1 中國(guó)鋰離子電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 2017年發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)分析，2017年中國(guó)鋰離子電池銷(xiāo)售收入達(dá)到1 589億元，比2016年的1 330億元，同比增長(zhǎng)19.5%。鋰離子電池的產(chǎn)量由873億Wh增長(zhǎng)到1 009億Wh，同比增長(zhǎng)15.6%。主要是由于新能源汽車(chē)動(dòng)力電池和儲(chǔ)能用電池市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。其中，消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品用鋰離子電池銷(xiāo)售收入由695億元增長(zhǎng)到757億元，同比增長(zhǎng)約9%，產(chǎn)量由490億Wh，同比增長(zhǎng)7%，達(dá)到524億Wh。新能源汽車(chē)及電動(dòng)自行車(chē)用動(dòng)力鋰離子電池銷(xiāo)售收入由600億元，同比增長(zhǎng)30%，達(dá)到780億元；產(chǎn)量由330億Wh，同比增長(zhǎng)35%，達(dá)到446億Wh。儲(chǔ)能用鋰離子電池銷(xiāo)售收入由35億元，同比增長(zhǎng)48%，達(dá)到52億元，產(chǎn)量由25億Wh，增長(zhǎng)到39億Wh，同比增長(zhǎng)55%，2014-2017年中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)銷(xiāo)，如表1所示。
2017年度中國(guó)鋰離子電池銷(xiāo)售收入前30強(qiáng)企業(yè)銷(xiāo)售收入合計(jì)達(dá)到1 223.03億元，占2017年中國(guó)鋰離子電池銷(xiāo)售收入總和的77%。2017年中國(guó)鋰離子電池銷(xiāo)售收入30強(qiáng)企業(yè)如表2所示。
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)劉彥龍秘書(shū)長(zhǎng)
表1 2014-2017年中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)銷(xiāo)
2017年中國(guó)鋰離子電池出口量約為17.11億只，2016年出口量約為15.17億只，與上一年相比，同比增長(zhǎng)了12.79%。2017年鋰離子電池出口額約為80.48億美元，2016年出口額約為68.41億美元，同比增長(zhǎng)了17.64%。2017年中國(guó)鋰離子電池出口方向，數(shù)量及出口額如表3所示。2017年中國(guó)鋰離子電池出口額20強(qiáng)企業(yè)如表4所示，2017年中國(guó)動(dòng)力鋰離子電池裝機(jī)量前20強(qiáng)企業(yè)如表5所示。
2017年各種車(chē)型動(dòng)力電池裝機(jī)量合計(jì)為369.1億Wh，其中磷酸鐵鋰(LFP)為180.7億Wh，占總體的49.0%；三元材料(NCM)為 165.6億 Wh，占總體的 44.9%；錳酸鋰(LMO)為15.4億Wh，占總體的4.2%；鈦酸鋰(LTO)為7.4億Wh，占總體的2.1%。2017年各種車(chē)型的動(dòng)力電池裝機(jī)量及占比見(jiàn)表6所示。
2017年鋰離子電池正極材料企業(yè)產(chǎn)量排名：根據(jù)對(duì)18家磷酸鐵鋰企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，磷酸鐵鋰產(chǎn)量為72 918 t，前十家企業(yè)總產(chǎn)量為66 538 t，占比91.3%，磷酸鐵鋰前十大企業(yè)按產(chǎn)量大小順序?yàn)樨愄厝?、湖南升華、比亞迪、安達(dá)科技、北大先行、德方納米、合肥國(guó)軒、重慶特瑞、江蘇樂(lè)能、斯特蘭；根據(jù)對(duì)29家三元材料企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，總產(chǎn)量為129 380 t，前十大企業(yè)總產(chǎn)量為81 160 t，占比62.7%。三元材料前十大企業(yè)分別為寧波金和、優(yōu)美科、湖南杉杉、金瑞科技、北京當(dāng)升、深圳振華、湖南瑞翔、廈門(mén)鎢業(yè)、無(wú)錫凱力克、湖南桑頓。
表2 2017年中國(guó)鋰離子電池銷(xiāo)售收入30強(qiáng)企業(yè)
表3 2017年中國(guó)鋰離子電池出口
表4 2017年中國(guó)鋰離子電池出口額20強(qiáng)企業(yè)
表5 2017年中國(guó)動(dòng)力鋰離子電池裝機(jī)量前20強(qiáng)企業(yè)
表6 2017年各種車(chē)型動(dòng)力電池裝機(jī)量及占比
根據(jù)對(duì)11家鈷酸鋰企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，總產(chǎn)量為51 750 t，前5家企業(yè)產(chǎn)量為42 000 t，占比81.2%；前3家為33 500 t，占比64.7%。鈷酸鋰前十大企業(yè)分別為天津巴莫、湖南杉杉、廈門(mén)鎢業(yè)、盟固利、北大先行、當(dāng)升科技、湖南瑞翔、江門(mén)科恒、廣州融捷、湖南美特。
