沈阳蓄电池研究所主办

业务范围:科研成果转让、技术难题的攻关、现场指导、新工艺的采用和推广,蓄电池产品生产许可证企业生产条件审查的咨询等。

新闻中心 更多

图片描述
工业绿色发展规划(2016-2020年)

为贯彻落实《工业绿色发展规划(2016-2020年)》《绿色工程实施指南(2016-2020年)》,积极创建绿色工厂,引领工业绿色转型,在人力资源社会保障部支持下,工业和信息化部节能与综合利用司、人事教育司于2019年7月1-5日在山东威海举办绿色工厂创建工作高级研修班,来自各省工业和信息化主管部门相关工作负责人、行业协会代表参加。    本次培训重点解读了工业节能与绿色工厂相关政策、《绿色工厂评价通则》国家标准以及建材、机械等重点行业绿色工厂评价导则标准,部分地方工业和信息化主管部门和工业企业代表还就绿色工厂创建工作进行了经验分享与交流。通过此次培训,学员们对绿色工厂创建工作有了更深入的认识和思考,对明确下一步工作方向、任务和具体实施路径起到了积极的促进作用。工业绿色发展规划(2016-2020年).doc 

作者:沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
图片描述
绿色制造工程实施指南(2016-2020年)

为贯彻落实《工业绿色发展规划(2016-2020年)》《绿色工程实施指南(2016-2020年)》,积极创建绿色工厂,引领工业绿色转型,在人力资源社会保障部支持下,工业和信息化部节能与综合利用司、人事教育司于2019年7月1-5日在山东威海举办绿色工厂创建工作高级研修班,来自各省工业和信息化主管部门相关工作负责人、行业协会代表参加。    本次培训重点解读了工业节能与绿色工厂相关政策、《绿色工厂评价通则》国家标准以及建材、机械等重点行业绿色工厂评价导则标准,部分地方工业和信息化主管部门和工业企业代表还就绿色工厂创建工作进行了经验分享与交流。通过此次培训,学员们对绿色工厂创建工作有了更深入的认识和思考,对明确下一步工作方向、任务和具体实施路径起到了积极的促进作用。绿色制造工程实施指南(2016-2020年).pdf 

作者:沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
图片描述
动力电池安全问题如何解决?能量密度与安全性需要平衡优化

王子冬认为,在没有掌握锂电池起火规律之前,把控能量密度与安全性和长寿命的平衡关系是不能忽视的问题。今年,电动汽车的安全问题有点儿多。根据国家市场监督管理总局的数据,2018年国内至少发生40起涉及新能源汽车的火灾事故,今年4月起,又接二连三发生电动汽车起火冒烟事故,动力电池安全性是一个敏感的话题,又是一个不能回避的话题。近日,中国动力电池创新联盟副秘书长、中国电动汽车充电基础设施充电联盟副秘书长王子冬在首届中国国际电动汽车安全技术创新大会上对电动汽车安全性问题进行了多维度剖析。他认为,动力电池在材料上没有明显技术突破前,比能量发展到一定水平后,就很难再有进一步的突破。与此同时,在安全性方面的负面影响却越来越大。在没有掌握锂电池起火规律之前,把控能量密度与安全性和长寿命的平衡关系是不能忽视的问题。中国动力电池创新联盟副秘书长、中国电动汽车充电基础设施充电联盟副秘书长王子冬动力电池技术路线之争这个问题由来已久,这也正是能量密度与安全性的博弈。王子冬表示,“我们必须承认,电池组是一种含高能物质的部件,具有危险性的本质,而且,随着电池比能量和比功率的提高,发生事故的危险性将增大。”在锂电池众多的技术路线中,磷酸铁锂与三元的对决最为胶着。磷酸铁锂安全性高、寿命长,但是能量密度不如三元高,但可以通过提高电池容量加以弥补,低温性能差,主要是在小容量电池上低温性能低,材料一致性也差。三元电池能量密度高,一致性好,低温性能好,但是安全性略差,循环寿命远不如磷酸铁锂电池。“当前,在中国磷酸铁锂电池具有最成熟的产业链,我们对相关领域掌握的核心技术也比较多,而三元电池则以日韩为代表,相对更成熟一些。”王子冬认为,这种技术路线的对决,更有一种中国vs日韩的意味。如果单从动力电池本身的性能来评价,他列举了10个维度:1.电池组的安全性、2.电池组的能量密度(而非单体)、3.电池组的循环寿命、4.电池组的成本、5.充电倍率、6.电池单体一致性、7.低温性能、8.成组利用率、9.回收再利用的方便性、10.正负极材料可回收修复再利用。作为一种能够引领潮流的技术路线,在以上任何一个方面都不能有太过鲜明的缺点,需要做到各方面的均衡才是一种具有可行性的路线,而不是某一个单一性能指标高,比如说能量密度。因此从以上10个方面分析对比,在这场对决中,三元和磷酸铁锂惨烈厮杀,痛苦角逐,互有胜负,也有平手,在这10场对决后,王子冬个人裁判,给出一个简单的最终结论:在乎安全性、能量密度要求不是很高的场合,首选磷酸铁锂电池。动力电池的天花板在哪里?在王子冬看来,对提高动力电池能量密度需要有清醒的认识:能够产业化的电动车用动力电池的性能提高,不仅仅是正负极材料性能上需要有幅度改进,同时在许多方面都需要有比较大的突破,才有可能实现动力电池真正意义上的提高。那么从产业化动力电池的定义来说,国家提出的目标是:到2020年实现电动车充电一次可以跑400km,单体电池比能量达到:300Wh/kg(350)、600Wh/L(700)、0.6元/Wh,电池系统达到:220Wh/kg(260)、300Wh/L(380)、1.0元/Wh,循环寿命1500次(80%DOD)。王子冬表示,从指标数据上看,要想实现这些指标难度还是比较大的。目前国内动力电池企业产品概况是:磷酸铁锂方面,规模化生产的能量型磷酸铁锂动力电池能量密度大致在140-180Wh/kg之间。三原材料方面,规模化生产的用于纯电驱动的三元正极锂离子动力电池能量密度大致在180-260Wh/kg之间。从技术角度推论,如果电池组比能量要达到260Wh/kg,按照10KWh/kg/100km的能耗计算,形势400km的电动车40KWh电池组电芯重量不能超过99.5kg,电池组的总重量不能超过153kg,软包装电芯的比能量需要超过402Wh/kg,难度可想而知。由此可以推出,比能量达到350Wh/kg的电池(如果能做出来的话),需要做成大容量(80Ah以上)的铝合金硬壳动力电池,这样可以节省模块化后占掉的重量,40KWh电芯总重量要控制在114.3kg以内,只能占电池组重量比74.7%,其余的铝合金箱体(25kg)、热管理系统(2kg)、连接件和固定件(11.7kg)等的总重量不能超过38.7kg,站电池组的重量比25.3%,电池组总重量才能不超过153kg,电池组的比能量才可以达到262Wh/kg。“为什么大家一提到高能量密度就想到软包装电池?从车辆工程的角度是看动力电池系统的能量密度,而非单体电池的能量密度。从单体电池到模块,再到系统集成,中间环节比较多,电池之间的连接件、模块之间的连接电缆、箱体、固定架、支撑架、导热结构等等,这些都会增加许多重量”,王子冬提出,需要在系统能量密度、可靠性及安全性方面做优化。动力电池的安全性我国动力电池行业经过十年积累,已经有了非常大的提升,特别是对动力电池的理解和认识方面,应对当下的电动汽车使用,应该说是能够胜任的。现在的动力电池在材料上,如果没有明显技术突破前,比能量发展到一定水平之后,就很难再有进一步的突破,与此同时,在安全性方面的负面影响却越来越大。“许多人曾经问我,燃油车还经常起火呢,且比电动汽车多,为什么对电动汽车要求这么高呢?”王子冬表示,这里有一个概念需要说清:燃油车的着火是能够找到规律的,与许多已知因素有关,关键一点是燃油车的易燃物是燃油,是被密封在一个与外界隔绝的环境里,与氧气(助燃剂)和火源分开,这种隔绝条件一旦被打破(如管路老化漏油遇到发动机高温),就会出现事故。而动力电池系统的易燃物是电解液,它与助燃剂氧气(正极材料遇到高温时会分解生产氧气)和火源(内短路、过充都会产生高温)被密封在同一个容器环境里,因此它的安全不确定性也就显得尤为突出。王子冬就此打比方说,感冒与2003年SARS病毒谁对人类造成的伤害大?当然是感冒,但是人类恐惧SARS,因为对于SARS病毒,我们当时没有可以治疗的药物。因此,在没有掌握锂电池着火的规律前,把控能量密度与安全性和长寿命的平衡关系是不能忽视的问题。1、如何认识动力电池?动力电池出生前就需要事先考虑好:电池模块和电池组(系统)的可组装性设计、可安装性设计、可维护性设计、可调整性设计、回收可方便拆解性设计等。这些性能的设计非常重要,不能把电池都造出来灾区解决这些性能问题,锂电池生来就是“爆”脾气,为什么锂电池会变身“定时炸弹”?锂离子电池主要由六部分组成,分别是正极、铝箔、负极、铜箔、隔膜、电解液。电池内部的电解液含有大量有机物,比如碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、磷酸二甲酯。这些家伙一个个都自带燃爆属性,脸上写着“远离火源”四个字。此外,电池的正负极一旦短路,就会大量发热,甚至产生火花,所以,人们自然就会想到要用个东西把正负极隔起来,于是就引入了隔膜。电池隔膜被减薄后,这层薄膜一旦破损,问题就会很严重。锂电池本身也暗藏着刺穿隔膜的隐患,这类现象叫“枝晶”,这个问题是一种写在锂电池基因里的病,锂电池在使用过程中,电极表面会形成一些小毛刺,这些小毛刺就叫“枝晶”,而且枝晶会越长越大,最终就会穿透隔膜,造成短路。越薄的隔膜、可燃的电解液、暗流涌动的会自己生长的枝晶、高温时材料分解会自动分离出氧气,整个锂电池就像是把火药桶、助燃剂、打火机关在一个小屋子里,然后用一层保鲜膜隔开,让谁去想都会胆战心惊,现在,最关键的是要控制住“打火机”。2、如何保证动力电池系统的安全性?电池系统的安全必须由电芯来解决,电芯要保证安全,就必须采用更稳定的材料,更安全的设计。王子冬表示,现在是刻意放低电芯的安全要求,降本、提高能量密度,在做热失控传播实验时就很难通过,评估整车的安全性还是应该在源头上的基本安全要求要把握好,在电芯层面的安全性上,选用更厚的隔膜,在电芯提高能量密度的设计上不应该通过减薄隔膜厚度实现。电池组充电时的安全管理是关键!由于动力锂电池成组使用最关键也是最核心的问题:一是安全、二是寿命,特别是在快速充电时,电池组内电池的差异加大,如何解决电池组的使用寿命,面临巨大挑战。影响电池安全使用和循环寿命的因素,除了电池自身工艺性和产品质量外,至关重要的一个问题是:电池成组充电时的安全性管控和热管理技术。没有完善的电池成组安全性管控和热管理技术,电池的安全性和长寿命循环就无法保证,因此,动力电池充电的管理系统与电池自身的安全同等重要。3、快速充电技术对动力电池要求很高关于充电速度问题,大家都希望能够实现快速充电,当前的高能量型动力电池充电速度可在约40-60分钟内补充80%的能量,对于城市内通勤交通工具,并不构成电动汽车真正的使用障碍,但是对于希望用电动车解决城市之间的交通问题恐怕就有些问题了。从快充到超快充(200-400kW),实现10分钟内补充90%的能量,将有效缩短电动汽车与内燃机汽车之间的差距。王子冬表示,目前的设计方案是,减少电极的厚度、改变电池结构、以及更适合快充的材料选择,这些都将增加动力电池的生产成本,同时降低其能量密度,还会降低动力电池系统的寿命,需要从整体考虑进行优化。另一方面,如何减小电池组在快充过程中单体电池之间的差异,就需要合理的热管理系统设计,以提高动力电池的使用寿命。4、动力电池的安全性问题如何解决?王子冬认为,新能源汽车安全事故主要由动力电池热失控所引起,热失控不仅仅是结果,原因也错综复杂,事故源头难以明确,安全性问题应得到高度重视。业界不断反思安全问题,盲目追求高能量密度成为焦点,专业人士指出,理论上电池能量密度与安全性成反比,企业追求高能量密度,安全问题随之暴露,虽然未能明确已发生的起火事件与追求能量密度存在多大相关性,但随着高镍三元电池进入市场,新能源汽车面临更高的安全技术要求。如何在高能量密度和提高安全性间取得平衡,成为当前业内亟待解决的一大难题,各个企业则从单体电芯、模组设计和电池包的结构设计多个层级提高整体安全性。提高动力电池的安全性主要是从三个层级来做,包括单体电芯、模组设计和电池包的结构设计来提高整体安全性,单体电芯方面,可以通过在电解液中加入添加剂降低其易燃性,提高隔膜耐温性,或者提高正极材料稳定性等方式来改进,模组设计方面,通过加强温控设计,BMS充电管理或者改变单体连接方式提高安全性,车辆层面,可以通过电池的位置摆放以更好地散热,改进充电方法,减少由于充电不当造成安全隐患。既然电池组是一种含高能物质的部件,具有危险性的本质,而且,随着电池比能量和比功率的提高,发生事故的危险性将增大。故此,就需要研究能量密度与安全性这对矛盾的平衡,包括材料性能的平衡,电池模块结构的平衡,电池组系统级别的平衡,成本可接受性的平衡,考虑多级利用过程中的平衡,动力电池材料回收过程中的平衡。解决途径的研究包括:材料性能的匹配优化,电池模块结构设计的优化,电池组系统与车身一体化设计,生产制造成本的控制,推广多级利用摊薄应用成本,鼓励动力电池材料修复再利用。

