)/公斤。
“這個(gè)我認(rèn)為是可以做到的。”中國電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長歐陽明高對記者表示，面向2025年產(chǎn)業(yè)化，希望沖擊單體電池400瓦時(shí)/公斤，但這需要在電池材料方面取得突破。目前市場上鋰電池使用的多為石墨負(fù)極材料，從石墨的克容量和壓實(shí)密度看，負(fù)極材料的能量密度很難再得到提高。“如果電池能量密度單體達(dá)到300瓦時(shí)/公斤，需要向硅碳負(fù)極材料轉(zhuǎn)型。如果達(dá)到400瓦時(shí)/公斤，需要變的則是正極材料。”
“鈷和鎳都是戰(zhàn)略物資，下一步目標(biāo)——高比能量電池正極主要是無鈷無鎳材料。在400瓦時(shí)/公斤高比能量動(dòng)力電池方面，國家電池創(chuàng)新中心開展了富鋰錳基固溶體的工程技術(shù)研究。首次研究出比容量400毫安時(shí)/克正極材料(新結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料)，這是對傳統(tǒng)鋰離子正極材料的一大突破。三元811正極比容量只有210毫安時(shí)/克，現(xiàn)在新結(jié)構(gòu)富鋰正極材料已經(jīng)做到400毫安時(shí)/克，這為實(shí)現(xiàn)鋰離子電池500瓦時(shí)/公斤的目標(biāo)提供了可能性，不過目前還處于基礎(chǔ)研究的階段。”歐陽明高說。
但電池技術(shù)的提高應(yīng)該是全面的，不能只追求能量指標(biāo)。在鐘孟光看來，電池的安全性、循環(huán)壽命、低成本也是未來沒有補(bǔ)貼的情況下需要解決的問題。“在電池的高功率密度、高倍率充放、耐高低溫等方面都需要做出努力。”鐘孟光介紹，對于純電動(dòng)公交車來說，為綜合考慮充電場站的使用效率，快充速度有時(shí)甚至比電池能量密度更為重要。目前，沃特瑪研發(fā)的高性能動(dòng)力電池，已具備6C大倍率下持續(xù)充放電特性，可以實(shí)現(xiàn)15分鐘充電到80%。
“目前，搭載沃特瑪?shù)蜏仉姵氐募冸妱?dòng)汽車在新疆、東北、呼和浩特等零下30度左右的環(huán)境也連續(xù)運(yùn)營了三個(gè)冬天。”鐘孟光介紹，目前在內(nèi)蒙古呼和浩特市運(yùn)行的電動(dòng)汽車，除了因空調(diào)制熱、電除霜等增加能耗外，主要續(xù)航能耗基本與其它季節(jié)持平，電池續(xù)航衰減不高于5%。
優(yōu)勝劣汰
市場蛋糕在變大，但競爭也愈演愈烈。電池企業(yè)一方面在技術(shù)上進(jìn)行研發(fā)，另一方面為了搶奪市場而不斷擴(kuò)大產(chǎn)能。公開資料顯示，2017年上半年，近20家動(dòng)力電池企業(yè)進(jìn)行了擴(kuò)產(chǎn)，擴(kuò)產(chǎn)總產(chǎn)能超過65GWh。如果按一輛新能源汽車配55kWh電池計(jì)算，相當(dāng)于可以裝配278萬輛，如果按40kWh/輛計(jì)算，則可以裝配382萬輛。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2020年中國新能源汽車銷量將達(dá)到200萬輛的規(guī)模，未來動(dòng)力電池產(chǎn)能過剩已成定局。值得注意的是，動(dòng)力電池裝機(jī)總電量前十動(dòng)力電池企業(yè)合計(jì)達(dá)26.81GWh，占整體電池企業(yè)的74%，行業(yè)優(yōu)勝劣汰的特征十分顯著。
在原材料價(jià)格上漲、補(bǔ)貼退坡的大背景下，許多電池企業(yè)也面臨著倒閉的風(fēng)險(xiǎn)。比如，美國汽車電池制造商A123在短短三年內(nèi)就從IPO走向破產(chǎn)，主要是因?yàn)殡姵爻杀疽廊痪痈卟幌拢唵螖?shù)量并未跟上。“電池的成本對我們做動(dòng)力電池的企業(yè)來說，壓力是非常大的。”鐘孟光坦言。
以鋰電池為例，其對原材料碳酸鋰和高純球狀石墨的需求量巨大。“去年石墨漲了10多倍的價(jià)格，碳酸鋰價(jià)格從4萬元漲到不到10萬元，鈷的價(jià)格也翻了一倍。”中國工程院院士干勇說，電池原材料成本占電池成本的75%左右。此外，電池型號標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不利于標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營，電池回收系統(tǒng)也沒有建立起來。
在貝特瑞董事長賀雪琴看來，電池回收解決方案是使動(dòng)力電池材料價(jià)格穩(wěn)定、持續(xù)下降，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本方案。一方面要解決電池溯源的問題，做到每一只電池都能夠可追溯。另一方面國家要鼓勵(lì)盡快的建立專業(yè)回收機(jī)構(gòu)或回收企業(yè)。“從目前來看，電池的回收是不掙錢的，回收完了以后，這些原材料賣出去只能滿足回收成本的1/3到1/2，政府應(yīng)該在政策上給予這些回收企業(yè)相應(yīng)的支持或者對其進(jìn)行補(bǔ)貼，因?yàn)榛厥掌髽I(yè)也要賺錢，否則很快就會(huì)關(guān)張。”中國工程院院士孫逢春在接受包括第一財(cái)經(jīng)在內(nèi)的記者采訪時(shí)表示。
而電池企業(yè)如果想要在競爭中取勝，歸根結(jié)底還是在于如何做到降本增效。以在電池企業(yè)中排名前三的沃特瑪為例，其降本增效的途徑有三個(gè)方面。一是降低電池成組以后的系統(tǒng)價(jià)格。“如果電池PACK的成本以后不低于1元/瓦時(shí)，這對我們純電動(dòng)汽車大面積的普及推廣是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。我們從電池占車輛成本的50%左右(2015年)降低至目前的35%—45%之間。除了提高能量密度，提升續(xù)航里程方面的技術(shù)創(chuàng)新外，在改進(jìn)工藝、降低材料成本上也做了很多工作，主要是體現(xiàn)在電池PACK上，通過采用一些新的成組技術(shù)、輕量化的材料去實(shí)現(xiàn)。”鐘孟光對記者表示。
目前，國內(nèi)電池企業(yè)大多使用人力為主的半自動(dòng)化生產(chǎn)線，其制造成本較低，但不利于效率的提升，降本增效的另一途徑則是大力推廣全自動(dòng)化的生產(chǎn)線。“沃特瑪電池從2016年底開始應(yīng)用全自動(dòng)化生產(chǎn)線，一個(gè)比較明顯的例子是，我們的PACK生產(chǎn)線從原來的125人下降到目前的20人左右，人力成本的下降對我們品質(zhì)的提升還是非常明顯的。”鐘孟光說，目前沃特瑪電池所有的生產(chǎn)線都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。
第三個(gè)途徑則是通過梯級利用，降低電池生命周期的成本。“我們2015年時(shí)就成立了儲(chǔ)能的研究，2017年下半年已經(jīng)在產(chǎn)品的推廣應(yīng)用上邁出了一步，最明顯的就是2018年初同中國鐵塔簽訂了一個(gè)供貨的合作協(xié)議。”鐘孟光說。（《第一財(cái)經(jīng)》武子曄）