根據(jù)對(duì)2017年13家錳酸鋰材料企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，總產(chǎn)量為32 500 t，前10家的總產(chǎn)量為 29 200 t，前5家的為 18 300 t，占比56.3%。錳酸鋰材料前十大企業(yè)為湖南桑頓、中信大錳、淄博科源、青島乾運(yùn)、中天光源、江西智鋰、湖南信達(dá)、濟(jì)寧無(wú)界、天津通一、河北強(qiáng)能。
2017年鋰離子電池主要正極材料企業(yè)銷(xiāo)售收入如表7所示。
2017年鋰離子電池負(fù)極材料企業(yè)產(chǎn)量排名如表8所示。根據(jù)對(duì)15家負(fù)極材料企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，總產(chǎn)量為170 500 t，占比為92%。前7家產(chǎn)量都超過(guò)1萬(wàn)t，前3家總產(chǎn)量為95 000 t，占比55.7%。2017年鋰離子電池負(fù)極材料前三大企業(yè)銷(xiāo)售收入：深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司為150 989萬(wàn)元，上海杉杉科技有限公司為148 223萬(wàn)元，江西紫宸科技有限公司為147 392萬(wàn)元。
表7 2017年鋰離子電池主要正極材料企業(yè)銷(xiāo)售收入
表8 2017年鋰離子電池負(fù)極材料企業(yè)產(chǎn)量排名
2017年鋰離子電池電解液企業(yè)產(chǎn)量排名如表9所示。根據(jù)對(duì)14家電解液企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，總產(chǎn)量為110 106 t，前10家企業(yè)總產(chǎn)量為95 595 t，占比86.8%；前 3家企業(yè)總產(chǎn)量為50 880 t，占比為46.2%。主要電解液企業(yè)銷(xiāo)售收入情況如表10所示。
表9 2017年鋰離子電池電解液企業(yè)產(chǎn)量排名
表10 2017年鋰離子電池主要電解液企業(yè)銷(xiāo)售收入
2017年鋰離子電池隔膜企業(yè)產(chǎn)量排名如表11所示。根據(jù)對(duì)13家隔膜企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，總產(chǎn)量為13.76億m2，前10家總產(chǎn)量為12.79億m2，占比92.9%，前8家總產(chǎn)量都超過(guò)1億m2。2017年鋰離子電池主要隔膜企業(yè)銷(xiāo)售收入如表12所示。
表11 2017年鋰離子電池隔膜企業(yè)產(chǎn)量排名
表12 2017年鋰離子電池主要隔膜企業(yè)銷(xiāo)售收入
2017年鋰離子電池部分設(shè)備企業(yè)銷(xiāo)售收入如表13所示。2017年鋰離子電池組主要企業(yè)銷(xiāo)售收入如表14所示。
表13 2017年鋰離子電池部分設(shè)備企業(yè)銷(xiāo)售收入
表14 2017年鋰離子電池組主要企業(yè)銷(xiāo)售收入
1.2 2018年發(fā)展現(xiàn)狀
(1)2018年1-11月中國(guó)動(dòng)力鋰離子電池裝機(jī)量統(tǒng)計(jì)
2018年1-11月中國(guó)動(dòng)力鋰離子電池裝機(jī)量前20強(qiáng)企業(yè)如表15所示，占同期動(dòng)力鋰離子電池總裝機(jī)量的93.4%。2018年1-11月中國(guó)動(dòng)力鋰離子電池裝機(jī)量統(tǒng)計(jì)中磷酸鐵鋰(LFP)為 161.1億 Wh，36.6%；三元 (NCM)為 269.6億 Wh，61.2%；錳酸鋰(LMO)為 6.6億 Wh，1.5%；鈦酸鋰(LTO)為 3.3億Wh，0.74%；合計(jì)440.6億Wh。2018年1-11月各種車(chē)型動(dòng)力電池裝機(jī)量如表16所示。
表15 2018年1-11月中國(guó)動(dòng)力鋰離子電池裝機(jī)量前20強(qiáng)企業(yè)
表16 2018年1-11月各種車(chē)型動(dòng)力電池裝機(jī)量
三元電池：裝機(jī)量為269.6億Wh，占裝機(jī)量61.2%。從配套車(chē)輛類(lèi)型來(lái)看，主要配套在新能源乘用車(chē)上，占比92.1%。磷酸鐵鋰電池：裝機(jī)量為161.1億Wh，占裝機(jī)量36.6%；從配套車(chē)型類(lèi)別來(lái)看，磷酸鐵鋰電池主要配套在新能源客車(chē)上，市場(chǎng)占有率為72.2%，主要集中在10 m以上的新能源客車(chē)中。錳酸鋰電池：裝機(jī)量為6.6億Wh，占裝機(jī)量的1.5%；主要應(yīng)用在新能源客車(chē)上，占比62.1%。鈦酸鋰電池：裝機(jī)量為3.3億Wh，占裝機(jī)量的0.74%；主要作為快充電池應(yīng)用在新能源客車(chē)上。
在各類(lèi)動(dòng)力電池方面，目前市場(chǎng)主要以三元電池和磷酸鐵鋰電池占據(jù)主導(dǎo)地位；從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，三元電池占比將快速提升。
2018年1-11月各種形狀電池配套量及在各種車(chē)輛的占比如表17所示。
表17 2018年1-11月各種形狀電池配套量及在各種車(chē)輛的占比