作者:沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情

公告 更多

政策法规 更多

热点资讯 更多

description
吴锋院士:锂硫电池能量密度已经突破500Wh/kg

面对国内动力电池业的发展现状,吴锋院士认为,中国动力电池目前状况是总体产能过剩,优质产能不足,急需进一步创新发展,以期取得具有颠覆性的技术突破。“在锂硫电池正极材料方面,我们利用双‘费歇尔酯化’的模块组装方法,将分散的导电碳组装为椭球型的微米超结构,显著提高了正极单位面积的硫载量,电池能量密度达到545Wh/kg。”中国工程院院士、北京理工大学教授吴锋日前介绍了其研究团队在锂电池新型材料研究方面的最新进展。除了锂硫电池,吴锋院士还介绍,北京大学等单位在高比容富锂锰基材料研究方面也取得了突破。“我们团队在仿生膜设计,通过界面保护提高材料稳定性,构筑选择性锂离子通道,提高材料倍率性能方面也进行了一系列的研究。”他表示。在动力电池安全性方面,吴锋院士的研究团队从材料入手,包括研制出温度敏感电极、陶瓷高强隔膜、安全电解质等,显著提高了电池的本征安全性。还研制出基于纳米TiO2与离子液体的新一代凝胶固态电解质,具有高室温电导率与显著的安全性(1300℃/60s不燃)。吴锋院士表示,电解质是影响锂离子安全的主要因素之一,在向固态化方向发展,他认为目前还达不到全固态,他所带领的研究团队研制出新型仿生蚁穴结构的新型离子凝胶电解质,在锂金属表面形成保护层,可有效抑制锂枝晶生长。他表示,电池材料在仿生方面的研究有利于电池本身的绿色化。吴锋院士长期从事新型二次电池与相关能源材料的研究开发,率先提出采用轻元素、多电子、多离子反应体系实现电池能量密度跨越式提升的学术思想,研发出高比能二次电池新体系与关键材料,得到国际同行的瞩目与高度评价。吴锋院士自主开发出一系列锂离子电池关键新材料、电池制备新工艺和电池安全性技术,为我国锂电产业更新换代,进入国际高端产品市场,提供了技术支持;提出通过系列关键材料的协同作用提高电池本征安全性,发明了安全性电极、复合型陶瓷类聚合物隔膜、具有阻燃性和电化学兼容性的电解质体系;率先提出电池系统安全阈值边界的概念,并开发出识别与控制技术。值得一提的是,吴锋院士发明了含锂储氢合金及其制备方法,打破了国外对储氢合金的专利垄断,主持创建了我国第一个镍氢电池中试基地,实现了产业化关键技术集成,设计建成我国第一条镍氢电池自动化示范生产线;研发出系列镍氢动力电池组,并将其成功应用于多款混合动力汽车。吴锋院士围绕国家重大需求,探索不同二次电池体系间的技术融合,在电池反应理论、关键材料和工程化技术方面取得了创新突破,为我国二次电池的产业化发展做出了重要贡献。吴锋院士所领导的973、863基础和应用研究团队成员,有些已成为我国二次电池与新能源材料领域的领军人物。吴锋2014年当选国际欧亚科学院院士;2016年获国际车用锂电池协会(IALB)首次颁发的终身成就奖;2017年当选亚太材料科学院院士、中国工程院院士。他曾任国家高技术(863)功能材料专家组成员、副组长,国家高技术(863)新材料领域专家委员会委员、常委,国家科技部镍氢电池专家组组长和国家高技术(863)电动汽车重大专项总体组专家。吴锋现任中国电池工业协会副理事长,中国化学与物理电源行业协会副理事长,动力电池应用分会专家委员会主任委员,国家工信部新能源汽车准入专家委员会委员;连续12次担任中美电动汽车与电池技术研讨会主席,6次担任动力锂电技术及产业发展国际论坛主席。面对国内动力电池业的发展现状,吴锋院士认为,中国动力电池目前状况是总体产能过剩,优质产能不足,急需进一步创新发展,以期取得具有颠覆性的技术突破。然而要知道,一个真正从基础研究做起来的颠覆性创新,并不是一蹴即成的,不能急于求成,有时候这个事情要做五年十年或者十五年,甚至更长时间。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
电动车起火事故频发之后:下一代电池开发的方向是什么?

“2027年全球动力电车出货量将达到1万亿瓦时,去年出货量是1060瓦时, 2018—2025年在中国还有5—7倍的上升量。”7月12日,中国科学院院士欧阳明高在“创造出行新生活”高峰论坛上指出,动力电池的成本随着规模的上升还会持续下降。数据显示,锂离子电池单体能量密度达到了265瓦时,较2012年提高了2.2倍;价格从5元到0.8元,下降了80%以上。电池成本的下降伴随着电动车销量的增长。7月10日,中汽协发布的2019年上半年汽车行业产销数据显示,今年上半年,我国新能源汽车累计完成产销分别为61.4万辆和61.7万辆,同比分别增长48.5%和49.6%。其中纯电动汽车产销分别为49.3万辆和49.0万辆,同比分别增长57.3%和56.6%,约占新能源汽车销量的80%。纯电动汽车的产销量的增长也成为中国新能源汽车市场主要驱动力。同时,随着电动汽车的普及,截止到今年6月,全国共建成充电桩即公共充电桩41万,私人充电桩59万,充电设施总量达到100万部,全国统一市场基本形成,标准在全国推广使用,动力电池回收利用体系逐渐成熟。然而,电动车市场高速增长和动力电池行业的快速发展的同时,频繁的起火事故也引发了社会的广泛的关注和讨论,也对行业发展带来了不良影响。据不完全统计,2018年中国共发生各类电动汽车安全事故52起,今年1到5月共发生19起电动车起火事故,这些事故有29%是在充电时发生的,有19%是在行驶时发生的,还有19%是在停放时发生的,另外,截至今年5月,我国新能源汽车共召回12.3万辆,其中由于三电故障导致的召回占比50%。在动力电池故障中,设计原因占到了40%,制造原因占到了60%。经过十多年的快速发展,目前动力电池已经走到了“十字路口”。一方面,新能源汽车对动力电池的需求巨大;另一方面,动力电池企业也面临着补贴退坡、“白名单”取消、安全事故频发等一系列挑战。电池安全放首位作为电动汽车核心部件的动力电池,不仅关系到主机厂电动汽车产品的竞争力,更与消费者的驾车出行安全息息相关。“要用成熟安全的电池,发展安全节能减排的电动汽车。”7月10日,在首届中国国际电动汽车安全技术创新大会上,中国工程院院士杨裕生强调。在杨裕生看来,电动车频繁发生燃烧事故的原因主要有四点。首先是电池技术原因,由于锂离子电池都含有易燃溶剂,因此没有绝对安全的电池。其次是新能源汽车发展路线的原因。国家重点发展长里程纯电动车的发展路线引发了里程焦虑、安全焦虑、充电焦虑、价格焦虑、后续电池焦虑。杨裕生认为,电池组自燃概率除了与电池本性有关外,还与电池总量成正比,里程越长需要装的电池越多,电池组燃烧概率越高,纯电动车追求长里程的发展路线,是烧车频发的诱因之一。此外,国家的补贴政策与纯电动里程挂钩,车企追求“多装电池追补贴”,而过于追求能量密度则诱导企业追逐高能电池。“双挂钩”补贴政策导致电池过度多装和急促高能化,从而使得安全性下降。最后,杨裕生指出,目前电动车发展抓不住主要矛盾和矛盾的主要面。“现在把里程作为矛盾的主要方面,不顾安全,拼命不断提高里程要求,安全性作为次要方面,这是频发烧车的思想方法原因,这也是造成发展路线、政策、技术发生问题的根源。”中国动力电池创新联盟副秘书长、中国电动汽车充电基础设施充电联盟副秘书长王子冬同样认为,新能源汽车安全事故主要由动力电池热失控所引起,但热失控仅仅是结果,热失控原因错综复杂,事故源头难以明确。在理论上,电池能量密度与安全性成反比,企业盲目追求高能量密度,安全问题也会随之暴露。虽然未能明确已发生的起火事件与追求能量密度存在多大相关性,但随着高镍三元电池进入市场,新能源汽车面临更高的安全技术要求。从安全技术角度来看,清华大学锂离子实验室主任何向明认为,动力电池起火主要原因是产品可靠性不高。“电池产品测试验证严重不足,测试周期不足,测试手段不完善,很多工厂一生产可能马上就出厂了。” 何向明指出,很多电池厂根本不考虑电池这种产品的可靠性,电池在很多人的概念里边就是实验室的电池,不是一个工业产品的电池,在整个研究中行业中,实际可靠性的研究非常少。但目前动力电池汽车起火原因未明,究竟是生产过程中的质量控制?还是后期使用中出现的问题?抑或是什么样的场景下出现问题?王子冬认为,这些问题现在都还说不清楚。动力电池路线之争面对电动汽车安全问题,杨裕生提议用增程技术解决安全与里程矛盾。具体的技术路线包括以微小型纯电动车为突破口,纯电动车微小型,大中型车发展纯电驱动的增程式。“微小型纯电动车可以用铅酸电池做低速车,也可以用磷酸铁锂电池做高速车;增程式电动车可解纯电动车五大焦虑,特别是安全焦虑,市场化最可行。” 杨裕生表示。当然,频繁发生的电动汽车起火事故也引发磷酸铁锂电池和三元电池的发展路线之争。“磷酸铁锂电池和三元电池一直在争,争夺的就是成本、安全和能量密度。我们必须承认电池组是一种很高能物质的部件,具有危险的本质,说这个电池一点危险都没有,这是不可能的。”王子冬指出,“随着电池比能量和比功率提高,发生安全事故的危险也增大,这是有一定的关联度的,所以我们要选择一个平衡的优化。”据了解,磷酸铁锂电池的特点在于安全性高,高倍率充放电特性和较长的循环寿命,但是能量密度不如三元电池;而三元电池能量密度高,一致性好,低温性好,但是安全性差,循环寿命不如磷酸铁锂电池。“车载动力电池不仅仅是重量比能量,更重要的是体积比能量,体积比能量才决定了车真正能跑多远,从这个意义上来看,锂离子电池是有优势的。”欧阳明高认为,固态锂离子电池的应用还需要再等几年。欧阳明高指出,随着补贴的退出,磷酸电池在轿车市场中的规模将大幅上升,尤其是以比亚迪为代表的整车企业,将会以磷酸电池为重点,虽然能量偏低一点,但是系统比能量差距更大;另外,寿命大概提高一倍,现在已经可以将成本控制在5毛钱以内,比三元电池低多了。“综合来看磷酸电池会大幅回升,但是三元电池仍然是我们的重点,未来需要把安全的平衡点从三元电池的1:1:1,或者5:2:3提升到8:1:1,也就是八元热电池。”在未来电动汽车发展方向上,欧阳明高建议城市出行发展小型电动车,大中型电动车使用纯电型插电式——发展可以外接充电的混合动力,城区出行选择纯电动,高速长途使用单电机并联联合混动。在电池工艺上,目前CATL、松下、三星SDI、孚能科技、万向A123、微宏动力等锂电池行业新旧势力计划在2022年之后导入叠片工艺的计划。蜂巢能源也在7月9日正式推出方形叠片电池,并在动力电池技术路线上,基于NCM三元独立发展四元电池、无钴电池、固态电池等多种路线。对于下一代车规级动力电池,清华大学安全与节能国家重点实验室主任卢兰光直言:“卷绕工艺优点是生产效率高,层间箍紧力可控,但是由于存在曲率半径,特别是卷芯的内部中心曲率半径小,导致N/P小,充放电受力不均匀,形变不一致,容易析锂等问题。而叠片工艺正相反,各个部分受力均匀,不易变形。叠片更加适合形变大的电极材料,有利于保证充放电循环中形变一致,避免析锂等问题。”何向明则认为下一步研究的重点是想办法减少电动车燃烧事故的损害。“电池里面有很多化学反应的动力学,这是目前的一个空白,我认为大家要更关注,去控制。第二我们讲电池的固有安全技术指标特别重要,我们一定要明确目标,作为电池安全性目标是什么,很多企业没有目标。”真锂研究创始人墨柯认为,2025年电动汽车应该能够突破1600万,2030年达到3500万,而目前看来只有锂离子电池能担此大任,未来当然还有极大可能出现更加高度新型电池技术,但目前没有看到。因此如何在目前这样的技术水平下,平衡能量密度和安全,是车企和动力电池企业努力的方向。

作者: 何芳 杜巧梅 详情
description
动力电池回收利用谁来主导?

“动力电池的回收利用应以第三方企业为主,动力电池供应商如果有能力,当然也可以参与。”天津力神电池股份有限公司常务执行副总裁王念举日前在接受《中国汽车报》记者采访时表示。事实上,在刚刚落下帷幕的2019中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛上,对于动力电池的回收利用主导权的问题,不同演讲嘉宾就发出了不同的声音。在政府部门的大力支持下,我国新能源汽车产业得到快速发展,截至2018年底,新能源汽车保有量达到261万辆。根据中汽中心的统计,2018年后我国新能源汽车动力电池进入规模化报废期,预计2023年报废量将达48.09GWh。动力电池的回收利用越来越受到来自汽车行业内外的重视,汽车制造商、电池供应商和第三方企业纷纷入局。车企承担主体责任存在不足?分管康明斯电动动力事业部的康明斯副总裁傅姝丽告诉记者:“动力电池的回收利用应遵循3R原则,即再制造、再使用、再循环。再制造是通过回收进行再生产,进而再次销售;再使用是通过回收,根据动力电池的状态用于其他用途,例如储能设备;再循环是将动力电池回收后,对其可用部分材料进行再次利用。三者的核心是通过不同的应用形式,对动力电池进行充分利用,这些是康明斯目前正在研究的方向。”她还强调,动力电池的回收利用是汽车行业,乃至更多行业需要共同面对和解决的问题。目前,我国已初步形成以汽车制造商、电池供应商和第三方企业为主体的动力电池回收和梯次利用体系,截至2018年底退役电池回收服务网点建设达到3204个。根据国务院、工信部等政府部门先后发布的《生产者责任延伸制度推行方案》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》等政策文件,汽车生产企业在动力电池生产、使用、回收、再利用等环节有主体责任,需建立新能源汽车产品售后服务承诺制度,实施新能源汽车动力电池溯源信息管理,跟踪记录动力电池回收利用情况。目前,比亚迪、北汽新能源等车企主要通过4S店来承接回收任务,而后将其用于储能或基站备用电源,抑或拆解回收。不过,据称这种回收模式存在一些不足。铁塔能源有限公司副总经理孔庆西指出:“超过98%的动力电池回收网点是通过汽车企业的销售体系来完成的,但其存在几个方面的限制。从政策层面来看,4S店在规划建设时,并没有考虑电池回收需要具备的资质条件;从经济层面来看,4S店在承接车企回收服务时,要额外收取费用,导致车企运营成本增加;此外,4S店普遍为加盟的独立法人,不便于在全国范围内进行统一管理。工信部目前也关注到这些问题,计划今年下半年启动回收网点检查工作,以进行规范和调整。”还有业内人士指出,车企通过4S店将废旧动力电池回收后,还要考虑梯次利用、拆解等问题,尤其是后者需要一定的专业技术,这并非车企的强项,还要借助其他企业来完成。市场尚未成熟 卡位赛已开跑我国动力电池回收利用市场尚处于发展初期,不成熟、不规范现象较多。或许正因暗藏巨大机遇,众多企业开始参与其中。2018年10月,吉利集团与杉杉股份、紫金矿业出资组建了福建常青新能源科技有限公司(以下简称“福建常青”)。合资公司官网显示,这是一家电池回收、前驱体制造为一体的企业。有市场分析人士指出,所谓“前驱体”,即镍钴锰氢氧化物,是制造三元复合正极材料的基础。福建常青预计将回收吉利汽车等使用或报废用的动力电池,拆解后分离出贵重的金属盐,比如钴盐,再生产为三元前驱体,供给吉利汽车旗下的电池工厂。而福建常青的另外一家股东——杉杉股份,也是中国最大的电池正极材料供货商。不少动力电池企业也加入了回收利用的大军,例如宁德时代、天津力神、蜂巢能源等。蜂巢能源科技有限公司副总经理马忠龙认为,对电池的回收利用应该围绕电池厂来做,最终使得废旧电池的材料重新回到电池厂,为电池厂提供原材料。王念举则更看好第三方回收企业。他告诉记者,天津力神未来可能会寻找第三方合作伙伴,或者是收购一家有潜力的第三方回收企业,届时回收范围不仅仅局限于力神的电池。据了解,与整车制造商、动力电池供应商相比,第三方回收企业深耕废旧电池资源化回收领域多年,拥有专业的再生技术、设备、工艺、资质和回收渠道等优势,并诞生了一些龙头企业,例如邦普集团、格林美等。它们既拥有较为稳定的废旧锂电池回收渠道,又拥有再生锂材料的销售渠道。不过,电池回收体系还有待进一步规范。北京赛德美资源再利用研究院有限公司董事总经理赵小勇指出,最近三年间,电池回收企业由20多家增至300多家,但真正有工厂、有能力做环保验收的只有三四十家。“从目前来看,电池回收算是一个前景比较好的行业,因为以后的量会非常大,但市场倾向于集中,龙头电池企业就那么几家,回收企业也不可能太多。”王念举如是说。联合回收模式会成为趋势吗?工信部等七部委去年发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,鼓励汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业与综合利用企业等通过多种形式,合作共建、共用废旧动力蓄电池回收渠道。在孔庆西看来,我国新能源汽车企业众多,如果各自建立回收服务网点,可能造成重复建设,且回收拆解企业及资源综合利用企业等对应机构亦较多,难以协调,有必要探索共享型的联合回收模式。“中国铁塔的目标是在全国范围内建立共享型的回收体系,在全国各地市建立共享型的回收网点,面向多家车企,成本比较低,应该具备共享优势。”他说。考虑到成本、技术等多方面因素,汽车制造商、电池供应商和第三方企业开展合作成为一种可行方案,目前已有企业行动起来。例如,宁德时代与宇通、上汽、北汽、吉利等车企合作建设回收体系,还收购了具有材料回收资质的湖南邦普,对动力锂电池进行分类、拆解,回收材料。北汽集团下属企业北汽鹏龙与光华科技在去年底达成协议,双方将在退役动力电池梯次利用和废旧电池回收处理体系等业务上开展合作。吉利集团牵头,联合万向、天能、华友钴业等汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业及综合利用企业合作共建共用回收渠道,承担浙江省新能源汽车废旧电池回收利用试点项目。中国铁塔则与长安、比亚迪、银隆新能源、国轩高科等10余家企业签署了动力电池回收利用战略合作伙伴协议,采购退役电池用于全国通讯基站备用电源。据了解,截至今年5月,中国铁塔累计使用的梯次电池占到了市场上退役动力电池总量的一半。后续这些废旧电池将交由北京赛德美以及其他一些回收企业进行拆解回收。

