鋰電產(chǎn)業(yè)站到新起點(diǎn) 如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)？

賽迪智庫(kù)

黨的十九大報(bào)告中指出，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力，中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代，這是我國(guó)發(fā)展新的歷史方位。2017年我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)延續(xù)快速發(fā)展勢(shì)頭，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，骨干企業(yè)快速成長(zhǎng)。隨著我國(guó)新能源汽車(chē)引領(lǐng)全球發(fā)展步伐，我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)在中國(guó)特色社會(huì)主義新時(shí)代開(kāi)啟跨越發(fā)展新征程。

我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)站上新起點(diǎn)

產(chǎn)業(yè)規(guī)模首破1500億元。2017年我國(guó)鋰離子電池累計(jì)產(chǎn)量達(dá)111億只，首次突破百億只，同比增長(zhǎng)31.1%，增速在2016年高位下略有回落。2017年，我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1510億元，首次突破1500億元大關(guān)，同比增長(zhǎng)18%，繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)。

領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。2017年，我國(guó)占全球鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的比重達(dá)到了46%，較2016年提高了6個(gè)百分點(diǎn)，進(jìn)一步拉開(kāi)了與日本、韓國(guó)之間的差距。骨干企業(yè)實(shí)力持續(xù)增長(zhǎng)。2017年，寧德時(shí)代鋰離子動(dòng)力電池出貨量達(dá)到了12GWh，超過(guò)松下位居全球首位，鋰離子電池業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入實(shí)現(xiàn)200億元，躋身全球前四。

貿(mào)易順差穩(wěn)步擴(kuò)大。2017年我國(guó)鋰離子電池出口16.7億只，出口金額79.9億美元，均創(chuàng)歷年來(lái)新高，出口額同比增長(zhǎng)17.8%，繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。鋰離子電池實(shí)現(xiàn)進(jìn)出口貿(mào)易順差47.7億美元，同比增長(zhǎng)28.2%，增速較2016年增長(zhǎng)近12個(gè)百分點(diǎn)。

配套能力明顯增強(qiáng)。2017年，我國(guó)鋰離子電池用正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液產(chǎn)量分別達(dá)到了21萬(wàn)噸、14.6萬(wàn)噸、14.4億平方米和11萬(wàn)噸，分別同比增長(zhǎng)29%、24%、33%和24%。

高比能量動(dòng)力電池技術(shù)持續(xù)進(jìn)步。天津力神開(kāi)發(fā)完成單體能量密度達(dá)260Wh/kg的單體電芯，350次充放電循環(huán)后容量保持率達(dá)到83%。開(kāi)發(fā)出了單體能量密度達(dá)280Wh/kg，以及300Wh/kg的動(dòng)力電池樣品。國(guó)軒高科采用高鎳正極材料匹配硅基負(fù)極材料實(shí)現(xiàn)單體電池能量密度達(dá)281Wh/kg，1C倍率室溫循環(huán)350次容量保持80%，采用富鋰正極材料匹配硅基負(fù)極材料實(shí)現(xiàn)單體電池能量密度達(dá)302Wh/kg。寧德時(shí)代（CATL）研發(fā)的電池循環(huán)壽命在1000次左右，能量密度達(dá)到304 Wh/kg 。

關(guān)鍵材料取得突破。高鎳系材料首次放電容量提高至≥206mAh/g，已經(jīng)建成20噸/月中試生產(chǎn)線；突破20～40微米厚度可調(diào)的鋰電池隔膜制備工藝并實(shí)現(xiàn)中試。固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化步伐加快。青島儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院研發(fā)出全新的能量密度達(dá)到300Wh/kg的全固態(tài)鋰電池。贛鋒鋰業(yè)投資2.5億元建設(shè)第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線。天津新動(dòng)源10GWh新型固態(tài)鋰電池項(xiàng)目落戶江蘇南京。

補(bǔ)貼力度逐年退坡。根據(jù)原定計(jì)劃，補(bǔ)貼最高額度在2016年的基礎(chǔ)上已經(jīng)減少了20%，地方補(bǔ)貼不得超過(guò)中央的50%。針對(duì)性更強(qiáng)。針對(duì)不同車(chē)型補(bǔ)貼條款更加具體化，操作性更強(qiáng)，技術(shù)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)提升，尤其是新能源客車(chē)要求更高。動(dòng)力電池要求更高。對(duì)新能源汽車(chē)搭載的動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度提出了最低要求，從財(cái)政補(bǔ)貼方面鼓勵(lì)采用高能量密度的動(dòng)力電池系統(tǒng)。