總體來(lái)說(shuō)，方型、圓柱型和軟包三種封裝類(lèi)型的動(dòng)力電池各有優(yōu)勢(shì)，也各有不足，每種電池都有自己主導(dǎo)的領(lǐng)域，方型三元電池主要應(yīng)用在新能源乘用車(chē)上，方型磷酸鐵鋰電池主要應(yīng)用在新能源客車(chē)上。
隨著補(bǔ)貼政策對(duì)整車(chē)技術(shù)越來(lái)越高的要求，系統(tǒng)比能量成為重要的考核指標(biāo)。相同材料的單體電池，由于不同的封裝形式，單體系統(tǒng)比能量有著一定的差距。由鋁塑復(fù)合膜封裝的軟包電池比起鋁殼封裝的方型電池和鋼殼封裝的圓柱型電池質(zhì)量都要輕，而且內(nèi)阻小，安全保障高等優(yōu)勢(shì)吸引了一大批制造商的目光。預(yù)計(jì)未來(lái)軟包動(dòng)力電池在新能源汽車(chē)市場(chǎng)比重有望達(dá)到50%。
(1)動(dòng)力電池行業(yè)特點(diǎn)：市場(chǎng)集中度顯著提高
2016年以來(lái)，動(dòng)力鋰離子電池行業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過(guò)剩。隨著國(guó)家政策的深度調(diào)整，動(dòng)力電池行業(yè)集中度將持續(xù)提升。
2016年前20強(qiáng)企業(yè)裝機(jī)量占比為83.1%，前5家企業(yè)裝機(jī)量占比為64.5%。
2017年前20家企業(yè)裝機(jī)量為320.9億Wh，占比87%；前5家企業(yè)裝機(jī)量為223.43億Wh，占60.5%。
2018年前11個(gè)月前20家企業(yè)裝機(jī)量為411.72億Wh，占比為93.5%；前5家企業(yè)裝機(jī)量占比為75.7%。前2家占63.1%。
2018年各個(gè)企業(yè)面臨著補(bǔ)貼大幅度下滑、比能量及續(xù)航門(mén)檻大幅提高、企業(yè)資金鏈緊張等多重壓力，無(wú)論是二三線(xiàn)梯隊(duì)企業(yè)，還是被邊緣化的動(dòng)力電池企業(yè)，均有被淘汰出局的風(fēng)險(xiǎn)。
2018年三元?jiǎng)恿﹄姵卣急让黠@提升，從市場(chǎng)需求看，乘用車(chē)將是未來(lái)新能源汽車(chē)增長(zhǎng)的主力。由于補(bǔ)貼政策的引導(dǎo)和三元電池本身的高密度特性更能滿(mǎn)足新能源乘用車(chē)市場(chǎng)的需求，從國(guó)內(nèi)主流電池生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)看，三元電池已成為電池技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。盡管磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)大客車(chē)領(lǐng)域擁有廣闊的市場(chǎng)，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，三元電池的成本逐步降低，以及安全性的逐步提高，其對(duì)磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)份額將造成明顯沖擊。隨著三元電池的安全性逐步得到驗(yàn)證，加之消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)于續(xù)航里程的需求提升，國(guó)家政策又傾向扶持高比能量動(dòng)力電池，高鎳三元材料電池被業(yè)界普遍看好，吸引眾多動(dòng)力電池企業(yè)的積極布局。三元電池企業(yè)多在集中布局高鎳三元電池的研發(fā)，技術(shù)路線(xiàn)從目前主流的NCM523體系向NCM622、NCM811和NCA快速地推進(jìn)。2020年補(bǔ)貼取消后，磷酸鐵鋰電池、三元電池和錳酸鋰電池將會(huì)擁有各自的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展空間。
(2)電池安全性應(yīng)引起企業(yè)高度重視
三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池比能量、降低材料成本等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，但安全性和穩(wěn)定性問(wèn)題卻較為突出。由于高鎳三元正極材料的技術(shù)壁壘較高，在制備工藝、設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通三元材料，國(guó)產(chǎn)高鎳三元材料走向成熟仍需要克服多項(xiàng)技術(shù)難題。企業(yè)為得到更高的補(bǔ)貼，在提高系統(tǒng)比能量的要求下，降低了電池系統(tǒng)的熱管理要求，存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，大部分企業(yè)在三元電池生產(chǎn)方面還缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)積累，電池的安全性和壽命都有待檢驗(yàn)。企業(yè)應(yīng)高度重視電池單體和系統(tǒng)的安全性。
(3)補(bǔ)貼下調(diào)敦促全產(chǎn)業(yè)降成本