作者: 张冬梅 详情
description
锂离子电池产业发展白皮书(2019年)

2018年,在电动汽车产量高速增长的带动下,全球及我国锂离子电池产业继续保持快速增长态势,行业创新速度加速,新产品、 新技术不断涌现。作为最大的生产国以及最重要的应用市场,中国在全球锂离子电池产业的地位进一步提升,海外企业加大在中国布局。受益于我国新能源汽车持续迅猛增长,锂离子电池产业规模稳步增长,宁德时代、比亚迪等骨干企业快速成长,关键配套材料自给能力显著提升。在此形势下,中国电子信息产业发展研究院编写了《锂离子电池产业发展白皮书(2019年)》,全面梳理2018年国内外锂离子电池产业发展情况,介绍国际巨头和我国骨干企业发展态势,分析2018年我国锂离子电池行业发生的重大事件,研判2019年锂离子电池产业发展趋势。全球锂离子电池产业发展状况一、市场规模在全球电动汽车市场快速增长带动下,全球锂离子电池继续保 持快速增长势头。2018年全球锂离子电池产业规模首次突破400亿美元,达到412亿美元,同比增长18%,增速较2017年小幅下滑了5个百分点。按容量计算,全球锂离子电池市场规模达到200GWh,同比增长25%。容量增速高于产值增速,原因在于锂离子电池产品价格不断下滑。二、产业结构近两年,电动汽车市场持续高速增长,储能市场爆发,而全球手机出货量、便携式电脑、数码相机等消费电子产品产量接近天花 板,增幅极为有限甚至负增长,全球锂离子电池市场结构发生显著变化。按容量计算,2018年消费类锂离子电池(含手机、便携式电脑和其他消费电子产品)占比40.7%, 比 2 0 1 7年下降了7.3个百分点;电动汽车用锂离子电池占比达到46.5%,首次超过消费类锂离子电池,而2017年电动汽车用锂离子电池占比还只有40%;储能用锂离子电池占比达到了5.1%,较2017年增长了0.7个百分点;其他用途(含电动工具、电动自行车等)锂离子电池占比为7.7%,基本与2017年持平。电动汽车用锂离子电池已经成 为拉动全球锂离子电池产业增长的主要动力,2018年其对全球锂离子电池产业增长的贡献率72.5%。三、区域分布全球锂离子电池产业主要集中在中、日、韩三国,从2015年开始,在中国大力发展新能源汽车的带动下,中国锂离子电池产业规模开始迅猛增长,2015年已经超过韩国、日本跃居至全球首位,并逐步拉大差距。2018年,在SDI、LG Chem锂离子电池业务高速增长带动下,韩国占比提升较快达到 了31%;而中国则受制于产业规模 增速放缓以及汇率因素影响,占比小幅下滑至41%;尽管松下持续稳健增长,但其他企业增速放缓再加上AESC股权被远景集团收购,日本锂离子电池产业在全球的占比逐年下滑,2018年降至22%。我国锂离子电池产业发展状况2018年,在新能源汽车销量持续迅猛增长带动下,我国锂离子电池行业继续保持良好发展势头,产业规模稳步增长,骨干企业快速成长,技术创新步伐加快,全球竞争力逐步提升。一、产业规模2018年我国新能源汽车产量达到127万辆,同比增长了59.9%,增速较上年提高6个百分点,呈现加速增长态势。在此带动下,2018年我国锂离子电池产量持续快速增长。国家统计局数据显示,全年我国锂离子电池累计产量达139.9亿只,再次创下历史新高,同比增长25.9%,增速较2017年小幅回落。按容量计算,2018年我国锂离子电池产量 124.2GWh,同比增长23.1%。2018年我国锂离子电池产业规模达到1727亿元,再次创下历史新高,同比增长9%,增速较2017年回落10个百分点,延续稳步增长势头。产业规模增速较产量增速低了近17个百分点,主要原因是2018年动力电池价格出现了明显下滑。关键配套材料市场稳步扩张。正极材料方面,2018年我国正极材料出货量27.5万吨,同比增长28.5%,其中三元正极材料出货量 13.7万吨,同比增长57.1%,占正极材料市场份额到达49.7%,较2017年提高9个百分点,磷酸铁锂出货量 5.8万吨,同比下降1.2%;我国正极材料市场规模达到535亿元,同比增长22.7%。负极材料方面,2018年我国负极材料出货量19.2万吨,同比增长29.7%,其中人造石墨出货量13.3万吨,同比增长32.7%,占负极材料市场份额到达69.3%,天然石墨出货量4.6万吨,同比增长19%;我国负极材料市场规模突破100亿元,同比增长27.9%。隔膜方面,2018年我国锂离子电池用隔 膜出货量20.2亿平米,同比增长39.7%,其中湿法隔膜出货13.1 亿平米,同比增长66.4%,干法隔膜出货量7.1亿平方米,同比增长 7.8%;我国隔膜市场规模约为41亿元,同比下降8.8%。电解液方面,2018年我国电解液出货量14万吨, 同比增长27.3%;电解液市场规模64亿元,同比下降3.1%。二、产业结构从2015年开始,随着动力型锂离子电池产量迅猛增长,我国锂离子电池产业结构发生了显著变化,消费型锂离子电池独大的市场格局被打破。从锂离子电池出货量看,2018年我国锂离子电池总出货量达到了102GWh,同比增长27%。其中,主要应用于新能源汽车、电动自行车、电动工具三大市场的动力型电池出货量达到65GWh,占比上升至63.7%,较2017年提高了8.3个百分点;消费型电池出货量32.4GWh,基本去上年持平,占比仅为31.8%,较2017年下滑了9.7个百分点,主要是主要是全球及国内智能手机、笔记本电脑、移动电源等出货量减少;储能型电池出货量 4.6GWh,较上年增长超过40%,占比提升至4.5%,逐年上一个台阶。动力型电池已经成为推动锂离子电池行业增长的决定性因素,2018年动力型电池对锂离子电池增长的贡 献率达到了94%。三、主要特点1.补贴政策更加细化,进一步鼓励高能量密度电池2018年年初,财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委联合印发了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通 知》(财建〔2018〕18号),继续调整我国新能源汽车补贴政策,进一步提高技术门槛,加大对搭载高能量密度动力电池的新能源汽车补贴力度。鼓励使用高能量密度动力电池。乘用车补贴车型能量密度不低于105Wh/kg,对于能量密度大的电池,给予较高的补贴系数(160Wh/ kg及以上的车型按1.2倍补贴), 新能源客车的能量密度要求也进一步提升。此外,政策还提高了新能源车整车能耗的要求,根据乘用车的百公里耗电量和客的Ekg值设置调整系数。完善新能源汽车补贴标准。根据成本变化等情况,调整优化新能 源乘用车补贴标准,合理降低新能源客车和新能源专用车补贴标准。燃料电池汽车补贴力度保持不变, 燃料电池乘用车按燃料电池系统的额定功率进行补贴,燃料电池客车 和专用车采用定额补贴方式。鼓励技术水平高、安全可靠的产品推广应用。2.三元电池强势崛起,产业集中度显著提升2017年以来,我国新能源汽车补贴加大了对高能量密度动力电池的支持力度。三元电池凭借高能量密度优势快速崛起,强势改变动 力电池市场格局。2017年三元电池装机量达到了16.5GWh,增幅近10GWh,占动力电池装机量的比重达45%,较2016年的22%提高了23个百分点。2018年,我国动力电池装机量达到了57GWh,其中三元电池装机量30.7GWh,同比增长91.7%,占动力电池装机量的比重达54%,较2017年提高了9个百分点。随着三元电池能量密度和安全性不断提 升,其在动力电池市场占比将稳步提升。动力电池市场集中度显著提升。根据GBII的数据显示,2018年我国动力电池装机量约为57GWh,位列TOP10的企业分别是(按装机电量高低排列):(CATL)、 比亚迪、国轩高科、力神、孚能科技、深圳比克、亿纬锂能、北京国能、中航锂电、卡耐新能源。相比于2017年,沃特玛、智航新能源跌出榜单外,其他8家动力电池企业仍然稳定在前十行列,中航锂电、卡耐新能源跻身进前十行列。2018年,CATL的动力电池市占率达 到41.1%,比亚迪为20.1%,两者均相比2017年市占率大幅提升,合计占约61%。2018年的动力电池CR2、CR5和CR10分别达到64.9%、77.7%和 82.6%,分别较2017年提高了19.8、 16.7和15.3个百分点。3.投资热度不减,融资并购偏谨慎随着新能源汽车热潮的带来,动力电池迅速成为各大企业争相布局的焦点。从2015年以来,我国动力电池领域迎来的投资高潮,过去四年内我国动力电池投资额累计超 过了3000亿元,CATL、比亚迪、国轩高科、天津力神等国内龙头企业投资额均在100亿元以上。2018年锂离子电池投资热度不减。项目建设情况看,根据不完全统计,2018年国内锂离子电池产业公开报道的投资项目(包括发布公告33个、签约39个和今年开工29个的项目,但不包括2018年之前投资今年投产的项目)超过110个,合同投资金额累计超过了3300亿元。其中,电池材料和电池制造项目个数和额度较多,占比分别达到29%和56%,而三元电池和三元正极材料领域投资热度较高。投融资并购情况看,在财政补贴退坡、融资渠道收紧的背景下,锂离子电池行业投融资并购偏谨慎。2018年锂离子电池行业涉及投 融资并购相关案例超60起,涉及金额约800亿,相比前三年动辄上千亿元相比,资本投资更加冷静和理性。其中,上游资源和动力电池成为投资热点。上游资源项目交易金 额合计近400亿元,占总金额的一半左右,以天齐锂业40.66亿美元收购SQM 23.77%股份为代表;动力电池项目主要集中在投资并购排名靠前的骨干企业,如孚能科技完成 C轮融资逾10亿美元,复星战略投资捷威动力等。4 .产能结构性过剩态势加剧,企业产能利用率不高投资持续高涨造成我国锂离子电池产能快速增长,结构性过剩态势加剧。据不完全统计,从2015年到2017年,我国锂离子电池产能有不到50GWh暴增至近200GWh,而2017年我国锂离子电池产量约为80GWh,产能整体利用率不到四成。在2018年国内龙头宁德时代、比亚迪规划了大量的产能扩张,部 分二线电池企业如国轩高科、孚能科技、万向等规划了新的产能扩建或开启了原有产能建设计划的设备招标,2018年年底我国锂离子电池产能预计超过250GWh,而2018年锂离子电池出货量约为102GWh,产能结构性过剩态势未得到明显改善。电池产能快速扩大导致绝大部分企业产能利用率不高。2018年第三季度,CATL产能利用率达到了90%,比亚迪、孚能科技、捷威动力、哈光宇的产能利用率在50%-60%左右,而捷威动力和哈光宇的产能还较低,包括天津力神、国轩高科、深圳比克、北京国能等在内的一大批企业的产能利用率都 在30%以下。5.国内企业积极走出国门,跨国企业加快中国布局随着全球新能源汽车持续快速增长,国内企业积极走出国门,加速拓展国际市场,深化与海外企业合作。2018年,CATL先后与大众、宝马、戴姆勒等达成动力电池供应 合作关系,并计划在德国投资2.4亿欧元建立动力电池生产基地;孚能科技成为戴姆勒供应商,并启动欧洲动力电池工厂建设;亿纬锂能与戴姆勒达成长期供应合同,中航锂电与德国大陆集团合作等等。随着国内政策松绑(动力电池投资股比限制取消),加上中国新能源汽车市场火爆,跨国企业加大在中国投资力度。2018年,三星开始在西安新建动力电池二期工厂,总投105亿元,建设5条60Ah锂离子动力电池生产线;LG化学总投资20亿美元的动力电池项目在江宁滨江开发区动工建设,并将中国总产能目标调高至90GWh;松下启用大连动力电池工厂二期厂房,预计动力电池产能增 加近一倍;SKI在常州投资约24亿元新建锂离子电池隔膜(LiBS)和陶瓷涂层隔膜(CCS)生产工厂, 并与北汽合作在常州投资50亿元建设年产7.5GWh动力电池工厂。四、重大事件1. 补贴力度略有下降,新能源汽车产销继续高速增长2018年2月发布的新能源汽车补贴政策对补贴办法进行了调整。整体看,下降是趋势,但对于部分车型而言,尤其是续航里程在300公里以上的纯电动乘用车,如果电池系 统能量密度高于140Wh/kg且能耗调整系数在1.1的话,其获得补贴力度反而较2017年有所升高。因此,各大车企纷纷调整战略,我国新能源汽车产销呈现加速增长态势。根据工业和信息化部发布的数据,2018年我国新能源汽车产销量分别完成了127万辆和125.6万辆,同比分别增长了59.9%和61.7%,增速均较2017年提高近10个百分点,在前两年高速增长的基础上呈现加快增长态势。其中,纯电动汽车产 销分别完成98.6万辆和98.4万辆,同比分别增长47.9%和50.8%;插电式混合动力汽车产销分别完成28.3万辆和27.1万辆,同比分别增长122%和118%。2. 动力电池回收全面启动,梯次利用示范加快2018年3月,工业和信息化部、科技部、交通运输部、商务部等多个部门联合发布《关于组织开展新能源汽车动力蓄电池回收利 用试点工作的通知》。7月,工信部、科技部等七部委再次联合发布了《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》,通知明确规定,将推动汽车生产企业落实生产者责任延伸制度,建立回收服务网点,充分发挥现有售后服务渠道优势,与电池生产、报废汽车回收拆解及综合利用企业合作构建区域化回收利用体系。