
2013-2016年中國鋰離子電池產量/銷售收入表
6月21日,青海省人民政府、工業和信息化部、科學技術部以及中國電動汽車百人會,聯合在青海省西寧市舉辦了“第十八屆中國青海綠色發展投資貿易洽談會-鋰產業國際高峰論壇”。全國政協副主席馬培華,青海省省委副書記、省長王建軍,青海省副省長王黎明,國家能源局電力司司長黃學農,工業與信息化部裝備工業司副司長瞿國春,中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高,中國工程院院士陳清泉,中國汽車技術研究中心副主任吳志新,以及來自國內外著名電動汽車廠商和新能源汽車行業的經銷商,電池、電機、電控等零部件供應商,國內外高校、研究機構、行業協會、投融資機構、媒體等約1000余人出席了論壇。代表們達成共識:鋰電池是未來能否支撐新能源汽車發展的重要因素,做好產業鏈的建設刻不容緩。
鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極,是現代高性能電池的代表。此次在西寧召開的“鋰產業國際高峰論壇”,以鋰資源的開發和高效利用為中心展開,探討電動汽車動力電池的新材料、新工藝、新技術,研究電池的循環利用、大數據及智能化管理、行業政策等問題。
我國豐富的鋰資源儲備為動力電池產業發展提供了先天優勢
此次把“鋰產業國際高峰論壇”放在青海省省會西寧市召開,與青海省是我國重要的鋰資源產地不無關系。鑒于青海擁有的鋰資源優勢,一些新能源企業紛紛在西寧建廠投資,包括比亞迪、華泰、寧德時代等在西寧建設動力電池和碳酸鋰加工廠。
青海是全球重要的鋰資源基地,儲量占全球的三分之一、國內的83%,以鋰產業為代表的特色產業優勢突出,發展新能源、新材料產業潛力巨大。作為曾擔任青海省副省長、中國科學院青海鹽湖研究所所長的著名化工材料科學家,全國政協副主席馬培華在發言中指出,青海鹽湖是我國提取鋰資源最多的湖區,而鋰電池是未來能否支撐新能源汽車發展的重要因素,青海省應該發揮好鋰資源的戰略優勢。
馬培華在題為《發揮資源優勢打造鋰電支柱產業》的主旨發言中表示,世界上的鋰資源主要是鹽湖資源,鹽湖資源提取鋰的成本是目前最低的,大概是礦石提煉法的1/3左右。從2014年到2016年,碳酸鋰鋰鹽的產量發展非常迅速。目前,我國年消耗12萬噸左右的鋰鹽,其中鋰電、碳酸鋰的消耗大約占到一半,未來這個比例可能達到2/3。
馬培華也談到了近期鋰資源漲價的問題。據悉,現在碳酸鋰的最高價格漲到十五六萬元(每噸)、電池級漲到十七八萬元(每噸)。對此,馬培華表示,這個價格有專家認為太高了,對鋰電產業發展十分不利。但從經濟學的角度看,這是供求關系,因為無法提供足夠多的碳酸鋰,所以物以稀為貴,必然會漲價。但是未來幾年間,產能將會大量釋放,無論對企業還是電動汽車的發展,都是非常有利的。
馬培華表示,青海鋰資源的開發現在已經進入了發展快車道,在鋰的生產過程中,我們一定要堅持這一原則:有污染絕對不能生產!
青海省委副書記、省長王建軍在發言中表示,青海省已經提出大力發展鋰資源,打造千億元級的鋰產業;同時我們對鋰資源的開發一定要有理性,一定要保持清醒,一定要尊重資源開發的規律。
我國動力電池產業正處在由技術追趕期向同步發展期過渡的關鍵階段
中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高對目前新能源汽車的發展現狀進行了分析,提出了產業結構變化的動向:一是新能源汽車的產業化經過前期的導入期,起步于2014年,目前已發展到成長期;二是動力電池技術取得重大突破———由鉛酸電池、三元鋰電池,發展到高比能量電池。
歐陽明高認為,2014年是中國新能源汽車產業化的元年,政府推出了一系列的政策,促使這個產業經過了初期的培育期。現在政府新一輪的政策剛剛出臺,為新能源汽車從培育期到成長期過渡奠定了良好的政策基礎。
從技術發展看,歐陽明高認為,近些年來,以鋰離子動力電池為代表的電動汽車核心技術取得重大突破。中國動力電池技術發展經過了前面三個五年計劃,概括特征就是:“十五”是錳酸鋰電池,“十一五”是磷酸鐵鋰電池,“十二五”是三元電池,“十三五”是高比能量的新一代鋰離子動力電池。
從制造成本看,歐陽明高認為系統的比能量是在逐年提升,系統的成本在逐年下降。他預計到2020年在成本方面可以到達1元/瓦時的目標。
從實際配套運營效果看,2013年開始,大中型客車和微小型電動轎車開始采用純電驅動動力系統集成技術,現在已經進入常規的家用主流轎車。純電動乘用車平均續駛里程從150公里,現在已經提高到300公里以上,純電動商用車的總體技術水平在全球處于領先地位,并且批量出口。而插電式混合動力汽車也帶動了整個混合動力技術的逐步成熟。
歐陽明高介紹說,燃料電池也在中國開始起步,具有中國特色的是燃料電池混合動力汽車,包括商用車的燃料電池深度混合動力和轎車的增程式燃料電池汽車。他認為,今年將會是燃料電池商用化的元年。