預(yù)計(jì)，2019年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步降低、門(mén)檻進(jìn)一步提高，直到2020年后補(bǔ)貼完全取消。補(bǔ)貼下調(diào)使得動(dòng)力電池環(huán)節(jié)首先受到?jīng)_擊，同時(shí)，上游鈷、鎳等原材料價(jià)格的上漲，動(dòng)力電池企業(yè)的利潤(rùn)空間正在一點(diǎn)點(diǎn)被吞噬，電池企業(yè)短期內(nèi)壓縮成本的意愿十分強(qiáng)烈。
電池企業(yè)將通過(guò)向上游隔膜、電解液、負(fù)極、正極等環(huán)節(jié)壓價(jià)等“降本”措施及提高比能量、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)等“增效”措施來(lái)盡可能彌補(bǔ)。
2 中國(guó)鋰離子電池市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
2.1 新能源汽車(chē)成為國(guó)內(nèi)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展方向
2015年10月30 日，工業(yè)和信息化部正式發(fā)布《〈中國(guó)制造2025〉重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖(2015年版)》?！吨袊?guó)制造2025》提出純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、節(jié)能汽車(chē)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是國(guó)內(nèi)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的方向，并分別提出了2020年、2025年的發(fā)展目標(biāo)。
隨著新能源汽車(chē)在家庭用車(chē)、公務(wù)用車(chē)和公交客車(chē)、出租車(chē)、物流用車(chē)等領(lǐng)域的大量普及，2020年中國(guó)新能源汽車(chē)的年銷(xiāo)量將達(dá)到汽車(chē)市場(chǎng)需求總量的5%以上，2025年增至20%左右。在國(guó)家碳排放總量目標(biāo)和一次能源替代目標(biāo)需求下，2030年新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量占比將繼續(xù)大幅提高，規(guī)模超過(guò)千萬(wàn)輛。
2016年10月26 日發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖》指出：隨著新能源汽車(chē)在家庭用車(chē)、公交客車(chē)、出租車(chē)、物流用車(chē)、公務(wù)用車(chē)等領(lǐng)域的大量普及，至2030年，新能源汽車(chē)逐漸成為主流產(chǎn)品，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。至2020年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占汽車(chē)總體銷(xiāo)量的比例達(dá)到7%以上。至2025年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占汽車(chē)總體銷(xiāo)量的比例達(dá)到20%以上。至2030年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占汽車(chē)總體銷(xiāo)量的比例達(dá)到40%以上。
國(guó)家對(duì)動(dòng)力電池提出明確發(fā)展目標(biāo)為：
(1)《節(jié)能與新能源汽車(chē)國(guó)家規(guī)劃(2012-2020)》
電池模塊的比容量達(dá)到300 Wh/kg以上，成本降至1.5元/Wh以下。
(2)“十三五”計(jì)劃-新能源汽車(chē)重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)(2016-2020)
產(chǎn)業(yè)化的鋰離子電池比能量達(dá)到300 Wh/kg以上，成本降至0.8元/Wh以下；電池系統(tǒng)比能量達(dá)到200 Wh/kg以上，循環(huán)壽命達(dá)到1 200次以上，成本降至1.2元/Wh以下；新型鋰離子電池比能量達(dá)到400 Wh/kg以上，新體系電池比能量達(dá)到500 Wh/kg以上。
(3)《中國(guó)制造 2025》
2020年：電池比能量達(dá)到300 Wh/kg；2025年：電池比能量達(dá)到400 Wh/kg；2030年：電池比能量達(dá)到500 Wh/kg。
(4)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃
2020年：電池比能量達(dá)到300 Wh/kg以上，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350 Wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260 Wh/kg、成本降至1元/Wh以下；2025年：電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350 Wh/kg。
2.2 雙積分政策實(shí)施，外資車(chē)企將加速在華新能源汽車(chē)布局
《乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》自2018年4月1日起施行，2019年起正式考核。根據(jù)辦法，2019-2020年，車(chē)企銷(xiāo)售車(chē)輛中新能源汽車(chē)積分比例分別為10%和12%。雙積分政策的推出，外資車(chē)企為了適應(yīng)政策要求，加快與國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)企業(yè)的合資步伐，這將推動(dòng)海外(尤其是歐洲)傳統(tǒng)車(chē)企加緊電動(dòng)汽車(chē)在華布局，合資與自主的較量將在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域再次上演，國(guó)內(nèi)核心零部件供應(yīng)商迎來(lái)歷史性發(fā)展機(jī)遇。雙積分政策是一把“雙刃劍”，會(huì)有力地促進(jìn)新能源汽車(chē)總規(guī)模的擴(kuò)張，但是自主品牌新能源汽車(chē)的市場(chǎng)空間會(huì)有較大的壓縮。雙積分政策實(shí)施的力度越大，對(duì)自主品牌的空間壓縮程度就越大。
2.3 全球智能手機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)平穩(wěn)，中國(guó)廠(chǎng)商市場(chǎng)份額擴(kuò)大
2017年全球智能手機(jī)出貨量15.5億部，同比增長(zhǎng)2%，前十大廠(chǎng)商獲得了77%的市場(chǎng)份額。前十大廠(chǎng)商中國(guó)占據(jù)6家。2017年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出貨量為4.91億部，同比下降12.3%。4G手機(jī)升級(jí)浪潮退去，性能提升帶來(lái)的剛性換機(jī)需求走弱，致使國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出貨量結(jié)束兩年來(lái)的增長(zhǎng)趨勢(shì)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)趨近飽和，海外成為了國(guó)產(chǎn)品牌手機(jī)廠(chǎng)商極為重要的目標(biāo)市場(chǎng)。
2.4 電網(wǎng)級(jí)電化學(xué)儲(chǔ)能爆發(fā)，對(duì)鋰離子電池需求快速擴(kuò)大
當(dāng)前電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能需求已經(jīng)從單純的電量存儲(chǔ)功能向快速出力調(diào)節(jié)功能轉(zhuǎn)變。而“鋰電池+PCS”的組合模式，是目前快速調(diào)節(jié)出力最為經(jīng)濟(jì)有效的方式。鋰電池的性能、成本優(yōu)勢(shì)已經(jīng)開(kāi)始被電力領(lǐng)域所認(rèn)知，加之輔助服務(wù)的市場(chǎng)化改革，儲(chǔ)能商業(yè)模式日漸清晰，2019年開(kāi)始投資規(guī)模必將進(jìn)入一輪爆發(fā)期。
2018年上半年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量同比增長(zhǎng)127%，其中電網(wǎng)側(cè)、輔助服務(wù)領(lǐng)域裝機(jī)量占比超過(guò)60%，且全部為鋰離子電池。從公開(kāi)的項(xiàng)目看，僅寧德時(shí)代在福建的儲(chǔ)能規(guī)劃第一期項(xiàng)目就達(dá)到100 MWh，江蘇、河南共300 MWh的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目也已開(kāi)工，“火電+儲(chǔ)能”合計(jì)需求也將突破100 MWh。預(yù)計(jì)，從2019年開(kāi)始，電網(wǎng)級(jí)鋰電池儲(chǔ)能需求將會(huì)達(dá)到GW級(jí)別，對(duì)于鋰電池需求快速擴(kuò)大。
2.5 鐵塔基站對(duì)退役鋰離子電池有巨大需求
中國(guó)鐵塔從2015年以來(lái)開(kāi)展了退役動(dòng)力電池用于基站備電的試驗(yàn)，試驗(yàn)的站點(diǎn)覆蓋了城市、鄉(xiāng)村以及高寒、高溫、高濕等不同場(chǎng)景，不同的基站類(lèi)型。試驗(yàn)結(jié)果證明，梯次電池相對(duì)于傳統(tǒng)鉛酸電池，具有充放電次數(shù)多、續(xù)航能力強(qiáng)、使用年限長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。2018年10月31日，中國(guó)鐵塔與11家新能源汽車(chē)主流企業(yè)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，進(jìn)一步推廣梯次電池試點(diǎn)應(yīng)用。鐵塔公司目前在全國(guó)范圍內(nèi)擁有180萬(wàn)座基站，備電需要電池約54 GWh；60萬(wàn)座削峰填谷站需要電池約 44 GWh；50萬(wàn)座新能源站需要電池約48 GWh。合計(jì)需要電池約146 GWh。如果以存量站電池6年的更換周期計(jì)算，每年需要電池約24.3 GWh；以每年新建基站10萬(wàn)個(gè)計(jì)算，預(yù)計(jì)新增電站需要電池約3 GWh。合計(jì)每年共需要電池約27 GWh。