2017年，在我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量快速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，我國(guó)鋰離子電池行業(yè)尤其是動(dòng)力電池領(lǐng)域投資熱情持續(xù)高漲，金融市場(chǎng)十分活躍。

投資規(guī)模再創(chuàng)新高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017年我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)投資（含擬投資）超過(guò)2000億元，實(shí)際投資近1200億元。其中，動(dòng)力電池投資額接近1300億元，繼續(xù)保持高位。國(guó)軒高科、天津力神等動(dòng)力電池骨干企業(yè)，以及當(dāng)升科技、天賜材料、杉杉等配套材料骨干企業(yè)也都在積極擴(kuò)產(chǎn)。

2017年，新能源汽車(chē)補(bǔ)貼加大了對(duì)高能量密度動(dòng)力電池的支持，三元電池憑借高能量密度優(yōu)勢(shì)快速崛起，強(qiáng)勢(shì)改變動(dòng)力鋰電市場(chǎng)格局。

2017年，受新能源汽車(chē)市場(chǎng)三元材料電池需求猛漲而磷酸鐵鋰電池需求下滑影響，動(dòng)力電池企業(yè)格局發(fā)生了顯著變化，孚能科技、億緯鋰能、國(guó)能電池等主打三元電池的企業(yè)快速崛起。CATL裝機(jī)量增幅明顯，強(qiáng)勢(shì)躍居第一，拉開(kāi)與第二集團(tuán)之間的差距。

我國(guó)鋰離子電池面臨新挑戰(zhàn)

鋰離子電池經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，在各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用，但自身存在三大局限性，“天花板”突破難度較大，不利于下一步發(fā)展。

能量密度低：受正極材料限制，當(dāng)前鋰離子電池能量密度普遍在200Wh/kg以下，根據(jù)預(yù)測(cè)，鋰離子電池能量密度達(dá)到350Wh/kg基本上是極限了。而根據(jù)國(guó)家動(dòng)力電池技術(shù)路線圖提出動(dòng)力電池要求，動(dòng)力電池單體能量密度到2025年要達(dá)到400Wh/kg，到2030年要達(dá)到500 Wh/kg，鋰離子電池幾無(wú)可能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

安全隱患不能根除：鋰離子電池主要包括了正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解質(zhì)四個(gè)部分，其中電解質(zhì)和隔膜均為有機(jī)溶劑或者有機(jī)聚合物，而這些都屬于易燃物。當(dāng)鋰離子電池受到劇烈沖擊或者電池溫度過(guò)高的話，電解質(zhì)容易分解，從而造成電池鼓包、起火，以及更為嚴(yán)重的安全事故。

充電速度慢：鋰離子電池的工作原理決定了其充電速度取決于鋰離子在正負(fù)極材料尤其是正極材料中的脫嵌速度，盡管采用碳包覆、石墨烯添加等技術(shù)手段，鋰離子電池的充電速度還是較慢，難以滿足當(dāng)前需求。為此，各類(lèi)快充技術(shù)飛速發(fā)展，但長(zhǎng)期快充會(huì)造成正極材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致電池性能急劇下滑。

隨著應(yīng)用范圍的不斷拓展，鋰離子電池的弊端逐步開(kāi)始顯現(xiàn)，而部分跨國(guó)企業(yè)為了繞開(kāi)鋰離子電池專(zhuān)利壁壘，積極投身于新型電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，試圖搶占鋰離子電池的市場(chǎng)地位。針對(duì)鋰離子電池能量不高、充電時(shí)間長(zhǎng)、易起火等性能弱點(diǎn)，多種新型電池技術(shù)相繼問(wèn)世。如鋅、鎂、鋰、鋁等金屬燃料電池的比能量均超過(guò)了300Wh/kg，有的甚至高達(dá)1000 Wh/kg，均大大超過(guò)了當(dāng)前鋰離子電池，而采用錐形納米管狀硅材料或者3D多孔結(jié)構(gòu)納米硅作為負(fù)極材料，鋰離子電池的充電時(shí)間可以由目前的幾個(gè)小時(shí)降至10分鐘左右，有機(jī)回流電池、超級(jí)電容器、雙碳電池、固態(tài)鋰離子電池、水基電池等新電池技術(shù)則能有效解決當(dāng)前鋰離子電池起火難題。