工业和信息化部也先后发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》和《新能源汽车蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,进一步明确动力电池回收利用具体实施办法。与此同时,部分地方出台了支持动力电池回收的具体措施。动力电池回收利用全面铺开,工业和信息化部动力电池溯源管理平台并发布了第一批《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单,试点企业积极创新回收利用技术。未来几年内我国动力电池报废数量将明显增长,各大企业纷纷布局动力电池梯次利用,铁塔公司正在与一汽、上汽等多家车企合作探索构建回收渠道,国内部分动力电池积极参与其中,并在上海、湖 北、广东等区域率先实施。同时,在相关政策支持下,新能源储能、备用电源、电网削峰填谷等应用市场逐步打开,部分试验性、示范性项目建设,为动力电池梯次利用奠定了良好的市场基础。3. 软包电池优势显现,渗透率稳步提升软包电池是更适合电动乘用车的电池形态:一是能量密度高,软包电芯的能量密度普遍比方形要高30-40%,在国家补贴政策越来越 强调能量密度的情况下,软包电池优势凸显;二是轻量化,软包电池重量较同等容量的钢壳方形电池轻40%,较铝壳方形电池轻20%;三是安全性高,软包动力电池从诞生到现在,未发生过一起汽车爆炸事故。随着新能源汽车安全性能愈发受到重视,软包电池在动力电池市 场渗透率稳步提升。根据GBII的统计,2018年我国软包动力电池装机量约为7.6GWh,同比增长65.2%, 增速较2017年提高25.8个百分点;软包电池约占当年我国动力装机量的13.4%,而在2017年、2016年这一数据还分别为12.5%和11.8%,2018年软包动力电池占比增幅为 0.9个百分点,增幅较2017年提高 0.2个百分点。4. 安全事故频发,高能量密度取向受质疑尽管2018年我国新能源汽车产销量再创新高,但频繁发生的自燃/起火事故让电动汽车安全性备受质疑。根据公开报道的消息统计, 2018年我国已经发生的新能源汽车起火事件近50起,涉及汽车品牌包括众泰、力帆、比亚迪、威马、安凯等,尤其是在6月至9月的高温天气期间更为集中。综合各方面的调查结果看,电池热失控可能是主要原因,电器线路问题、进水、撞击等原因造 成电池短路以及电池管理系统失效造成局部温度升高都是诱因。为了更好地推动新能源汽车发展,2017年我国新能源汽车补贴政策进行了调整,加大了高能量密度动力电池的支持力度,2018年新出台的新能源汽车补贴政策延续了这一思路,极大改变了我国动力电池市场格局。以高能量密度著称的三元电池得到市场青睐。但市面上常用的三元电池热失控温度不足 200℃,内部的三元材料在达到一定温度时分解释放出极活泼的初生态氧,即使电池密封良好能够隔绝空气,依然具备起火条件,存在较大安全隐患。同时,绝大部分车企为了提高新能源汽车的续航里程,除了使用高能量密度动力电池外,还尽可能多安装动力电池。种种因素叠加,使得新能源汽车的安全性能受到更大威胁,出现起火等安全事故的概率明显增加。5. 上下游双向挤压,动力电池毛利率显著下降最近几年,我国新能源汽车补贴政策持续调整,补贴力度不断下滑,压力层层传导之下动力电池全产业链都受到一定影响,动力电池承压最大。一方面,为了保证产品价格的市场竞争力,降低补贴下调的不利影响,新能源汽车生产企业不断压低零部件采购成本,动力电池占据了新能源汽车将近一半的成本,是新能源车企关注重点,也是压价的重点。尤其是2018年新能源汽车补贴大幅下降,动力电池价格也随着大幅下滑。另一方面,前两年由于动力电池产量迅猛增长,正负极材料、电极液、隔膜四大关键材料以及更上游的碳酸锂、六氟磷酸锂等关键原材料市场供不应求,价格持续上涨,给动力电池带来了极大的成本压力。尽管2018年由于新建产能释放,部分关键材料的价格出现一定程度下降,但动力电池毛利率还是出现了明显下滑。这一点也可以从动力电池上市企业的财报数据中予以佐证。根据宁德时代发布的2018年年度报告显示,2018年宁德时代的净利润 35.8亿元,较2017年出现一定程度下滑,净利率为12.1%,较2017年的19.4%下滑了7.3个百分点。国轩高科同样如此,2018年国轩高科的净利润基本与2017年持平,净利率只有13.8%,较2017年的17.3%下滑了4.5个百分点。龙头企业尚且如此,更绝大部分动力电池企业在2018年都是增产不增收。与之相比,当升科技、江苏国泰、天赐材料等大多数四大材料上市企业的净利率保持稳定甚至小幅上扬,只有少数上市企业的净利率出现了小幅下滑。6. 兼并购中止案例增加,部分企业商誉减值明显2018年我国锂离子电池行业出现多起兼并购事件,其中上市公司是主要参与者,但由于宏观经济环境、动力电池市场竞争加剧等因素,兼并购中止案例不在少数。据不完全统计,2018年锂离子电池行业兼并购中止案例超过10起,较2017年明显增加,其中就包括中葡股份收购盐湖提锂资产、京威股份收购卡威、格力集团逾52亿元要约收购长园集团20%股份、中利集团收购深圳比克、八菱科技收购苏州宇量电池部分股权、金沙江资本收购日本日产汽车旗下动力电池业务AESC等。随着补贴政策调整,动力电池行业收购带来的风险也在不断加剧。在优质标的稀缺、市场竞争加剧之下,动力电池兼并收购逐渐趋于理性。值得关注的是,由于上游原材料价格上升,动力电池产业链中、下游企业成本压力持续增大,2018年不少电池企业业绩不佳,甚至亏损,部分上市公司对旗下动力电池企业计提了明显的商誉减值。其中坚瑞沃能拟计提沃特玛46亿元的商誉减值、东方精工拟计值普莱德34.5亿元的商誉提减尤为凸显。大额商誉减值的背后是经营业绩下滑,实际上是由于此前高溢价收购的锂电标的,因市场环境发生变化,标的企业竞争力不足出现营收下滑,无法完成业绩对赌面临估值泡沫,从而拖累公司业绩增长。五、趋势展望1. 提质降本继续,产业规模稳步增长性能稳步提升,生产成本不断下降,2018年三元电池规模应用产品的单体比能量提升至265瓦时/kg,成本降至1元/瓦时以下, 较2012年分别提高了2.2倍,下降了75%;磷酸铁锂电池技术趋于成熟,单体比能量达到了每公斤160瓦时,成本降至每瓦时0.7元,这已经非常接近我国提出的“到2020 年时动力电池的成本要降低到1元/Wh”规划目标。展望2019年,我国新能源汽车补贴力度下调成为必然,新能源车企为控制成本,肯定会降低单位动力电池采购价格。价 格压力会层层传导,这就要求我国锂离子电池行业企业要着力提质降本,一方面通过生产线智能化改造、生产工艺优化等方式提升产品质量,另一方面积极推动产品创新,在努力控制成本的同时积极提升能量密度。2019年,我国新能源汽车市场将延续快速增长势头,预计全年新能源汽车产量将超过180万辆,动力电池市场需求约为83GWh,同比增长超过45%。尽管2019年,我国智能手机、笔记本电脑等消费电子产品产量难以恢复增长,但由于单体电池容量增长以及智能音箱、蓝牙耳机、儿童玩具等产品产量稳 步增长,消费电池市场需求预计在33GWh左右,基本与2018年持平。加上储能市场还在高速增长,预计2019年我国锂离子电池出货量将达到122GWh,市场规模约为2050亿元,保持良好的增长势头。2. 优化政策调整,行业发展日趋理性2019年伊始,工业和信息化部出台《锂离子电池行业规范条件(2018年本)》和《锂离子电池行业规范公告管理暂行办法(2018年 本)》,已经于2019年2月15日起正式施行。新版规范条件取消了此前的电池年产能不低于1亿瓦时,正极材料年产能不低于2000吨等多项生产规模的相关要求。但针对技术创新和技术指标提出了新的要求,还新增了智能制造和绿色制造的相关规定。这有利于推动我国锂离子电池行业从无序竞争到有序竞争,健康发展。前两年的新能源汽车补贴加大了对高能量密度的动力电池支持力度,也使得高能量密度的三元电池快速崛起,但这也带来了一定的安全隐患。2018年我国出现了多起电动汽车安全事故,引发了社会以及行业内的关注,有声音呼吁政策支持既要重创新也要注重安全。据报道,新的新能源汽车补贴政策有可能进行调整,不在一味追求高能量密度,更加注重安全保障。展望2019年,新能源汽车补贴政策会对锂离子电池产生一定影响,三元电池发展势头不一定能延续,但行业发展将更加理性。3. 补贴大幅缩水,新能源汽车增速走低2019年3月26日,财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委联合发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(以下简称“通知”),明确了新一轮新能源汽车补贴具体细则。与2018年相比,今年的补贴下掉幅度大更大。以续航里程300公里至400公里的纯电动乘用车为例,在2018年,上述车型能够获得4.5万元的补贴(不考虑电池系统的质量能量密度和整车能耗比),但 2 0 1 9年仅能获得 1 . 8万元的补贴,相当于补贴额度下降了60%。如果再考虑到电池系统的质量能量密度和整车能耗比,上述车型在2018年最高能够获得5.94万元的中央财政补贴,而在2019年最高只有1.98万元,下降幅度高达67%。这还只是计算了国家给予的新能源汽车补贴力度变化情况。如果算上地方补贴下降幅度会更大。《通知》中明确指出,“地方应完善政策,过渡期后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴”。也就是从今年6月26日起,新能源汽车将无法享受地方补贴。还是以续航里 程300公里至400公里的纯电动乘用车为例,在2018年还能收到中央财政补贴0.5倍的地方财政补贴,也就是说最高可以获得8.91万元(中央5.94万+地方2.97万元),而到 2019年最高只有1.98万元,下降幅度达78%。虽然近几年我国新能源汽车快速发展形成了良好的产业生态,消费者对新能源汽车的接受程度持续提升,但如此大幅下调新能源汽车补贴势必会影响消费者的购买意愿,也对新能源汽车厂家提出了更高的降本要求。预计2019年 我国新能源汽车产量在170万辆左右,增速下滑至34%,较2018年下降近26个百分点。4. 价格持续下滑,行业发展压力不断增大近年来,我国锂离子电池尤其是动力电池价格持续下滑,主要原因在于:一是动力电池产量迅猛增长,规模化生产效应增强,再加上市场竞争加剧,众多企业不得不降低价格;二是我国新能源汽车补贴政策调整,补贴力度大幅下调,车企为了控制成本,不断压低动力电池采购价格。2018年年底,动力电池价格已经降至1.1元/Wh左右,较2017年同期下降25%以上。不仅锂离子电池价格出现了下滑,通过层层传导,四大关键配套材料价格在2018年也出现了不同程度下滑, 磷酸铁锂全年均价较2017年下跌约20%,隔膜全年均价下跌幅度超过40%,电解液全年均价较2017年下降15%左右。受此影响,锂离子电池行业普遍增产不增收,净利率持续下降。展望2019年,由于新能源汽车补贴力度大幅下调,为了保证产品价格的市场竞争力,降低补贴下调的不利影响,新能源汽车厂家势必会大幅压低零部件采购成本,动力电池占据了新能源汽车将近一半的成本,是新能源车企关注重点,也是压价的重点。同时,随着配套材料产能增长放缓,其价格将逐步趋于稳定。因此,锂离子电池行业发展压力不断增长,众多动力电池企业面临着严峻的生存考验。5. 行业洗牌加速,市场竞争愈发白热化2018年,由于新能源汽车补贴不能及时发放、动力电池产品价格持续下降、资本市场融资收紧等因素,我国锂离子电池行业多家企业出现现金流紧缺、业绩对赌失败、资金链断裂甚至直接倒闭,行业洗牌加速。沃特玛债台高筑达221亿元,董事长股份遭冻结;猛狮科技现金流紧张,银行账户被冻结,虽然最后找到了国资背景资金入驻,但要复产也是2019年的事了;银隆拖欠货款引供应商不满……据不完全统计,2018年我国锂离子电池产业链倒闭、退出、暂停等不良经营 企业超过60家。2018年,我国实现新能源汽车配套的动力电池厂商下降至90家,较2016年减少一半,较2017年下降33%。与此同时,动力电池市场集中度不断提高,正逐步向宁德时代、比亚迪两家龙头企业集中。展望2019年,由于头部企业产品性价比、出货量、品牌影响力等优势较为突出,宁德时代、比亚迪的市场占比有望进一步提升。同时,随着国内政策松绑(动力电池投资股比限制取消),加上中国新能源汽车市场火爆,松下、LG Chem、SDI等跨国企业加大在中国投资力度。加上补贴大幅下滑,2019年我国动力电池行业竞争将逐步白热化,大部分企业将面临着沃特玛、猛狮科技等企业出现的现金流短缺困境,一批中小规模企业甚 至是骨干企

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
动力电池产量与集中度双降:企业如何调整布局?