2.6 2020年補(bǔ)貼取消后，各種混合動(dòng)力車(chē)型用電池技術(shù)值得關(guān)注
在國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)車(chē)和插電式混合動(dòng)力車(chē)取得較快發(fā)展的同時(shí)，混合動(dòng)力車(chē)輛，特別是微混車(chē)輛等各種節(jié)能汽車(chē)也在國(guó)際上得到了快速發(fā)展。為了適應(yīng)各國(guó)對(duì)汽車(chē)節(jié)能減排不斷提高的要求，達(dá)到降低燃油消耗，促進(jìn)燃油效率提升和CO2減排的功能，又能滿(mǎn)足各類(lèi)客戶(hù)對(duì)車(chē)輛性?xún)r(jià)比的需求，微混車(chē)輛正加快向輕混車(chē)輛發(fā)展。輕混車(chē)輛要求電池能提供更高的能量，甚至功率。于是，車(chē)用48 V電源系統(tǒng)正在得到加速發(fā)展與應(yīng)用，而且是鋰離子電池可能顯示優(yōu)勢(shì)的又一擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展機(jī)遇。
我國(guó)一汽、上汽、長(zhǎng)安、北汽、江淮、吉利等企業(yè)都已將48 V電驅(qū)動(dòng)技術(shù)列為較為可行的技術(shù)路線(xiàn)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用48 V電池系統(tǒng)的乘用車(chē)。國(guó)內(nèi)外48 V電池研究、生產(chǎn)與應(yīng)用都取得了顯著進(jìn)展。其中，國(guó)內(nèi)一些大型鋰離子電池企業(yè)已經(jīng)分別開(kāi)發(fā)出48 VLFP/C、NMC/C、NMC/LTO等不同鋰離子電池體系產(chǎn)品。
2.7 低速電動(dòng)車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)鋰電化步伐加快
國(guó)家對(duì)低速電動(dòng)車(chē)提出了“升級(jí)一批、規(guī)范一批、淘汰一批”的總體思路，工信部等六部委印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)低速電動(dòng)車(chē)管理的通知》。下一步可能將加快制定發(fā)布《四輪低速電動(dòng)車(chē)技術(shù)條件》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，加快研究提出低速電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)、銷(xiāo)售、稅費(fèi)、保險(xiǎn)和使用管理、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)具體管理措施，建立完善低速電動(dòng)車(chē)管理體系。此項(xiàng)整頓工作將加快推進(jìn)低速電動(dòng)車(chē)的鋰電化步伐。
《電動(dòng)自行車(chē)安全技術(shù)規(guī)范》(GB17761-2018)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將于2019年4月15日正式實(shí)施，電動(dòng)自行車(chē)企業(yè)均積極謀求車(chē)型升級(jí)。根據(jù)技術(shù)規(guī)范，電動(dòng)自行車(chē)需具有腳踏騎行能力，最高設(shè)計(jì)車(chē)速不超過(guò)25 km/h，整車(chē)質(zhì)量(含電池)不超過(guò)55 kg，電機(jī)功率不超過(guò)400 W，蓄電池標(biāo)稱(chēng)電壓不超過(guò)48 V等。雅迪、愛(ài)瑪、新日、小牛等電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)軍企業(yè)在鋰電化道路上的提前布局與趁勢(shì)發(fā)力，推動(dòng)了自行車(chē)鋰電池市場(chǎng)的迅速起量。
3 鋰離子電池技術(shù)發(fā)展方向
鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步主要來(lái)自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究與應(yīng)用進(jìn)展，通過(guò)新材料的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步提高電池性能，提高質(zhì)量，降低成本，改善安全性。為滿(mǎn)足下游應(yīng)用對(duì)電池比能量提升的要求，一方面通過(guò)采用高比容量的材料，另一方面可通過(guò)提高充電電壓，采用高電壓材料。
近中期：在優(yōu)化現(xiàn)有體系鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)滿(mǎn)足新能源汽車(chē)規(guī)模化發(fā)展需求的同時(shí)，以開(kāi)發(fā)新型鋰離子動(dòng)力電池為重點(diǎn)，提升其安全性、一致性和壽命等關(guān)鍵技術(shù)，同步開(kāi)展新體系動(dòng)力電池的前瞻性研發(fā)。