從2015年起，我國(guó)鋰離子動(dòng)力電池投資額持續(xù)保持高位，造成我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)能快速增長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2015年到2017年，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)能由不到50GWh暴增至逾200GWh，其中僅前10家動(dòng)力電池企業(yè)的產(chǎn)能就接近120GWh。而2017年我國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)需求量為36GWh，產(chǎn)能整體利用率不到兩成，供需嚴(yán)重失衡。就骨干企業(yè)來(lái)說(shuō)，除CATL2017年產(chǎn)能利用率超過(guò)50%之外，其他企業(yè)基本上都只有30%甚至更低。根據(jù)規(guī)劃，到2020年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量達(dá)到200萬(wàn)輛，動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模約為100GWh，而前10家動(dòng)力電池企業(yè)的規(guī)劃產(chǎn)能就超過(guò)250GWh，整體產(chǎn)能超過(guò)了400GWh，產(chǎn)能過(guò)剩態(tài)勢(shì)并未緩解。

我國(guó)鋰離子電池開(kāi)啟新征程

我國(guó)鋰離子電池行業(yè)要加快動(dòng)力變革、質(zhì)量變革、效率變革步伐，加強(qiáng)安全監(jiān)管，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

加強(qiáng)高性能隔膜、正極材料、負(fù)極材料等關(guān)鍵材料制備技術(shù)研究，突破電池成組技術(shù)瓶頸，推進(jìn)成套自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備研制，加快低成本、高質(zhì)量鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化。

積極開(kāi)展新型正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解質(zhì)的研發(fā)，加強(qiáng)石墨烯、超級(jí)電容器等新技術(shù)與鋰離子電池的融合創(chuàng)新，突破鋰離子電池比容量瓶頸，開(kāi)發(fā)柔性、可折疊的全固態(tài)電池，以及安全可靠的大容量動(dòng)力電池，研制高度智能化的電池管理系統(tǒng)。

加強(qiáng)上游電池材料、中游電芯和電池組制造，以及下游電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)的聯(lián)動(dòng)，發(fā)揮龍頭企業(yè)市場(chǎng)主體作用，以國(guó)家動(dòng)力電池創(chuàng)新中心為平臺(tái)，鼓勵(lì)開(kāi)展技術(shù)研發(fā)，構(gòu)建專(zhuān)利同盟，以應(yīng)用為導(dǎo)向，加強(qiáng)瓶頸問(wèn)題攻關(guān)，加快推進(jìn)新技術(shù)和新產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，加快建立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。

強(qiáng)化質(zhì)量品牌建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)鋰離子電池產(chǎn)品及配套材料的檢驗(yàn)檢查，建立產(chǎn)品質(zhì)量通報(bào)制度，對(duì)于不合格的產(chǎn)品及相關(guān)企業(yè)及時(shí)向社會(huì)公開(kāi)。積極推動(dòng)企業(yè)品牌建設(shè)，鼓勵(lì)骨干企業(yè)加強(qiáng)品牌宣傳力度，強(qiáng)化品牌保護(hù)措施。

堅(jiān)持扶優(yōu)扶強(qiáng)策略，引導(dǎo)財(cái)政、產(chǎn)業(yè)、金融、土地等資源向重點(diǎn)企業(yè)傾斜，加快形成產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，鼓勵(lì)骨干企業(yè)通過(guò)兼并重組、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合等方式擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模，引導(dǎo)龍頭企業(yè)向新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地等產(chǎn)業(yè)園區(qū)集聚，加強(qiáng)各配套環(huán)節(jié)和電池生產(chǎn)企業(yè)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)集約化發(fā)展。

建立健全標(biāo)準(zhǔn)體系，結(jié)合智能移動(dòng)終端、新能源汽車(chē)、新能源儲(chǔ)能等市場(chǎng)發(fā)展，推進(jìn)相關(guān)電池產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備、原輔料等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定。積極推動(dòng)做好標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)工作，結(jié)合行業(yè)規(guī)范條件實(shí)施，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)手段不斷提升產(chǎn)品供給質(zhì)量。

瞄準(zhǔn)“三高三化”要求，即“高品質(zhì)、高效、高穩(wěn)定性”和“信息化、無(wú)人化、可視化”，建立數(shù)字化鋰離子電池制造車(chē)間，及時(shí)總結(jié)鋰離子電池行業(yè)智能制造試點(diǎn)示范成功經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)交流，逐步向全行業(yè)推廣，加快提升行業(yè)智能制造水平，不斷提升制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量。