鋰電池前景

文‖ 上海國資記者 陳怡璇

鋰電池前景

文‖ 上海國資記者 陳怡璇

儲(chǔ)能電池能防止功率波動(dòng)，提高電能質(zhì)量，這對(duì)于新能源大規(guī)模供電有利

作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的上游，鋰電池產(chǎn)業(yè)開始逐漸步入快速發(fā)展階段。

鋰電池的使用壽命、安全性、成本以及產(chǎn)能，直接影響新能源汽車規(guī)模的擴(kuò)展，然而目前鋰電池供給仍存在巨大缺口。在國家工信部出臺(tái)“新能源汽車及節(jié)能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃”的扶持補(bǔ)貼政策之后，動(dòng)力鋰電池2015年全年的投資預(yù)計(jì)將突破千億元，布局鋰電池生產(chǎn)的企業(yè)逐漸增多。同時(shí)，鋰電池生產(chǎn)廠商開始出現(xiàn)收購下游新能源汽車整車企業(yè)的趨勢，以期重走比亞迪模式。

鋰電池家族

在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，動(dòng)力鋰電池成本占整車的成本比重較高，接近40%。除了國家政策補(bǔ)貼的推動(dòng)外，控制鋰電池原材料成本、開發(fā)鋰電池新材料，是目前諸多鋰電池生產(chǎn)企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)開展工作的重點(diǎn)。

從鋰電池材料體系看，目前鋰電池主要包括磷酸鐵鋰電池（簡稱“鐵鋰電池”）和三元電池（使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料）。這些電池的使用范圍包括小型手機(jī)通信鋰電池、動(dòng)力鋰電池、大型分布式風(fēng)光儲(chǔ)設(shè)備等。其中，動(dòng)力鋰電池關(guān)注能量密度和安全性要求；儲(chǔ)能電池對(duì)能量密度、壽命、經(jīng)濟(jì)性要求較高。

國內(nèi)動(dòng)力電池大多使用磷酸鐵鋰電池和三元電池，應(yīng)用于新能源轎車和大巴。磷酸鐵鋰電池安全性較好，近年成本亦有較大下降；三元電池隨著技術(shù)的成熟，因其有較高的能量密度，在新能源轎車領(lǐng)域應(yīng)用快速發(fā)展，正逐步替代部分磷酸鐵鋰電池的份額。在儲(chǔ)能領(lǐng)域，考慮到電池的成熟度、經(jīng)濟(jì)性，目前主要還是以磷酸鐵鋰為主。

上海電氣中央研究院新材料應(yīng)用研究室主任廖文俊博士對(duì)《上海國資》表示，上海電氣一直圍繞儲(chǔ)能電池領(lǐng)域開展研發(fā)工作。2012年啟動(dòng)儲(chǔ)能鋰電池的研發(fā)項(xiàng)目，在電池材料、單體電池、電池模塊和控制管理系統(tǒng)等方面取得成果，主要應(yīng)用于新能源并網(wǎng)和分布式能源的儲(chǔ)能設(shè)備。

此外，上海電氣中央研究院通過與復(fù)旦大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作，目前自主研發(fā)的鈦酸鋰電池已獲得階段性成果，通過自主研發(fā)電池材料和電解液，有效地抑制了電池的脹氣?！搬槍?duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域，每一種電池體系各有優(yōu)缺，我們想尋找一些細(xì)分市場。鈦酸鋰電池壽命較長，達(dá)到1萬次以上，安全性比鐵鋰和三元電池高，可大倍率充放電，但能量密度低。”廖文俊表示，針對(duì)鈦酸鋰電池的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于電動(dòng)大巴、快速移動(dòng)充電站、港口起吊機(jī)、分布式儲(chǔ)能等領(lǐng)域。

從成本來看，雖然目前鈦酸鋰電池的初始成本較高，鈦酸鋰約7000-10000元/每千瓦時(shí)，磷酸鐵鋰約3000元/每千瓦時(shí)，但從全生命周期的使用成本來看，仍具備明顯優(yōu)勢，且隨著鈦酸鋰電池市場推開，上規(guī)模后材料和電池成本都有較大下降空間；另一方面，儲(chǔ)能電池的隱性經(jīng)濟(jì)效益高，即促進(jìn)新能源并網(wǎng)之后可防止功率波動(dòng)，提高電能質(zhì)量，這對(duì)于新能源大規(guī)模供電極為有利。

由于不同的儲(chǔ)能技術(shù)路線在成本、運(yùn)行模式、應(yīng)用領(lǐng)域有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。上海電氣中央研究院目前除了儲(chǔ)能鋰電池外，也開展了液流電池的研發(fā)，上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司正在加快推動(dòng)鈉硫電池的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用。例如，對(duì)于兆瓦級(jí)以上的儲(chǔ)能裝置，液流電池比鋰電池更具優(yōu)勢。