7月10日,中国汽车工业协会(以下简称中汽协)在北京召开月度信息发布会,公布了2019年6月,我国汽车工业经济运行情况,并发布了6月份新能源汽车及动力电池月度数据。6.4GWh,环比下降35.7%从2019年6月动力电池产量数据来看,我国动力电池产量共计6.4GWh,环比下降35.7%。其中三元电池产量4.5GWh,环比下降29.5%,占总产量比71.2%;磷酸铁锂电池产量1.7GWh,环比下降27.3%,占总产量比26.5%。根据中汽协上月发布的数据,5月,我国动力电池产量共计9.9GWh,环比增长35.6%。其中三元电池产量6.5GWh,环比增长49.5%,占总产量比65.0%;锰酸锂电池产量增长明显,共计1.1GWh,环比上升455.8%。相比之下,三元电池产量增长成为整个电池行业产量上升的主要原因。1-6月,我国动力电池累计产量达43.4GWh,其中三元电池累计生产27.4GWh,占总产量比63.2%;磷酸铁锂电池累计生产13.9GWh,占总产量比32.0%;其他材料电池占比4.8%。2019年6月,我国动力电池装车量数据显示,我国动力电池装车量共计6.6GWh,同比增长130.7%,环比增长16.6%,同环比增速均较5月份稍有提升;三元电池6月份装车量共计4.7GWh,环比增长27.0%,再次实现正增长,磷酸铁锂电池在专用车领域配套量较5月份稍有下降,6月装车量1.7GWh,环比下降2.9%。头部企业集中度放缓在动力电池企业生产集中度水平方面,6月份,我国动力电池产业产量排名前三名企业共计生产4.7GWh,占比72.9%;前五名企业共计生产5.3GWh,占比83.0%;前十名企业共计生产6.0GWh,占比93.9%。企业集中度水平较5月份稍有下降。1-6月份,我国动力电池产业产量排名前三名企业共计生产30.2GWh,占比69.5%;前五名企业共计生产33.8GWh,占比77.9%;前十名企业共计生产39.0GWh,占比89.7%。2019年6月我国动力电池装车量数据显示,我国新能源汽车市场共计52家动力电池企业实现装车配套,较5月份增加11家。排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为4.8GWh、5.2GWh和5.7GWh,占总装车量比分别为71.9%、78.6%和86.0%。2019年1-6月,我国新能源汽车市场共计63家动力电池企业实现装车配套,排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为22.2GWh、23.8GWh和26.2GWh,占总装车量比分别为74.1%、79.2%和87.5%。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
新型储能电池为何“钠”么难

不管是新能源汽车,还是太阳能、风能等,在人们利用这些可再生能源的同时,拥有优异性能的可充电电池都会成为关注的焦点话题。与商业化的锂离子电池相比,钠基储能电池具有价格低廉和原料易得的显著优势,因此被期待成为下一代新型储能电池,在可再生能源储存中力挽狂澜,以实现绿色大规模的能量储存与转化。近日,《细胞》子刊《化学》在线刊登了武汉大学化学与分子科学学院教授曹余良研究团队针对高能钠—金属电池的研究进展及发展前景的总结论述。“我们想为未来该领域的研究方向提供一定的思路,同时对于不同钠—金属电池的研究也能促进对其他电池体系的理解及研究。”曹余良说。锂离子电池的“替补队员”空调遥控器突然没电?用到一半的手电筒无法发光?望着手中这些用量迅速耗竭且无法重复利用的锌锰电池,曹余良索性将几节可充电电池装入槽内。作为一类重要的储能方式,可充电电池在日常生活中发挥着难以替代的作用。锂离子电池就是其中之一。“当对电池进行充电时,锂离子从含锂化合物正极脱出,经过电解液迁移到负极。而负极的碳材料呈层状结构,到达负极的锂离子嵌入碳层中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。”曹余良告诉《中国科学报》,锂离子电池的比能量高和适用范围广,不仅在便携性电子设备领域占据巨大的市场并逐渐应用在电动汽车领域,在储能方面也极具“后劲”。但凡事过犹不及,市场需求和成本的快速增长,以及锂资源的不均匀分布,这些也引发了人们对于锂离子电池应用与规模储能领域的担忧。“例如,一辆电动汽车的动力就相当于几万个手机电池的串并联,这些会造成锂和相关材料的用量激增。倘若将其用于储能,会进一步加剧对锂资源的担忧,同时可能更加推高相关材料的价格,增加电力使用环节的负担。”曹余良介绍,在某种程度上发展高效可再生新能源的一个重要环节就是发展储能系统。是否可以发展一种锂离子电池的“替补队员”呢?为此,团队将目光转向了它的“兄弟”——钠。“钠离子电池和锂离子电池的工作原理相似,而且钠在海洋中无处不在,储量是锂的几千倍,更容易廉价获得。”曹余良说。不过,由于钠具有更大的离子半径和更高的氧化还原电势,相比于锂离子电池,钠离子电池一般只有较低的能量密度,合适的正负极材料也仍在探索中,商业化应用并不成熟。正负极材料为何“钠”么难针对钠离子电池能量密度较低的困境,一类低价且高能量的新型钠—金属电池应运而生,当然这离不开各种新型正负极材料的开发和使用。论文作者之一、武汉大学化学与分子科学学院博士王云晓介绍,这些电池体系中,钠金属被直接用作负极,可实现高达1160 mAh g-1的比容量和低至-2.714 V(相对于标准氢电极电势)的氧化还原电势。而丰富的O2、温室气体CO2、SO2以及单质S均可作为正极材料,从而构成各类钠—金属电池。“理论上,这些电池体系分别以气态O2、CO2、SO2或固态S作为正极活性材料;但事实上,正极材料往往需要负载在多孔碳中才可以表现出较高的电化学活性,这些多孔碳基体并不直接参与电化学反应,而是作为电荷转移的介质和活性材料的载体。”王云晓说,正极材料和放电产物的低导电性是首当其冲的难题。“尽管构建高导电性的正极载体可以一定程度上缓解这一问题,但值得注意的是,不同的钠—金属电池可能需要不同的孔尺寸及形貌才能实现较好的电化学性能。”另外,迟缓的反应动力学和较高的过电势也是一大挑战。不过,引入催化剂可能是一种行之有效的提高正极反应活性的方法。此外,降低催化剂尺寸至纳米颗粒、量子点甚至单原子级别可以得到最大化的催化活性中心。王云晓告诉记者,不同的电池体系对应不同的催化需求。例如,在Na-O2体系中,催化剂的选择可能取决于其对于O2/O2-的亲和性以及对电极界面O2-中间体的稳定作用,如贵金属和过渡金属氧化物等;在Na-CO2电池体系中,目前仅报道了一种双金属氧化物具有一定的催化作用,可有效促进稳定放电产物Na2CO3发生可逆电化学反应的催化剂仍在寻找中;在室温Na-S电池中,理想的催化剂应具有良好的亲硫性,这样不仅可以通过化学键合作用实现对多硫化物的固定作用,还可以促进不同硫物种之间转化的动力学过程。“钠负极的钝化限制了电池的放电容量,同时充放电过程中的过电势降低了电池的库伦效率。在这一方面,我们仍需要更多的基础研究来揭示负极反应过程。另外,行之有效的抑制钠枝晶的形成以及保护高反应活性的钠金属电极的方法也仍待探究。”王云晓说,正极和钠负极的电解液相容性的全局考虑也至关重要。目前关于钠金属负极和不同正极之间的研究是相对独立进行的,而全电池的研究相对缺乏。商业化前景尚不明朗除此普遍的正负极材料问题,不同的钠—金属电池各自也存在不同的挑战,这为其商业化应用蒙上了一层阴影。曹余良介绍,对于Na-O2电池,其反应机理尚不明确。为得到更低的过电势和更高的循环寿命,有效实现Na-O2为主要反应产物的方法仍待研究。此外,对于Na-CO2电池的研究也还十分有限,其较低的反应可逆性及较差的循环性仍亟待解决。“未来的研究可能集中在气态CO2正极的设计和高电压电解液的探索上。”基于目前对Na-SO2电池的研究结果,曹余良表示,NaAlCl4·2SO2无机电解质的使用对于实现Na-SO2电池的长循环、稳定性和安全性至关重要。研究可替代不稳定的钠金属的负极材料、反应机制如充放电过程中较大的电压滞后以及充电过程中具体的反应路径、新的有机电解质体系,特别是凝胶和固态电解质的研究对Na-SO2电池的发展都是亟待解决的问题。幸运的是,对于室温钠硫电池,电化学性能已取得突破性进展,然而其作用机制也尚不明确。“硫电极在不同电解液体系中的电化学行为研究十分匮乏,硫在醚类和碳酸酯类电解液中的表现也仍缺乏令人信服的解释。因此,探索反应过程中复杂的反应机理的原位检测技术十分必要。”他说。曹余良认为,尽管钠—金属电池的商业化前景尚不明朗,但其高能量密度及低成本优势在钠离子电池家族中仍表现出较强的竞争力。未来团队将着力开展金属钠负极的保护和优化。对于正极材料,研究将重点放在空气和固态硫电极上,同时发展非燃电解液体系,提升金属钠电池的安全性能。“我们希望能在钠空气和钠硫电池方向取得突破性进展,为新型储能电池的未来市场提供更多有利选择。”曹余良说。相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.05.026《中国科学报》 (2019-07-08 第7版 能源化工)原标题:新型储能电池为何“钠”么难

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
碳铅电池和锂离子电池性能对比分析

储能电池技术是制约新能源储能产业发展的关键技术之一。光伏电站储能、风电储能和电网调峰等储能领域,要求电池具有功率密度较大,循环寿命长和价格较低等特点。目前市场上常用的电池有碳铅电池和锂离子电池。铅炭电池是一种新型的铅酸电池,它将铅酸电池和超级电容器两者合一,铅炭电池性能优于普通铅酸电池,既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的快速充放电性能。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了过去电池失效的一个因素,延长了电池寿命。铅炭电池是一种电容型铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,普通铅酸电池的正极活性材料是氧化铅(PbO2),负极活性材料是铅(Pb),而铅炭电池是把活性炭混合到负极活性材料Pb中,因而把普通铅酸电池变成了铅炭电池,能够显著提高铅酸电池的性能和寿命。铅炭电池的性能远远优于传统的铅酸蓄电池,可应用于新能源混合动力汽车、电动自行车等领域;也可用于新能源储能领域,如风光发电储能等。铅炭电池具有与传统铅酸电池相近的低廉价格优势及成熟的工业制造基础,在各种应用领域有着极强的竞争力优势。铅炭电池的优点:1、充电快,比普通铅酸电池提高8倍的充电速度;2、放电功率提高了3倍;3、循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次;4、性价比高,能量密度可以提升到40~60Wh/kg,功率密度可达300~400W/kg左右,性能已经接近了一部分锂电池的能力,而且更关键的一点,是其成本仍然是0.6~0.8rmb/Wh,低于锂电池等其它电池,具有很好的价格优势。5、铅碳电池在高、低温等极端条件下一直可以提供可靠的保障,在-20℃下仍可提供较强劲功率和容量。6、使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。铅炭电池的缺点:1、体积大,重量重,不适合用于电动汽车等移动型负荷。2、低温状态工作效率较差。3、生产、回收过程污染较严重。铅炭电池目前是铅酸蓄电池领域最先进的技术,也是国际新能源储能行业的发展重点,具有非常广阔的应用前景。随着铅碳电池技术的发展,在固定式储能、低速电动车、电动自行车等领域都取得很广泛的应用。锂离子电池常见的锂离子电池有(1)液态锂离子电池(电解液为液态,一般采用铝壳、钢壳包装)和(2)聚合物锂离子电池(采用聚合物作为电解质的锂离子电池,电解液为固态货凝胶态,一般采用铝塑膜软包装)。而目前市场上主要的聚合物锂离子电池有:磷酸铁锂电池(动力型)、三元材料锂电池(动力型)、锰酸锂电池和钴酸锂电池锂离子电池的优点:1、能量密度高,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,普通锂离子电池的充放电周期可超过800-1000次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V)。4、具备大电流充放电承受力,磷酸亚铁锂电池可以达到15-30C充放电的能力。5、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;6、高低温适应性强,可以在-20℃- 60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;7、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。锂离子电池的缺点:1、安全性差,过充或大电流放电有发生爆炸的危险。2、锂离子电池对充电电压十分敏感,过充电会导致电池报废,因此需电池管理或保护线路,防止电池被过充过放电。锂离子电池的充放电电压范围3.0V- 4.2V。3、生产、回收要求条件高,成本高。4、温度对锂电池寿命和容量有较大的影响。锂电池的寿命与温度和充电状态相关,工作温度过高则会缩减电池的寿命,深度充电和高温加快了电池容量的下降。低温会导致蓄电池容量下降,过低的温度有可能导致电池损坏。锂电池的低温性能差一直是影响锂电池应用的问题。毫无疑问,锂离子电池是目前最好的蓄电池之一,被广泛应用于各种储能场所。但是锂离子电池也是最不安全的电池之一,他需要更多的维护和保护。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
动力蓄电池报废期临近 回收行业日益规范

