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动力电池面临新挑战

2022-06-20 11:13来源:中国能源报作者:卢奇秀关键词:动力电池储能电池新能源汽车收藏点赞

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“前两年,动力电池行业都在寻求产能扩张,整体状态是‘拉直干’‘往前跑’‘抢占先机’。当前,产业已进入新发展周期,市场化和规模化对企业可持续发展提出了新的挑战。”近日,中创新航董事长刘静瑜在“第十五届高工锂电产业峰会”上坦言,“动力电池产能真正上规模之后,不仅要提高产品质量,更要让产品风险可控,这对材料供应、产品开发和工厂制造能力都提出了更高的要求。”

规模化发展与供应链矛盾突出

数据显示,今年1月-5月,我国新能源汽车产销量双双突破200万辆,同比均增长1.1倍,动力电池累计产量165.1吉瓦时,累计同比增长177.5%。

新能源汽车行业发展势头强劲。容百科技总裁助理佘胜贤预计,到2030年,全球新能源汽车年销量将达到5000万辆以上。新能源汽车的爆发式增长,叠加储能和消费电子类电池市场,未来10年,锂电池的出货量会实现10倍增长。

蜂巢能源董事长杨红新也认为,新能源汽车行业将迎来由中国企业主导的新局面,未来2年-3年,将是动力电池领域发展的“窗口期”。

但与此同时,受新冠肺炎疫情等因素影响,动力电池上游原材料价格大幅跳涨、供需紧张已成为新常态。碳酸锂的价格甚至从4万元/吨,一度飙涨至50万元/吨,动力电池企业的利润空间被“吃掉”。

“整个行业不得不面对资源紧缺时代的来临。”杨红新坦言,“当前,产业链上游锂矿企业的日子比较滋润,其毛利润高达70%,而今年一季度,动力电池上市企业毛利润只有10%左右,盈利情况不容乐观。”

此外,近两年电池材料体系、封装技术持续演变,新电池技术变革也给电池制造带来挑战。“由于知识产权的限制,再加上技术创新的紧迫性,促使大量新电池结构快速涌现,并快速实现产业化、规模化,这对整个制造业的同步速度,关键工艺、关键结构等的量产能力也提出了极高的要求。”海目星激光董事长赵盛宇称。

寻求资源与能量的极致平衡

在佘胜贤看来,未来,新能源汽车对高车载电量的需求有增无减,除了承担出行功能外,新能源汽车还将承担更多的应用场景,比如家庭办公和娱乐场所,无人驾驶也会额外要求增加10%-20%的载电量。

基于此,刘静瑜认为,应该在能量与资源上寻求极致平衡,应对策略是“四化”:无钴化、高锰化、高压化、固态化。三元电池中钴的含量从最初的30%降低到现在的10%以下,目标是降到3%以内,作为添加剂来使用。探索在电池中采用更多锰元素,减少对于镍的依赖,以降低材料成本。而同样的材料,高压和低压进行对比,释放出来的能量至少相差10%以上,这也是用极少的资源做到能量的最大化。

蜂巢能源同样在致力于电池的“低钴化”乃至“无钴化”,同时在磷酸铁锂、中镍高电压、高镍、固态电池等领域进行了全面的产品布局。据杨红新介绍,无钴电池5.5万吨的正极材料已实现量产,预计7月推向市场。

面对盈利挑战,杨红新认为,产业一体化联合是行业发展趋势,一方面纵向拓展,布局上游锂矿、基础材料、装备制造,形成一体化生态;另一方面横向协同,积极拓展新的第二增长点,比如入局储能和动力电池回收业务。

天赐材料董事长徐金富则认为,相关企业向产业链延伸,以深度绑定或参股等方式合作,恐不能解决原材料供应短缺问题。在他看来,企业布局是存在边界的,从管理角度,内部交易的成本非常高。“有从头整合到底的企业,销售额很大,但发现没什么利润。”

企业需要降本增效

随着动力电池规模化发展,对企业增效降本提出迫切要求。

刘静瑜认为,制造能力对企业极为重要,在大规模生产的前提下,应寻求极简制造、极限制造和智能制造。首先,要从根源上做极简化的产品设计,工艺过程、制造装备也能随之简化,可减少复杂度和单位固定资产投资的强度。去年,中创新航发布的One-Stop电芯零部件数量就简化了25%,工序也简化了30%,单位占地面积产出提高了50%。其次,要把制造过程的控制水平发挥到极限,还要开发超高速的制造生产线,单线产能提高到10吉瓦时,电池缺陷率从ppm(百万分之一)级向ppb(十亿分之一)级别提升。最后,虽然电池生产线已经实现了大数据、云计算与机器感知的应用,但仍处于中级水平。未来要聚焦更高层次的数据应用,同步在智能监测、AI自分析、闭环自调整等方面深入研究,实现精益自动化、数字化和智能化的深度融合。

“电池行业分化会越来越严重,会出现很多电池厂停产,材料厂、设备厂接不到订单的情况,但订单充足的企业却忙不过来。缺乏竞争力、没有资金储备和研发实力的企业将快速出局。”杨红新进一步指出,“电池供应链短缺也倒逼国产化进程加速,设备供应商选择转向国内企业,原材料、导电剂、黏结剂等原来依赖于进口的材料和核心精密器件正被国产化替代。从长远看,供应商不会成为动力电池产业发展的掣肘。”

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