中遠(yuǎn)期：在持續(xù)優(yōu)化提升新型鋰離子動(dòng)力電池的同時(shí)，重點(diǎn)研發(fā)新體系動(dòng)力電池，顯著提升比能量，大幅降低成本，實(shí)現(xiàn)新體系動(dòng)力電池實(shí)用化和規(guī)?；瘧?yīng)用。
3.1 鋰離子電池技術(shù)發(fā)展方向-正極
正極材料研發(fā)重點(diǎn)：高鎳NCM和高比容量NCA。高鎳低鈷是發(fā)展趨勢(shì)。特斯拉動(dòng)力電池目前鈷使用量低于3%，未來(lái)將降至0%。6月初，松下宣布正在開(kāi)發(fā)無(wú)鈷電動(dòng)汽車(chē)電池。2018年國(guó)內(nèi)動(dòng)力三元材料增產(chǎn)明顯，各主流企業(yè)紛紛加大動(dòng)力三元材料的生產(chǎn)，除常規(guī)動(dòng)力523型號(hào)外，622、811等高鎳型號(hào)較2017年技術(shù)愈加成熟，電池廠(chǎng)家開(kāi)始加大采購(gòu)力度。2017年國(guó)內(nèi)622較為成熟的企業(yè)包括：寧波容百、當(dāng)升科技、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、新鄉(xiāng)天力、河南科隆、貝特瑞、湖南桑頓等。貝特瑞、當(dāng)升科技、寧波容百等開(kāi)始811批量出貨。
3.2 鋰離子電池技術(shù)發(fā)展方向-負(fù)極
負(fù)極材料研發(fā)重點(diǎn)：硅基負(fù)極-硅碳，氧化亞硅碳。包括硅基負(fù)極材料研究與應(yīng)用、人造石墨材料性能提升與成本降低、LTO材料性能提升與電池應(yīng)用研究、金屬鋰的可充性改善等。國(guó)內(nèi)前幾大負(fù)極材料生產(chǎn)廠(chǎng)商陸續(xù)對(duì)硅碳負(fù)極材料進(jìn)行布局，深圳貝特瑞和江西紫宸已率先推出多款硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品，如貝特瑞高容量硅碳三代產(chǎn)品已完成技術(shù)開(kāi)發(fā)，高倍率、長(zhǎng)循環(huán)硅氧已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。上海杉杉和星城石墨也正在加快硅碳新型負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化。2017年國(guó)內(nèi)人造石墨負(fù)極繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)，在負(fù)極材料占比達(dá)到65%。負(fù)極材料行業(yè)繼續(xù)呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)局面：貝特瑞、上海杉杉、江西紫宸三強(qiáng)鼎立，斯諾、凱金、翔豐華、星城等第二梯隊(duì)企業(yè)奮起直追。前8家企業(yè)約占總產(chǎn)量的77%。
3.3 鋰離子電池技術(shù)發(fā)展方向-電解液
電解液領(lǐng)域重點(diǎn)圍繞著功能電解液展開(kāi)，對(duì)添加劑的選擇是當(dāng)今電解液研究發(fā)展的焦點(diǎn)所在，尤其以新型電解質(zhì)體系(含溶劑、溶質(zhì)與添加劑)，適用于高鎳NCM動(dòng)力電池的功能電解質(zhì)(含添加劑)，適用于儲(chǔ)能電池中的電解質(zhì)(特別包含添加劑)以及低溫型、高溫型(150℃)、阻燃性及耐5 V高電壓電解質(zhì)體系研究與應(yīng)用新進(jìn)展。目前，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)高電壓三元/石墨電池、高鎳正極/石墨或硅碳電池、高功率三元/石墨電池、長(zhǎng)壽命磷酸鐵鋰/石墨電池、高比能量磷酸鐵鋰/石墨電池用添加劑。
3.4 鋰離子電池技術(shù)發(fā)展方向-隔膜
隔膜技術(shù)路線(xiàn)主要分為干法與濕法兩種，干法成本較低但不適合高比能量電池，濕法更薄能夠滿(mǎn)足動(dòng)力電池對(duì)高比能量的要求，但是成本較貴。2017年濕法隔膜的產(chǎn)量超過(guò)了干法隔膜。涂覆(或復(fù)合)隔膜則是當(dāng)今隔膜應(yīng)用發(fā)展的焦點(diǎn)所在，隔膜表面采用涂覆層可以帶來(lái)明顯的好處，首先是提高了隔膜的熱穩(wěn)定性；其次是提高隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性，有利于電池內(nèi)阻降低、放電功率提升；再有是可阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高電壓正極的操作以及延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命等。涂層材料主要包括：氧化鋁、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、納米復(fù)合材料、芳綸等。未來(lái)發(fā)展：薄型化隔膜。隨著動(dòng)力電池比能量快速提升，16、12 μm甚至8 μm的隔膜開(kāi)始應(yīng)用，而濕法工藝制成的隔膜能夠達(dá)到要求。隨著新能源汽車(chē)補(bǔ)貼的減少以及干法隔膜工藝的逐步改進(jìn)，干法隔膜在三元電池占比逐步提升。