日前,记者从相关渠道获悉,政府部门有关动力蓄电池回收的产业发展报告正在编订当中,有望于年内对外公布。发展报告将对社会关注的我国动力蓄电池回收政策、回收体系建设等问题进行阐述。近年来,我国新能源汽车产量不断扩大,随着早期应用的新能源整车寿命周期的临近,目前初期推广的新能源汽车已经进入了报废期,即将进入大量报废阶段。而据中国汽车技术研究中心预测,至2020年动力蓄电池累计退役量达 20万吨 (约25GWh);至2025年,累计退役量约为78万吨 (约116GWh),估测其中55万吨可梯次利用,占总退役量70%。“合理地对废动力电池进行回收,不仅可以解决其可能造成的安全风险和环境风险,也是对资源的循环利用。”近日,在接受中国工业报记者采访时,中国动力电池产业创新联盟副秘书长曹国庆这样说道。曹国庆表示,回收电池的目的主要是解决废动力电池安全、环境风险以及资源化循环利用等问题,在这方面我国可以参考德国、日本、美国、巴西废铅蓄电池回收模式,主要内容是生产者责任延伸,以旧换新,逆向物流。废旧电池回收要求严格行业发展逐步规范根据中国汽车工业协会统计,2011~2018年,我国新能源汽车累计产量达304.6万辆,累计销售量达299.5万辆,累计配套动力蓄电池超过140GWh。有观点称,废旧电池如果处理不当,会对环境造成极大影响,即使是经过梯次利用和再生利用的电池,也会存在一定的不可利用残余物。对此,中国汽车技术研究中心有限公司数据资源中心主任郑继虎直言,这种说法并不正确。郑继虎指出,在已发布的 《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》 (以下简称《管理办法》)明确指出动力蓄电池综合利用企业应保障不可利用残余物的环保处置,此外《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》指出在综合利用过程中产生的有毒有害、易燃易爆等残余物 (包括废料、废气、废水、废渣等)应妥善管理和无害化处理,无相应处置能力的,应按国家有关要求交具有相关资质的企业进行集中处理。以第一批公告目录企业为代表的主流综合利用企业已完全按照现行管理要求,保障不可利用残余物的无害化处置。郑继虎指出,目前行业还存在着个别技术水平不高、经营不规范的 “作坊式”企业,这些企业在收售和拆解处理废旧动力蓄电池时存在安全及环境隐患。随着管理体系逐步完善,监管力度逐步加强,骨干企业的发展壮大,“作坊式”企业将逐步失去生存空间,行业总体朝着规范方向发展,废旧动力蓄电池的回收利用将不会重现铅酸蓄电池回收的老问题。我国力推动力蓄电池回收利用体系建设近年来,我国政府部门高度重视动力蓄电池回收利用管理工作,接连出台了 《管理办法》《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》等管理政策,明确回收动力蓄电池应由车企负责,按照先梯次利用,后再生利用的原则开展动力蓄电池的综合利用。梯次利用和再生利用是根据电池种类及特点不同决定的。郑继虎告诉记者,我国新能源汽车前期装配的电池多数为磷酸铁锂电池,其次为三元电池;目前市场退役电池主要为磷酸铁锂电池,而磷酸铁锂电池由于所含贵金属元素较少,因此再生利用价值不高,但由于安全性高、使用寿命长等特点,适合于梯次利用;三元电池含有镍、钴等我国稀缺金属,再生利用价值较高。目前,从行业发展来看,再生利用企业发展较快,以格林美、邦普、华友钴业、广东光华、赣州豪鹏等为代表的一批典型企业,已具备了相对成熟的废旧动力蓄电池再生利用技术,形成了批量化再生处置能力;梯次利用作为新兴事物尚处于探索阶段,目前中国铁塔公司在通信基站备能领域开展了规模化实践应用,国家电网、比亚迪等部分企业在储能等领域开展了一些试验性项目,但目前也存在一些问题,比如退役动力蓄电池快速分选重组、性能评价、残值评估等梯次利用技术在行业内储备不足,而且由于目前退役动力蓄电池数量有限,梯次利用的规模效益优势还不明显,有待进一步提升。废旧电池回收体系初具规模保障体系持续完善据介绍,通过多方的努力,我国已有55家国内新能源汽车生产企业和3家进口商在全国31个省 (市)设立了2344个新能源汽车动力蓄电池回收服务网点,累计向工信部报送3500条网点信息。工信部每季度通过部门门户网站“公共服务平台”专栏公布动力蓄电池回收服务网点的信息,现已公示三批。回收服务网点的大范围建设,将使得废旧电池的回收渠道和路线更为清晰。此外,为引导废旧动力蓄电池资源综合利用行业发展,工信部实施 《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》及公告管理办法,发布符合条件的企业目录,引导废旧电池流向列入目录的规范综合利用企业,第一批公告目录共包含五家再生利用企业,已在行业形成一定影响力。除此之外,国家及地方层面已在积极开展废旧动力蓄电池回收处理领域的激励措施。目前,国家针对综合利用行业有增值税30%即征即退、设备投资额10%抵免当年企业所得税应纳税额、减按90%计入企业当年收入总额等优惠支持政策。国家层面将进一步探索通过财税优惠政策,以及利用已有节能环保、循环经济与节能减排、绿色制造等专项资金渠道支持骨干企业发展。同时结合国家重点研发计划等项目,重点支持动力蓄电池回收利用产业化关键技术、先进设备研发。地方层面依托新能源汽车推广及动力蓄电池回收利用试点工作积极探索激励措施,山西、广西等通过绿色发展专项资金支持试点项目;深圳已在新能源汽车推广应用财政支持政策中设置动力蓄电池回收补贴政策;甘肃起草了动力蓄电池回收利用产业投资基金设立方案。立足国情建设管理体系国外经验可资借鉴郑继虎指出,汽车工业发达国家目前主要依托现有的电池回收相关法规,开展动力蓄电池梯次和再生利用研究,布局相关产业,对于废旧动力蓄电池回收利用管理尚在探索阶段。欧盟基于电池指令、报废汽车指令 (ELV)和废弃电子电气设备指令 (WEEE)三大指令,以生产者为主体开展动力蓄电池回收利用,并发挥行业第三方作用支持回收利用体系运作。法规方面,2006年欧盟发布的2006/66/EC电池指令包括各类电池,要求电动汽车和动力蓄电池生产企业应建立报废电池回收利用机制。回收利用方面,德国已经建立了较为完善的回收利用制度,并利用基金和押金机制建设废旧电池回收体系。电池经销商要配合电池生产企业组织建立回收机制,告知消费者报废电池的回收点,回收点定期将报废电池送至指定的回收处理机构。德国建立了共同回收系统基金会GRS,电池企业按其电池的市场份额、重量与类型支付管理费用,可以共享基金会的回收网络。日本在有关法规要求的基础上,建立起包括废旧动力蓄电池在内的 “蓄电池生产-销售-回收-再生处理”回收利用体系。法规方面,制定了 《资源有效利用促进法》 《节能法》及《再生资源法》,其中 《再生资源法》明确了镍镉电池和干电池由消费者回收至再生处理企业的三个渠道,包括通过分类收集后由地方自治体集中移交,电池的销售商、生产商转交,由配套电器大销售商和服务中心转交。2000年日本政府实施 “3R”计划,要求电池行业建立回收系统,收集和回收充电电池 (不包括普通电池)。各企业在自愿行动的基础上建立了完善的回收利用体系,零售商家、汽车销售商和加油站免费从消费者那里回收废旧电池交由回收公司处理。日产公司与住友合资成立的4REner-gy能源公司开发了家用和商用储能梯次利用产品;丰田公司将凯美瑞的退役电池用于黄石国家公园设施储能供电,重新设计了储能电池管理系统,将电池使用寿命延长2倍。郑继虎指出,中国作为新能源汽车第一大国,高度关注动力蓄电池回收利用,管理制度建设工作起步较早,已领先汽车工业发达国家。目前,我国已发布实施的 《管理办法》,落实生产者责任延伸制度和全生命周期管理理念,在动力蓄电池回收责任、综合利用、监督管理等方面作出明确规定,推动构建回收利用体系。通过建立信息公开机制,推动汽车生产企业落实回收主体责任。在《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》中进一步明确溯源管理的具体实施程序,指导和监督企业履行溯源责任,构建了动力蓄电池产品来源可查、去向可追、节点可控、责任可究的全生命周期溯源监管机制。但是,由于以上已发布政策属于行政文件,缺乏强制性措施,难以有效保障相关主体落实回收责任,有待进一步上升层级,增强对违规行为的约束力。对此,曹国庆建议指出,相关部门下一步应在现有回收模式的基础上,参考国外回收模式,进而改变因废电池收集采购价格较高而造成回收成本过高的现状。

作者: 沈新竹 详情
description
铅蓄电池行业环保监管持续收紧

一则来自国家工信部的“撤销公示”,近日在铅蓄电池行业引发震荡。工信部消费品工业司称,审查发现包括长兴天都电源有限公司、安徽新能电源科技有限公司在内的七家企业,由于不再符合《铅蓄电池行业规范公告管理办法(2015年本)》要求,拟被撤销相关资格。这是自2015年发布准入门槛以来,首次有企业从规范名单中“被除名”。而就在上述公示发布前不久,生态环境部也开始关注这一领域。生态环境部固体废物与化学品司司长邱启文明确表示,“把废铅蓄电池污染治理作为污染防治攻坚战的重要内容”,下一步将建立污染防治长效机制,推动铅蓄电池行业绿色高质量发展。行动接二连三,铅蓄电池行业的环保监管正在趋严。不过,记者同时了解到,因大量非法渠道长期存在,特别是回收、再生等后处理环节极不规范,其治理并非易事。如何真正建立全生命周期的污染防治链条,成为行业发展的关键。后处理环节成污染“重灾区”七成电池经非法渠道回收作为化学电源中市场份额最大、使用范围最广的电池产品,铅蓄电池广泛应用于电力、储能、电动车等领域。特别是技术成熟、成本低廉等优点,决定其在短期内很难被其他电池产品所取代。邱启文介绍,我国已成为世界最大的铅蓄电池生产国和消费国。2017年,全国铅蓄电池产量约380万吨,超过全球总产量的40%。然而,一边是较大的市场价值,一边却也带来高环境风险。多位业内人士指出,目前在后端的回收、再生等处理环节,污染形势严峻。此前在接受记者采访时,天能集团董事局主席张天任就坦言,通过2011-2012年大规模治理,我国铅蓄电池企业数量由原来近2000家锐减至300家左右,行业集中度大幅提高。但由于回收体制混乱,与非法冶炼共同形成“地下产业链”,污染防治的重点也从生产转移到回收、再生环节,后者也因此成为目前铅蓄电池全生命周期污染防治的最薄弱之处。“我国每年约有1.98亿只、重量超过500万吨的铅蓄电池报废,由正规渠道回收、规范冶炼的比重仅为三成。”张天任表示,一些小商小贩看中铅蓄电池存留的废铅残值,经违规收购、简单破碎后,剩下较难回收的电解液部分却直接倒入土壤或排水系统,铅板出售给无资质的小作坊、小冶炼厂。“因缺乏专业环保设施,小厂随便支一口锅就可冶炼,在污染大气、地下水及土壤的同时,危害人体健康。据不完全统计,我国每年因违规回收直接倾倒的含铅废酸就超过30万吨。”以京津冀地区为例,工信部赛迪研究院调查发现,每年产生的60多万吨废铅蓄电池,回收竟有80%左右掌握在非法个体社会源渠道,正规回收量非常小。“各地都长期在打击非法回收、倒卖等行为。却屡禁难止。”该院消费品工业研究所副所长代晓霞告诉记者。主客观因素共同导致非法处理者铤而走险污染行为难以根治,症结出在哪儿?首先是利益驱使。邱启文指出,少数企业高价收购“倒酸”电池,诱使一些收集者非法拆解倾倒酸液,再加上废铅蓄电池非法再生工艺简单、流动性强,污染极易死灰复燃。在此影响下,行业甚至频现“劣币驱逐良币”的怪象,进一步导致非法企业铤而走险。张天任证实,为规范后处理环节,国家早已提出“生产者责任延伸制”,不仅鼓励铅蓄电池生产企业回收废旧电池,还将该制度连同废铅蓄电池收集许可制等一并纳入法律调整范畴。然而,非法渠道长期存在偷税漏税、抬高回收价格等行为,不仅搅乱市场秩序,还让有能力履行生产者责任延伸的规范企业饱受排挤,也因此失去应有作用。“目前,全国有资质、上规模、专业化的废铅蓄电池回收处置企业不到30家,这些正规企业却普遍‘吃不饱’。骨干电池制造企业收不到或亏本收购,大型再生铅冶炼企业开工率不足五成,‘正规军’干不过‘散兵游勇’。”张天任称。在代晓霞看来,这其中也有政策的不完善之处——税负正是其一。“按照规定,正规回收企业增值税税负为16%,正规再生铅企业增值税税负约为11%,而目前国内一般工业企业的平均水平是在2-4%。此外,正规企业还需缴纳消费税、所得税、城建税等附加费用。非法渠道相当于免去上述成本,在完全竞争的市场环境中,正规企业反而没了竞争优势。”此外,正规企业还面临一些操作层面的难题,无形中加重经营压力。张天任举例,由于废铅蓄电池属危废范畴,从事回收业务的企业首先要有《危险废物综合经营许可证》,同时需在每个地级市新建一个规范化回收公司,尤其对收贮仓库的防渗、防腐等建设改造要求很高。“从项目立项、环评,到公示、评审、报批,再到办好危险废物经营许可资质,按常规流程要大半年时间,手续复杂、耗时较长。”构建闭环体系将生产者责任延伸制度落到实处“在所有废物资源中,废弃铅蓄电池的回收可利用率最高。非法渠道污染严重、回收量偏低,浪费了宝贵的矿产资源。”张天任进一步分析危害,呼吁坚决取缔未经环保审批擅自建设的小再生铅炼厂,对造成环境污染的责任人,采取重罚并追究连带责任。而要真正落实生产者责任延伸制度、构建“生产-消费-回收-再生”的闭环体系,张天任认为,相应的扶持政策目前不可缺少。“在废铅蓄电池污染源未根除的情况下,对生产企业征收消费税,把治污重拳打在铅蓄电池供给侧是不公平的。”代晓霞建议,以京津冀地区为试点,不妨在增值税、所得税等方面,尝试对废铅酸电池回收利用采取相应的税收优惠政策。“比如在回收环节,考虑对废铅酸蓄电池回收企业采取固定低税率扶持政策,按简易办法以3%征收增值税。再如,可进一步细化和完善消费税政策。根据生产者责任延伸制的落实情况,对已利用自身电池销售网络建立逆向回收体系且达到一定回收量的生产企业,考虑实行消费税‘即征即免’,或者按回收电池数量,减免同等新电池销售数量的消费税。邱启文告诉记者,生态环境部也已加大监管力度。一方面,建立健全相关法规制度,推动修订《固体废物污染环境防治法》《危险废物经营许可证管理办法》等法律法规,进一步明确生产者责任延伸制度、完善废铅蓄电池收集经营许可和简化跨省转移审批等内容。另一方面,在印发《废铅蓄电池污染防治行动方案》的基础上,开展铅蓄电池生产企业集中收集和跨区域转运制度试点工作。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
湖北推进铅蓄电池回收试点工作

湖北省铅蓄电池回收试点工作启动仪式近日在湖北省襄阳市举行。同期,由骆驼集团牵头、联合产业链上下游,多家单位共同成立湖北省蓄电池环保产业联盟。启动仪式上,湖北省固体废物与化学品污染防治中心主任黄晓明表示,根据国家确定的时间表,到2020年生产企业废铅蓄电池规范收集率达到40%,到2025年达到70%,产业联盟试点企业承担着产业规范发展和试点示范工作的重要使命。通过科学的合作机制和运营模式,积极推进产业高质量发展和污染防治水平提高,努力形成湖北试点示范品牌。“骆驼集团作为国内铅蓄电池制造能力最大、湖北省内再生铅生产能力龙头企业,要发挥先锋示范作用,通过‘销一收一’模式,按照省厅试点工作要求建立规范的回收利用体系,提高铅蓄电池全生命周期管控水平,把生产者责任延伸制度落到实处。”黄晓明透露,湖北省生态环境厅将联合省发改委、经信厅等部门,在政策引导、市场监管等方面进一步聚焦发力,推进铅蓄电池回收试点信息化平台建设,为企业开展试点工作搭建平台、提供高效服务。记者了解到,2019年1月,生态环境部联合八部委出台了《废铅蓄电池污染防治行动方案》,随后又联合交通运输部于1月底出台了《铅蓄电池生产企业集中收集和跨区域转运制度试点工作方案》。这两个政策的出台,打通了废铅蓄电池回收的政策通道,并将为铅蓄电池生产企业建立规范有序的废铅蓄电池收集处理体系、促进废铅蓄电池回收工作开展提供强有力的支持。为做好湖北省废铅蓄电池回收试点工作,骆驼集团具体承办了本次活动,试点工作的启动旨在推动铅蓄电池生产企业落实生产者责任延伸制度,加强废铅蓄电池污染防治。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
铅蓄电池、锂电池与氢燃料电池,谁将优胜谁被劣汰?

