锂电池实现5C以上快充、构建全生命周期成本商业模式等问题待解

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锂电池实现5C以上快充、构建全生命周期成本商业模式等问题待解


     “动力电池产业集中度大幅提高,企业小、散、乱现象得到明显改善,投资布局也逐渐理性。”在日前举行的中国汽车动力电池产业创新联盟2021年度会议上,工业和信息化部装备工业一司副司长郭守刚指出,近年来我国动力电池取得长足进步,迈入全球领先行列。但同时,在国际激烈竞争的新形势下,我国动力电池安全、产品质量水平等有待进一步攻关、提高。

市场加速洗牌

梯队分层明显

     数据显示,2020年我国动力电池装车量达63.6GWh,占全球总装车量的46.4%。不仅是规模,我国动力电池在技术水平、产品性能和产业布局等方面取得全面进步。

郭守刚指出,目前我国已形成结构完整的动力电池产业体系,正极、负极、电解液、隔膜四大材料的产品质量大幅提升,国产装备技术参数达国际先进水平,全套生产装备国产化率达90%以上,关键工序装备国产化率达80%。

     同时,动力电池能量密度大幅提升,140Wh/kg及以上车型产量占比达70%以上,最高达194.12Wh/kg;新能源汽车续航里程在300km以下、300(含)-400km、400km及以上车型占比分别为18.1%、21.7%和60.2%,最高达708km。

     在产业规模快速增长、技术进步等多重因素推动下,我国动力电池产品价格呈迅速下降趋势。截至去年12月,523方形三元动力电芯与磷酸铁锂动力电芯均价分别为0.66元/Wh和0.53元/Wh,对应系统均价分别为0.78元/Wh和0.63元/Wh,均降至1元/Wh以下。

     随着动力电池产业全面发展,市场呈加速洗牌之势。中国电动汽车充电基础设施促进联盟秘书长许艳华指出,2020年我国新能源汽车市场共有72家动力电池企业实现装车配套,较2019年减少3家,排名前3、前5、前10的动力电池企业装车集中度分别为71.3%、82.1%和91.8%,梯队分层明显。

持续向大尺寸

方向演变

     随着新能源汽车快速发展,动力电池需求也随之攀升。中国汽车动力电池产业创新联盟预计,2021年我国新能源汽车产量将达224.6万辆,同比增长75.3%,全年动力电池装车需求将达115GWh,同比增长约80.8%。“十四五”期间,我国动力电池需求将较当前翻两番以上。

     许艳华指出,近5年全球60%的动力电池技术创新在中国,包括材料、电芯、系统、装备等环节。今后一段时间内,全球超60%的动力电池产能建设在中国,我国将成为全球最大的动力电池生产国。

     同时,细分市场将发生变化。从电池类型来看,2020年方形、软包和圆柱电池装车量分别占动力电池总装车量的81.8%、5.8%和12.4%,圆柱电池中的21700和32135等大圆柱电芯占比分别为80.5%和14.3%,18650电池市场占比降至3.1%,“未来动力电池将持续向大尺寸方向演变。”许艳华称。

     动力电池产品成本与安全仍是车企选择的首要参考因素。补贴政策对技术演变的影响逐渐减弱,企业将围绕市场推广痛点进行电池技术提升与改进,一方面,CTP(电芯直接集成到电池包)、刀片电池等产品结构创新设计将成为主流;另一方面,高镍无钴电池、全气候电池、固态电池等新技术研发投入加大,产品商业化进程加快。

     在郭守刚看来,我国动力电池产业还将面临诸多挑战。近年来新能源汽车起火事故时有发生,其中因动力电池引发的事故占比达半数以上,电池安全问题需高度关注;电池关键技术需进一步提升,成本需进一步下降,以提升新能源汽车产品的市场竞争力。此外,上游材料资源布局、回收利用体系建立也是全行业需共同解决的重点问题。

全产业链

需进一步协同攻关

     当前,中、韩、日动力电池企业仍是市场发展主力,同时其他国家和地区也在加快战略布局。如欧盟委员会推出“电池2030+”计划;美国以应对气候变化和降碳减排为切入点,加大电动汽车和动力电池研发力度。在国际激烈竞争的新形势下,我国动力电池如何提高竞争力,寻求高质量发展路径是行业的必答题。

     “锂离子电池还有不足,如无法实现5C(C表示电池充放电时电流大小比例)以上快充、热扩散热蔓延问题尚未完全解决、全生命周期成本商业模式不清楚等。”中国科学院物理研究所研究员李泓坦言,现有电池技术能够支撑电动汽车发展,但还不足以解决所有焦虑。

     在郭守刚看来,产业竞争力提升的重点在于技术创新和应用,行业应重点突破动力电池高安全性和全气候适应性、底盘一体化集成等关键技术,不断提升正负极、隔膜等材料性能,瞄准全固态电池等下一代电池研发,补齐短板、锻造长板,不断提升产品技术质量水平。

     他指出,新能源汽车和动力电池企业要落实安全主体责任,在产品设计开发、生产制造及使用回收等环节严把安全关。工信部将进一步完善全生命周期产品安全监管机制,不断升级产品技术标准,加大产品一致性抽查和召回等管理力度,保障产业健康可持续发展。

     在原材料供应方面,镍、钴、锰依赖进口的问题亟待解决。湖南杉杉能源副总经理蒋湘康指出,预计2025年全球正极材料产量达263万吨,其中三元材料增幅最大,钴需求约为当前的2倍,镍、锂需求约为当前的4-5倍。未来只有不断加大对各种金属的话语权,才能保证我国锂电池产业链安全。此外,通过回收利用提升材料自给率,降低对上游资源的依赖,有利于缓解原材料供需紧张矛盾。

编后

     “十四五”期间,我国动力电池需求将较当前翻两番以上,我国将成为全球最大的动力电池生产国。行业的预判令人振奋。确实,经过多年发展,我国动力电池行业克服重重困难,迈入全球领先行列,实现华丽转身。但同时,也要看到,随着全球汽车行业加快电动化转型,动力电池市场需求将暴涨,企业纷纷扩产、加快自建电池厂,欲抢抓这一风口,行业竞争将更加激烈。

     竞争就是市场洗牌、优胜劣汰的过程。动力电池企业要想在未来市场上占据一席之地,需加快升级装备、研发新材料、创新技术、降低成本、提高安全性,同时,开展知识产权保护、车企互动等系列措施。正如文中所说,全产业链协同攻关,并勇于解决行业焦点问题,才能实现高质量发展。

 

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