廖文俊表示，據(jù)中國化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2014年新增約81兆瓦的電池儲(chǔ)能規(guī)模，發(fā)展速度很快。北京中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟預(yù)測，2020年全部儲(chǔ)能規(guī)模將達(dá)到67G瓦，現(xiàn)在總規(guī)模僅幾百兆，尤其是電化學(xué)儲(chǔ)能規(guī)模不高，發(fā)展空間較大。

質(zhì)保

從新能源汽車需求來看，電池質(zhì)保的好壞決定了新能源汽車的下游需求。而實(shí)際上，目前國內(nèi)新能源汽車真正能夠?qū)崿F(xiàn)電池質(zhì)保承諾的并不多，整車廠對(duì)用戶的8年承諾大多是通過更換電池的方式實(shí)現(xiàn)。

2015年國家工信部規(guī)定調(diào)整了對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池等關(guān)鍵零部件的質(zhì)保要求，從2014年不低于5年或10萬公里的質(zhì)保標(biāo)準(zhǔn)，提升至不低于8年或12萬公里的質(zhì)保。但目前電池廠對(duì)電池測試的使用壽命大約為3年，可見實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品與工業(yè)化產(chǎn)品存在較大脫節(jié)。

廖文俊表示，單體電池或許可以達(dá)到工信部對(duì)電池的質(zhì)保要求，但電池成組后的模塊和系統(tǒng)會(huì)大打折扣?！澳壳颁囯姵匦袠I(yè)正在擴(kuò)大產(chǎn)能的企業(yè)很多，如不注重技術(shù)持續(xù)改進(jìn)和性能提升將會(huì)面臨發(fā)展瓶頸，包括材料的一致性、電池的一致性、電池模塊的熱管理設(shè)計(jì)、高標(biāo)準(zhǔn)的電池管理系統(tǒng)等，將直接影響鋰電池的安全性。”

此外，針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)項(xiàng)目中的儲(chǔ)能鋰電池，今后可考慮將新能源汽車上的動(dòng)力鋰電池回收進(jìn)行梯次利用，可降低大型風(fēng)光儲(chǔ)電池的投資成本，風(fēng)光儲(chǔ)電池?zé)o形之中成為了新能源汽車電池的回購市場，形成產(chǎn)業(yè)鏈。

理論上，當(dāng)新能源汽車電池能量密度低于新品80%時(shí)，應(yīng)當(dāng)更換和淘汰，因此當(dāng)利用到風(fēng)光儲(chǔ)設(shè)備上時(shí)，可儲(chǔ)存量約70%左右。

上下游產(chǎn)業(yè)鏈

由于與傳統(tǒng)整車企業(yè)相比，新能源汽車用戶基數(shù)較少，供應(yīng)鏈企業(yè)并不齊全。

從目前國內(nèi)的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)看，市場分析師表示，萬向集團(tuán)、天津力神、福建寧德ATL、比亞迪（電池自產(chǎn)自銷）、洛陽中航鋰電、安徽國軒高科、光宇等較為成熟。其中，比亞迪自產(chǎn)自銷的模式也逐漸受到企業(yè)的推崇。

2014年，萬向集團(tuán)斥資約1.5億美元收購美國豪華電動(dòng)汽車廠商菲斯科；2015年5月22日，鋰離子電池材料上市公司多氟多與龍岡投資、紅星汽車、邢臺(tái)縣政府簽訂《合作協(xié)議書》，擬在六個(gè)月內(nèi)通過股權(quán)收購及貨幣投資方式獲得紅星汽車72.5%股權(quán)，是年內(nèi)首家采用“電池企業(yè)+車企”合作模式的企業(yè)，正式進(jìn)入了汽車制造業(yè)，2015年年底，多氟多將發(fā)布3款新能源車型，以純電動(dòng)為主。

“目前新能源汽車面臨的問題不是沒有下游需求，而是上游供應(yīng)不上的問題”。市場分析師表示，“很多整車廠與電池廠談判時(shí)是采用‘包到產(chǎn)’合作的模式，即整車廠根據(jù)明年的生產(chǎn)計(jì)劃，要求電池供應(yīng)配套商擴(kuò)產(chǎn)，與電池廠商簽署生產(chǎn)線承包協(xié)議?！?/p>

由于鋰電池企業(yè)一線、二線良莠不齊，整車企業(yè)經(jīng)常發(fā)生采購不到一線電池，被迫采購二線電池廠商的情況，造成電池穩(wěn)定性、封裝、電池管理系統(tǒng)（BMS）等與汽車不相吻合的情形。

市場認(rèn)為，與其他地方相比，上海新能源汽車市場廣闊，且有一些成熟的充電樁企業(yè)，將逐漸形成從零部件到整車的產(chǎn)業(yè)鏈。