近年来铅酸电池行业在进行了一系列的改革整治,行业洗牌加速的同时,锂电池和氢能源电池异军突起,已经开始蚕食铅蓄电池的市场份额。本文主要从铅蓄电池产业地位与发展趋势、面临挑战以及回收过程存在的问题入手,同时介绍锂电池和氢能源电池的现状,加之铅蓄电池、锂电池和氢能源电池的优劣势比较,以及对未来发展前景进行了全面分析。文|上海有色网一、铅蓄电池(一)铅蓄电池产业地位与发展趋势中国是全球最大的铅酸蓄电池生产国和铅酸蓄电池消耗国。根据全球铅酸电池产能来看,中国铅酸电池的产量在全球铅酸电池的产量中占比45%,占比最高;美国铅酸电池的产量紧随其后,占比为32%,日本铅酸电池的产量在全球中的占比不到我国铅酸电池占比的三分之一,为13%。全铅酸电池产能区域分布我国铅酸电池的产量在全球占比较多的原因是,近年来,我国通过引进欧美日韩等国家在我国投资建厂,并吸纳、消化国外技术,使我国铅酸电池的的制造技术已经接近了国际先进水平。数据显示,2010-2017年,全球铅酸蓄电池市场规模稳步增长。2013年,全球铅酸蓄电池市场规模首次突破400亿美元,此后均保持在400亿美元以上。2017年,全球铅酸蓄电池市场规模约为429亿美元,同比增长0.70%。据统计,2015年铅酸蓄电池占电池市场一半以上份额约为54.67%。从全球范围来看,2015年铅酸蓄电池市场规模为422亿美元,这一市场规模仍将保持2%-5%的年增长率,预计2018-2023年,铅酸蓄电池市场规模难有大幅度上涨,但仍将维持在400亿美元水平上。“十一五”期间,铅蓄电池市场规模迅速扩大,每年产量平均以约20%的增速上升。据SMM统计,截止2018年底,铅蓄电池行业产能已超出4亿KVAh。在未来的几年里,铅酸蓄电池行业仍将在国民经济中占据重要地位。铅蓄电池销售收入在整个电池行业中所占比例较大,尽管在储能领域被锂离子电池部分替代,但难以动摇铅蓄电池的市场地位。据统计,铅约占铅蓄电池总成本的70%。市场上60V20AH的铅蓄电池重量一般是在35kg左右,铅酸电池的含铅量一般在65%左右,也就是有22.75kg的铅,即铅蓄电池平均每度电需要消耗18.96kg的铅。结合铅蓄电池的市场占比过半并仍有缓慢增长之势,短暂来看铅蓄电池对于金属铅的需求仍是值得期待的。(二)铅酸蓄电池发展的重要政策支持2012年7月1日,《铅蓄电池行业准入条件》正式实施以来,铅酸蓄电池行业在加快淘汰落后产能、提高产业集中度、促进转型升级和绿色发展方面,取得了显著成绩。纵观整个铅酸蓄电池市场,从竞争数量、退出壁垒、同质化程度,以及竞争层次来看,铅酸蓄电池行业处于成熟阶段。今年上半年,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会正式批准发布国家标准《废铅酸蓄电池回收技术规范》,同时也结束了我国废铅酸蓄电池回收行业多年来无“法”可循的窘境。该标准规定了社会流通领域废铅酸蓄电池的收集、贮存、运输、转移过程的处理方法及管理措施,并将于2019年10月1日起正式实施。(三)铅蓄电池面临重重挑战1、电动自行车新国标的冲击:2018年5月15日,根据国家标准管理程序,工业和信息化部组织修订的《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准(GB 17761-2018),由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会《中华人民共和国国家标准公告(2018年第7号)》批准发布,自2019年4月15日正式实施。新国标严格限定了电动自行车的整车重量,对于铅酸电池来说,电池自重偏大(或者说能量密度过低)无法在现有的技术框架下获得突破,那么如果新国标车型想要沿用铅酸电池,只能以牺牲续航为代价。以48V12Ah铅酸电池为例,通常该规格电池的重量在16Kg以上,这意味着整车不含电池重量要控制在38Kg以下,并且整车的尺寸还不能超过标准,这对于车辆设计提出了极大挑战。据SMM调研了解,自去年初,电动自行车新国标草案出台,铅蓄电池企业陆续就新国标,开始对铅酸蓄电池开展“轻量化”技改。其中,少数企业已于5-6月完成技改试验,并于7月份随《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》(GB/T22199-2017)实施,正式向市场批量销售“减重”后的电池。另据铅蓄电池生产企业反映,完成电池“减重”技改后,当月原材料中用铅量较技改前下降约5%。2、新能源汽车崛起令铅蓄电池前路渺茫?铅酸蓄电池也是目前世界上产量最大、用途最广的一种电池,但自2015年新能源汽车产业爆发之后,铅酸蓄电池的地位就受到了挑战。有报道指出,自2015年以来,国内铅酸蓄电池产出已开始呈现小幅下滑态势。主要因为以传统的铅酸蓄电池为动力的电动自行车行业发展已达到饱和阶段,对国内铅酸蓄电池的应用推动有所放缓。随着新能源汽车电池部分对传统汽车铅酸蓄电池的逐渐替代,尤其是2020年及以后,其替代影响和冲击将进一步攀升。因此国内铅酸蓄电池产销有不断收缩可能,后期整体国内铅酸蓄电池行业的发展或将处于相对被动的格局中。与此同时,2016年1月1日起对铅蓄电池征收消费税、锂离子电池免征消费税、《促进汽车动力电池产业发展行动方案》、《汽车动力电池行业规范条件》、新能源汽车免征车辆购置税等政策法规也在不断促进新能源汽车发展。二、锂电池(一)锂电池产业现状由于我国对环保事业的重视,从近几年我国的新能源汽车销量情况来看,市场对新能源汽车的需求上升较快。其中,2018年新能源汽车产销分别完成127万辆和126万辆,同比增长59.9%和61.7%。其中纯电动汽车产销分别完成98.6万辆和98.4万辆,同比增长48%和50.9%;插电式混合动力汽车产销分别完成28.4万辆和27.2万辆,同比增长121.9%和117.6%。目前,国内新能源汽车仍然在采用磷酸铁锂和三元锂电池,车型续航里程基本上都能够达到300公里,我国动力电池产业快速发展,推动各环节技术水平快速提升。电芯有望实现三元NCM811电池的量产应用,产品单体能量密度达到260Wh/kg,系统能量密度达到180 Wh/kg。从全球各个国家来看,主要车企厂商配备的还是日韩动力电池,以三元锂电池为主续航里程基本可以达到350公里。目前我国锂电池行业存在部分中小企业,规模小,技术水平低,生产的锂电池产品较为低端。企业生产锂电池购买原料成本过高,给企业带来的生产经营成本相对较高。锂电池在某些特定情况下会发生燃烧、爆炸等情况,比如使用不当,极端环境中都有可能发生危险,考虑到技术方面的不足,有些时候也成了限制锂电池发展的缺点。锂电池成为汽车的动力存储来源,在中国不断加码环保事业之后,中国的新能源车的发展进程将不断加快,对于锂电池的发展也是会有巨大的推动左右。(二)锂矿供应现状锂电池的生产原料主要来自于锂矿,锂矿的供应制约着锂电池的发展,同时决定了锂电池的未来。中国已探明锂资源量为450万吨。中国锂矿资源的分布集中在四川、江西、青海和西藏。2018年海外锂矿产量中,67%是来自于锂辉石矿山,而这些锂辉石矿几乎全部来源于澳大利亚。而剩下的盐湖产量均来自于南美。(三)锂电池政策扶持逐渐退坡2019年3月26日,财政部、工业和信息化部、科技部和发展改革委四部委联合发布了《关于进一步完善新能源汽 车推广应用财政补贴政策的通知》。重点内容包括:1、国补力度大幅退坡,补贴基数综合下降程度超50%;2、2019年3月26日至2019年6月25日 为过渡期,期间按2018年补贴的0.1倍和0.6倍进行补贴;3、过渡期后地补取消,转为支持充电等配套设施;4、电池技术要求更高,但补贴系数下修。随着补贴退坡幅度加大,动力电池环节面或临进一步降价压力。(四)锂电池的机遇与挑战机遇一:低碳环保,全球汽车电气化浪潮不可遏制和逆转在低碳环保、能源安全及产业扶植等因素的驱动下,全球电动汽车市场发展迅速,截止2017年底保有量超过340万,市场份额突破1%,年均复合增长率达58%。汽车电动化趋势不可逆转,产业格局加速形成;预计2025年新能源汽车全球销量将突破1800万辆;中国新能源汽车销量将突破700万。机遇二:政策持续明确,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路新能源汽车已上升为国家战略;产业政策双积分将代替补贴成为行业长期发展的管理基础;2025年新能源整体市场占比将达到20%。机遇三:产业和价值重构,将催生新的汽车业态和伟大企业技术重构:关键核心技术将逐渐从整车延展到关键子系统和零部件。服务重构:从产品提供者演变为产品+服务+出行方案提供者,用户接口成为关键。价值重构:核心价值点将由整车向关键系统、部件以及上下游转移。竞争重构:产业竞争将由产品竞争演变为产业平台竞争。一大批造型新势力涌入新能源汽车产业,截止2017年底,中国新能源汽车企业数量已达到314家,超过200家造车新势力入局。挑战一:使用新能源汽车的信心,影响着新能源汽车的市场对于电池技术、充电不便、价格及续驶里程的焦虑,仍然是制约大部分消费者选择新能源汽车的主要因素。挑战二:充电体系建设还不能满足消费者需求,分布还不均衡快充体系建设不够,分布不均衡;中国城市居民多为公寓式住宅,小区停车位配置比例低于1:1,老旧小区缺乏停车位配置;充电桩安装需城建、电力、物业等多部门交叉管理,自行安装困难。挑战三:商业模式创新不断涌现,但仍不成熟新的商业模式仍处于探索期,需要较长时间的实践,最终找到可持续发展的盈利模式。短期内会对企业经营造成一定的干扰;如网约车领域亏损期超过三年,分时租赁领域亏损期超过四年。三、氢能源电池(一)氢能源电池产业地位和发展趋势氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣,到20世纪70年代以来,世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。近年来,我国正在加快发展氢能产业,利好政策相继推出,氢能产业得到政策的支撑前景广阔。随着我国氢能产业加速发展,氢能的应用越来越广泛。在此背景下,氢 气产量持续增长。据预测,2019年我国氢 气产量将近2000万吨,到2020年将超2000万吨。我国在发展氢能产业方面的重要优势之一就是拥有丰富的氢源基础。利用我国丰富的煤资源与可再生资源制氢,具有经济可行性,并且完全可以支撑我国未来很长一段时间对于发展氢能的愿景。当前国内煤气化制氢1000万吨,天然气制氢300万吨以上,石油制氢300万吨,工业副产气约800万吨,电解水制氢约100万吨。煤制氢不仅成本低,而且目前国内的制氢规模非常大。据估算,仅国家能源集团每年制氢能力就可以驱动4000万辆小轿车。电解水制氢与煤制氢是未来中远期的主要制氢技术路线。2017年我国开始大力发展氢能产业,公开数据显示,目前已建及在建的加氢站达45座。预计到2025年,全国加氢站总数将达到300座。各地运营的氢燃料电池车已突破百辆级别。在辽宁新宾有50辆燃料电池车陆续运营,河北张家口有70辆燃料电池车,上海有100辆燃料电池车陆续运营,广东佛山有35辆燃料电池车。在“2018年中国(海口)氢能源及燃料电池产业高峰论坛”上,国内的四家企业签署了《200吨级以上氢能重载矿用卡车研发合作框架协议》,这标志着继客运、公交专线之后,我国氢能和燃料电池产业在交通领域的突破又迈出了新的步伐。(二)国家对于氢能源电池的政策支持《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》则进一步描出了中国氢能的发展路线图:到2020年,中国燃料电池车辆要达到10000辆、加氢站数量达到100座,行业总产值达到3000亿元;到2030年,燃料电池车辆保有量要“撞线”200万,加氢站数量达到1000座,产业产值将突破一万亿元。氢能写入政府工作报告向外界释放出了积极信号,为我国氢能的未来发展照亮了一束光。目前,产业链扶持政策在各地延伸以及企业转型升级竞相布局。除了加氢站,地方政府对整个氢能产业链的扶持也正在延伸。北京2017年,《北京市加快科技创新培育新能源智能汽车产业的指导意见》:加大以氢燃料为主的燃料电池乘用车开发力度。2018年10月27日,5台12米燃料电池公交车在北京公交384线正式投入运营。上海2017年,《上海市燃料电池汽车发展规划》:提出到2020年,上海将实现电堆、系统集成与控制、关键零部件等核心技术跟踪国际水平。2018年9月27日,上海首条燃料电池公交线路正式上线,投入嘉定114路运营。广东2018年,《关于加快新能源汽车产业创新发展的意见》:广东2018-2020年新能源汽车推广应用省级财政补贴资金中的30%将用于支持氢燃料电池汽车推广应用。2018,《佛山市氢能源产业发展规划(2018-2030)》:将佛山建设成为全国领先的氢能源产业示范城市和集聚高地。2018年12月20日,佛山市禅城区首座加氢站——佛罗路加氢站建成营业。70辆氢燃料电池公交车正式投入运营,佛山率先成为广东省首个大规模使用氢燃料电池公交车的示范城市。山东2018年,《山东省新能源产业发展规划(2018-2028年)》:推动山东全省由“山东制造”向“山东智造”、“山东创造”转变。2019年1月4日,由兖矿集团有限公司、山东重工集团有限公司与山东国惠投资有限公司三家省属企业发起,由68家省内外会员单位组成的山东氢能源与燃料电池产业联盟成立。江苏2018年,苏州市发改委网站发布“市政府办公室关于转发苏州市氢能产业发展指导意见(试行)的通知”。2018年,张家港市人民政府印发《张家港市氢能产业发展三年行动计划(2018—2020年)》。全省初步形成涵盖氢 气制备和储运、燃料电堆、电池系统、整车制造和加氢站建设运营在内的氢燃料电池汽车产业链,从事氢燃料电池汽车关键产业链的重点研发生产企业达20家,2017年实现产值约11亿元,生产氢燃料电池汽车441台。四川日前发布的《四川省打好柴油货车污染治理攻坚战实施方案(征求意见稿)》提到,鼓励开展燃料电池货车示范运营,建设加氢示范站;支持替代燃料、混合动力、纯电动、燃料电池等技术攻关,鼓励开发氢燃料等新能源专用发动机,优化动力总成系统匹配。相较其他燃料,在纯电动和氢能源两个零排放技术方向上,燃料电池的优势是续航长、燃料补给快、自重轻等。因此,燃料电池系统在载货运输应用方面有着明显优势。从各地此前发布的政策可以看到,已经有城市在探讨燃料电池在货运行业的发展。四、三种电池优劣势比较图片来源:SMM(一)成本方面铅酸电池历史悠久技术成熟成本要低于锂电池:1KWH的铅酸电池的价格在500元及以下,而1KWH的锂电池的价格达到1200元,目前铅酸电池价格还是有一定的优势,但随着锂电池相关技术发展加快,其价格呈下降趋势,优势很快会被抹平。而氢能源电池相对二者而言成本较高,一方面,制氢过程能量损失大;制氢要先从电解水开始,耗费电能,产生氢 气,氢 气再发电过程中还会有能量损失;且电解水的电目前也是以煤电产生为主,烧煤发电也会有能量损失。另一方面,催化剂金属铂十分稀缺;在氢燃料电池发电的过程中需要使用金属铂作为催化剂,其价格非常昂贵。大规模生产氢燃料电池,铂金属将会因为需求增加价格上涨,且其本身就十分稀缺。第三个方面,氢的运输成本不菲;现在常见的氢 气运输方式是采用高压气罐,但这种方式的单次运输量非常有限。另一种方式是液态运输,但是要将其保持在-252.77摄氏度,意味着非常高昂的成本,不太现实。还有一种方式是固体储氢,利用固体对氢 气的物理吸附或化学反应,将氢储存于固体材料中。固体储氢方式安全稳定,但是能在常温下还原的多为钯、铑等稀有贵重金属,同样不太现实。此外,更为重要的是加氢站的建设成本。一座加氢能力大于200公斤的加氢站建设成本在1000万元以上,如此高昂的建设成本成为加氢站快速发展的最大障碍。(二)环保方面铅酸电池由于含有重金属铅,在生产中会产生污染,废旧电池处理不当也会产生污染。而锂电池生产中产生的污染非常小,废旧电池中只存在少量的污染成分。氢能源电池对环境无污染。它是通过电化学反应,燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。(三)效率方面铅酸电池就寿命、能量密度以及充放电效率方面均不及锂电池和氢能源电池。锂电池能量比较高,具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;同时,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(100%DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录。氢燃料电池储能密度高,大约为1kWh/kg,且重量轻,续航里程普遍更远。通常会超过500公里,而纯电动汽车则根据电池容量的大小,目前大部分纯电动汽车续航里程在300公里左右,少数车型可以达到400~500公里。此外,加氢就像加油一样,一般只需3~5分钟。而电动汽车的充电则是一个缓慢的过程。即使特斯拉推出了超级充电站,通常也需要1个小时以上。氢能源电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。(四)安全方面铅酸电池历史悠久技术成熟安全性要高于锂电池,铅酸电池能在复杂的环境中使用。而锂电池对环境要求相对较高,对充放电电流电压要求较高,一旦过充或者过放都有可能导致不可逆转的损坏。锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的,随着电池容量的增加,电池体积也在增加,其散热性能变差,出事故的可能性将大幅增加。由于燃料电池直接采用空气中的氧做氧化剂,空气中的杂质如SO2、H2S等有害气体进入燃料电池中,引起燃料电池阴极催化剂“中毒”,造成阴极催化剂不可逆转的损伤,从而导致燃料电池性能下降。尽管氢能源电池有一定安全隐患,但谈“氢”色变的观念已经过时,氢 气泄露速度快于常见燃料,但泄漏总能量不高,氢 气具有很高的扩散系数和浮力,泄漏时可迅速降低浓度,氢 气爆炸极限范围宽,但爆炸能很低且不产生浓烟和灰霾,氢脆现象会引起金属脆化裂纹,可以选用合适的材料防护避免。五、三足鼎立 谁能胜出?谁能胜出在于市场选择。铅蓄电池随着电动自行车、汽车等铅的终端消费品产量下滑,以及铅蓄电池在部分领域面临被锂电池和氢能源电池渗透的压力,未来铅产业消费动力不足,消费将逐步步入平台期。2019年,随着生态保护和污染防治工作的深入推进,以及下游消费市场持续低迷,铅蓄行业转型升级的任务将更为迫切。汽车产业逐步进入新能源汽车时代,机遇远远大于挑战。新能源车型的结构将由低端车型向中高端车型发展,随着新能源汽车市场的逐渐成熟,新能源车型同燃油车一样将会受到消费升级的带动,由低端向中高端车型升级。然而,与纯电动汽车相比,燃料电池汽车不仅在我国,在全世界的推广应用都不太理想。本世纪初,在动力蓄电池能量密度达不到汽车使用需求的前提下,专家多认为燃料电池汽车是电动汽车的终极阶段,这可以理解。但是近年来,动力蓄电池技术已有重大进步,对此结论应重新评估。就当前技术状况,动力蓄电池电动汽车更适用于城市、短途、乘用车,而燃料电池汽车更适用于长途、重载、商用车。二者是互为补充的关系,并不是互相替代的关系,至于将来孰优孰劣,由于技术还在发展,基础设施正在建设,商业模式也在持续不断创新,仍存在巨大变数。氢能燃料电池技术需要加快发展,这符合我国能源革命的需要。“但氢和电都是能源载体,并无‘终极’之说。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高认为,小型轿车对能量要求较低,锂电池可能发挥更大作用,“所以就新能源汽车而言,燃料电池与纯电将来会是共生共存”。“纯电动、氢燃料和混合动力,都有各自的优势,中国市场这么大,三条技术路线在今天和明天都是需要的。”在5月12日举行的第十届汽车蓝皮书论坛上,上海交通大学智能网联电动汽车创新中心主任殷承良说,至于未来究竟谁能胜出,“取决于技术进步和市场选择”。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
公告