歐陽明高分析說,目前我國新能源汽車產業出現了不可逆轉的拐點———導入期基本結束,現在進入成長期了。新能源汽車的銷量已經超過汽車總銷量的1.5%,2016年超過1.8%,今年預計還會繼續增長。
歐陽明高在談到新能源汽車技術發展的新趨勢時表示,“十三五”新能源汽車科技研發重點專項是產業技術升級戰略,包括“三化”(電動化、智能化、輕量化)相結合。從動力電池的角度講,要進一步強調研發電池管理、智能化技術。
歐陽明高強調指出,今后五年,純電驅動技術發展的主目標就是在家用主流轎車領域具備技術競爭力和性價比。這是電動汽車跟傳統汽車競爭最為激烈、難度最大的一個區域。怎么辦?應該在提升里程的前提下不能過高提升成本,因此需要進行電池性能的改進,以及整車電耗的下降和效率的提升,需要充電設施的便利,還需要安全管理。
歐陽明高強調,下一步電池技術發展的重點有三方面:首先是降低原材料的成本,在電池成本中材料成本占了一半,這是目前電池成本增高的一個最重要的環節;第二是生產制造的良品率和一致性提高的問題;第三個是材料回收和再循環的問題。
歐陽明高認為,新能源汽車可以推動能源的變革,從規模、成本來看,儲能最終的出路還是要靠鋰離子電池和電動汽車。
防范動力電池產能過剩和電池材料分解的風險
本次論壇還設置了全球鋰資源開發利用及打造良性產業生態、大數據在電池及電動車的應用兩個主題峰會。
根據中國電動汽車百人會的調查,近兩年,電池企業對于產能的擴充頗為積極。2016年底,我國動力電池產能已達到120GWh,今年底有望達到200GWh。但是數據顯示,動力電池的實際市場需求只有不到40GWh。國家科技成果轉化基金新能源汽車創業投資子基金合伙人方建華認為,如此量級的產能過剩對企業來說壓力非常大。由此看來,合理規劃產能對打造良性產業生態至關重要。
方建華還指出,我國汽車動力電池與國外的差距不在研發,而是制造和管理。目前電池企業的制造能力、管理水平,達不到傳統汽車零部件企業應具備的合格率和生產一致性標準。此外,動力電池行業存在嚴重的產能過剩的原因緣于大部分資金來自地方政府或銀行的借貸,風險較大。
惠州市藍微新能源技術有限公司總經理徐文賦介紹,目前國內BMS(電池管理系統)在滿足應用的前提下,還存在著功能安全的缺位、制造專業度的不足、軟件的成熟度不足、算法和模型開發做得不到位等。因此,專業的生產制造、安全的車規級的物料、軟硬件算法及模型開發都是將來或近期技術突破的方向。
關于動力電池的梯次利用,萬向A一二三股份公司高級工程師石先興介紹,目前國內生產的電芯有圓柱、方形、軟包等,容量和結構都不一樣,如何制定標準化的結構設計,來進行規模化的梯次利用,是一個關鍵難點。
據中國電動汽車百人會提供的數據,2016年,鋰電池的市場規模為1330億元、同比增長35%;產量為873億Wh、同比增長42%。其中,動力電池的市場規模為600億元、同比增長88%,占所有鋰電池市場規模的45%左右。
另一方面,如何實現動力電池的回收利用也迫在眉睫。中汽研的數據顯示,電動汽車電池報廢量到2020年將有32萬噸。目前國內在電池拆解方面的技術水平較高,但成本也較高。如何在保證拆解能力水平的同時降低成本,也成為電池行業面臨的新課題。
來自中南大學的李薦教授提出,隨著大量的鋰電池應用在電動汽車上,必須重視電池材料的分解以及梯次利用。從回收難易程度看,鉛酸電池回收簡單,鋰電池則問題較多,牽扯到材料分解出的鋰、鈷、鎳等稀有金屬的回收和再利用。
要強化標準的引領作用
從2016年開始,越來越多的國家開始跑步進入純電動汽車領域,證明了我國率先發展純電動汽車的技術路線是正確的。而我國作為目前純電動汽車保有量最大的國家,在全球市場中具有舉足輕重的地位。許多專家表示,應該用全球化的視野制定我國電動汽車和電池標準。
德國萊茵檢測TUVRheinland項目經理皮亞輝介紹,德國萊茵目前主流的三大官方組織ISO(國際標準化組織)、IEC(國際電工委員會)、UNECE(聯合國歐洲經濟委員會),在其制定的安全標準中,將鋰電安全管理分為以下幾個步驟:首先要識別電池的危險因素,并識別出其根本原因;然后要識別失效模式,在識別危險和失效模式后,分別對危險進行管控。特別注意的是,對危險源失效的保護,要設置一些危險升級的保護措施和預防。
中國汽車技術研究中心首席專家王芳表示,動力電池作為一個能量載體,在設計電池系統時,要能識別出電池安全性的薄弱環節,在薄弱環節多設計系統層面的保護。此外,鑒于動力電池本身的熱特性,在系統設計時,要更好地利用整個系統集成的理念,把電芯變成一個穩定、安全、可靠的系統。
目前動力電池行業市場廣闊,未來三年新能源電動車動力電池市場年平均增長率為50%左右。動力電池企業要將質量和安全放在首位,加強過程控制和優化,完善全產業鏈的技術,充分體現產品路線和技術的變革;因此,也就需要完善的政策和標準去引領動力電池行業的快速發展。

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