4 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)開(kāi)拓鋰電池應(yīng)用市場(chǎng)的建議如下：(1)加快推進(jìn)行業(yè)智能制造進(jìn)程。新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能市場(chǎng)的快速擴(kuò)大，對(duì)電池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高的要求，目前，鋰離子電池制造發(fā)展的總體趨勢(shì)是：“高品質(zhì)、高效、高穩(wěn)定性”和“信息化、無(wú)人化、可視化”。因此，我國(guó)鋰離子電池企業(yè)要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)自動(dòng)化和管理規(guī)范化，加快實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的智能制造。要實(shí)現(xiàn)鋰離子電池行業(yè)制造智能化，首先要重視自動(dòng)化、信息化建設(shè)，高度重視兩化的深入融合，根據(jù)各具體功能需求開(kāi)發(fā)應(yīng)用的智能化解決方案。通過(guò)運(yùn)用智能化解決方案，保證鋰離子電池制造的安全、質(zhì)量、一致性和可追溯；(2)高度重視動(dòng)力電池梯次利用和回收再利用。隨著新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，我國(guó)動(dòng)力電池退役將漸成規(guī)模，車(chē)用動(dòng)力電池退役后，需要考慮其梯次利用和回收再利用。要開(kāi)展梯次利用，首先要了解退役電池的品質(zhì)和安全性能。電池企業(yè)要建立大數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)平臺(tái)和對(duì)電池檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。大數(shù)據(jù)要包括電單體研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、電池包研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、電池包車(chē)載運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。通過(guò)大數(shù)據(jù)對(duì)退役電池進(jìn)行健康評(píng)價(jià)，以確定電池能否進(jìn)入梯次利用市場(chǎng)。要實(shí)現(xiàn)梯次利用，需要重視電池單體和電池包的標(biāo)準(zhǔn)化，在一個(gè)企業(yè)內(nèi)部盡可能采用較少規(guī)格的單體電池，既可以提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平以降低成本和提高產(chǎn)品一致性，又便于今后梯次利用時(shí)的拆解和重組。因此，在動(dòng)力電池設(shè)計(jì)階段就要為后續(xù)的梯次利用和拆解回收做準(zhǔn)備。
動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)需求巨大，但行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，行業(yè)的整合正在持續(xù)進(jìn)行中，市場(chǎng)將進(jìn)一步向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中，動(dòng)力電池企業(yè)要將質(zhì)量和安全放到首位，只有擁有雄厚技術(shù)積累、足夠資金支撐、理性市場(chǎng)定位和對(duì)市場(chǎng)快速反應(yīng)的廠(chǎng)商才能在未來(lái)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)，贏得市場(chǎng)。
劉彥龍，1988年畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)，1999年獲得南開(kāi)大學(xué)工商管理專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位(MBA)。2005年至今，任中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)組委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，2009年5月至今，兼任中國(guó)電子學(xué)會(huì)化學(xué)與物理電源技術(shù)分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電池專(zhuān)業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，2009年5月-2017年8月，兼任中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)氫能發(fā)電裝置專(zhuān)業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，2015年3月起任全國(guó)堿性蓄電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員。