作者: 中国电器工业协会铅酸蓄电池分会 详情
description
吴锋院士:锂硫电池能量密度已经突破500Wh/kg

面对国内动力电池业的发展现状,吴锋院士认为,中国动力电池目前状况是总体产能过剩,优质产能不足,急需进一步创新发展,以期取得具有颠覆性的技术突破。“在锂硫电池正极材料方面,我们利用双‘费歇尔酯化’的模块组装方法,将分散的导电碳组装为椭球型的微米超结构,显著提高了正极单位面积的硫载量,电池能量密度达到545Wh/kg。”中国工程院院士、北京理工大学教授吴锋日前介绍了其研究团队在锂电池新型材料研究方面的最新进展。除了锂硫电池,吴锋院士还介绍,北京大学等单位在高比容富锂锰基材料研究方面也取得了突破。“我们团队在仿生膜设计,通过界面保护提高材料稳定性,构筑选择性锂离子通道,提高材料倍率性能方面也进行了一系列的研究。”他表示。在动力电池安全性方面,吴锋院士的研究团队从材料入手,包括研制出温度敏感电极、陶瓷高强隔膜、安全电解质等,显著提高了电池的本征安全性。还研制出基于纳米TiO2与离子液体的新一代凝胶固态电解质,具有高室温电导率与显著的安全性(1300℃/60s不燃)。吴锋院士表示,电解质是影响锂离子安全的主要因素之一,在向固态化方向发展,他认为目前还达不到全固态,他所带领的研究团队研制出新型仿生蚁穴结构的新型离子凝胶电解质,在锂金属表面形成保护层,可有效抑制锂枝晶生长。他表示,电池材料在仿生方面的研究有利于电池本身的绿色化。吴锋院士长期从事新型二次电池与相关能源材料的研究开发,率先提出采用轻元素、多电子、多离子反应体系实现电池能量密度跨越式提升的学术思想,研发出高比能二次电池新体系与关键材料,得到国际同行的瞩目与高度评价。吴锋院士自主开发出一系列锂离子电池关键新材料、电池制备新工艺和电池安全性技术,为我国锂电产业更新换代,进入国际高端产品市场,提供了技术支持;提出通过系列关键材料的协同作用提高电池本征安全性,发明了安全性电极、复合型陶瓷类聚合物隔膜、具有阻燃性和电化学兼容性的电解质体系;率先提出电池系统安全阈值边界的概念,并开发出识别与控制技术。值得一提的是,吴锋院士发明了含锂储氢合金及其制备方法,打破了国外对储氢合金的专利垄断,主持创建了我国第一个镍氢电池中试基地,实现了产业化关键技术集成,设计建成我国第一条镍氢电池自动化示范生产线;研发出系列镍氢动力电池组,并将其成功应用于多款混合动力汽车。吴锋院士围绕国家重大需求,探索不同二次电池体系间的技术融合,在电池反应理论、关键材料和工程化技术方面取得了创新突破,为我国二次电池的产业化发展做出了重要贡献。吴锋院士所领导的973、863基础和应用研究团队成员,有些已成为我国二次电池与新能源材料领域的领军人物。吴锋2014年当选国际欧亚科学院院士;2016年获国际车用锂电池协会(IALB)首次颁发的终身成就奖;2017年当选亚太材料科学院院士、中国工程院院士。他曾任国家高技术(863)功能材料专家组成员、副组长,国家高技术(863)新材料领域专家委员会委员、常委,国家科技部镍氢电池专家组组长和国家高技术(863)电动汽车重大专项总体组专家。吴锋现任中国电池工业协会副理事长,中国化学与物理电源行业协会副理事长,动力电池应用分会专家委员会主任委员,国家工信部新能源汽车准入专家委员会委员;连续12次担任中美电动汽车与电池技术研讨会主席,6次担任动力锂电技术及产业发展国际论坛主席。面对国内动力电池业的发展现状,吴锋院士认为,中国动力电池目前状况是总体产能过剩,优质产能不足,急需进一步创新发展,以期取得具有颠覆性的技术突破。然而要知道,一个真正从基础研究做起来的颠覆性创新,并不是一蹴即成的,不能急于求成,有时候这个事情要做五年十年或者十五年,甚至更长时间。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
电动车起火事故频发之后:下一代电池开发的方向是什么?

“2027年全球动力电车出货量将达到1万亿瓦时,去年出货量是1060瓦时, 2018—2025年在中国还有5—7倍的上升量。”7月12日,中国科学院院士欧阳明高在“创造出行新生活”高峰论坛上指出,动力电池的成本随着规模的上升还会持续下降。数据显示,锂离子电池单体能量密度达到了265瓦时,较2012年提高了2.2倍;价格从5元到0.8元,下降了80%以上。电池成本的下降伴随着电动车销量的增长。7月10日,中汽协发布的2019年上半年汽车行业产销数据显示,今年上半年,我国新能源汽车累计完成产销分别为61.4万辆和61.7万辆,同比分别增长48.5%和49.6%。其中纯电动汽车产销分别为49.3万辆和49.0万辆,同比分别增长57.3%和56.6%,约占新能源汽车销量的80%。纯电动汽车的产销量的增长也成为中国新能源汽车市场主要驱动力。同时,随着电动汽车的普及,截止到今年6月,全国共建成充电桩即公共充电桩41万,私人充电桩59万,充电设施总量达到100万部,全国统一市场基本形成,标准在全国推广使用,动力电池回收利用体系逐渐成熟。然而,电动车市场高速增长和动力电池行业的快速发展的同时,频繁的起火事故也引发了社会的广泛的关注和讨论,也对行业发展带来了不良影响。据不完全统计,2018年中国共发生各类电动汽车安全事故52起,今年1到5月共发生19起电动车起火事故,这些事故有29%是在充电时发生的,有19%是在行驶时发生的,还有19%是在停放时发生的,另外,截至今年5月,我国新能源汽车共召回12.3万辆,其中由于三电故障导致的召回占比50%。在动力电池故障中,设计原因占到了40%,制造原因占到了60%。经过十多年的快速发展,目前动力电池已经走到了“十字路口”。一方面,新能源汽车对动力电池的需求巨大;另一方面,动力电池企业也面临着补贴退坡、“白名单”取消、安全事故频发等一系列挑战。电池安全放首位作为电动汽车核心部件的动力电池,不仅关系到主机厂电动汽车产品的竞争力,更与消费者的驾车出行安全息息相关。“要用成熟安全的电池,发展安全节能减排的电动汽车。”7月10日,在首届中国国际电动汽车安全技术创新大会上,中国工程院院士杨裕生强调。在杨裕生看来,电动车频繁发生燃烧事故的原因主要有四点。首先是电池技术原因,由于锂离子电池都含有易燃溶剂,因此没有绝对安全的电池。其次是新能源汽车发展路线的原因。国家重点发展长里程纯电动车的发展路线引发了里程焦虑、安全焦虑、充电焦虑、价格焦虑、后续电池焦虑。杨裕生认为,电池组自燃概率除了与电池本性有关外,还与电池总量成正比,里程越长需要装的电池越多,电池组燃烧概率越高,纯电动车追求长里程的发展路线,是烧车频发的诱因之一。此外,国家的补贴政策与纯电动里程挂钩,车企追求“多装电池追补贴”,而过于追求能量密度则诱导企业追逐高能电池。“双挂钩”补贴政策导致电池过度多装和急促高能化,从而使得安全性下降。最后,杨裕生指出,目前电动车发展抓不住主要矛盾和矛盾的主要面。“现在把里程作为矛盾的主要方面,不顾安全,拼命不断提高里程要求,安全性作为次要方面,这是频发烧车的思想方法原因,这也是造成发展路线、政策、技术发生问题的根源。”中国动力电池创新联盟副秘书长、中国电动汽车充电基础设施充电联盟副秘书长王子冬同样认为,新能源汽车安全事故主要由动力电池热失控所引起,但热失控仅仅是结果,热失控原因错综复杂,事故源头难以明确。在理论上,电池能量密度与安全性成反比,企业盲目追求高能量密度,安全问题也会随之暴露。虽然未能明确已发生的起火事件与追求能量密度存在多大相关性,但随着高镍三元电池进入市场,新能源汽车面临更高的安全技术要求。从安全技术角度来看,清华大学锂离子实验室主任何向明认为,动力电池起火主要原因是产品可靠性不高。“电池产品测试验证严重不足,测试周期不足,测试手段不完善,很多工厂一生产可能马上就出厂了。” 何向明指出,很多电池厂根本不考虑电池这种产品的可靠性,电池在很多人的概念里边就是实验室的电池,不是一个工业产品的电池,在整个研究中行业中,实际可靠性的研究非常少。但目前动力电池汽车起火原因未明,究竟是生产过程中的质量控制?还是后期使用中出现的问题?抑或是什么样的场景下出现问题?王子冬认为,这些问题现在都还说不清楚。动力电池路线之争面对电动汽车安全问题,杨裕生提议用增程技术解决安全与里程矛盾。具体的技术路线包括以微小型纯电动车为突破口,纯电动车微小型,大中型车发展纯电驱动的增程式。“微小型纯电动车可以用铅酸电池做低速车,也可以用磷酸铁锂电池做高速车;增程式电动车可解纯电动车五大焦虑,特别是安全焦虑,市场化最可行。” 杨裕生表示。当然,频繁发生的电动汽车起火事故也引发磷酸铁锂电池和三元电池的发展路线之争。“磷酸铁锂电池和三元电池一直在争,争夺的就是成本、安全和能量密度。我们必须承认电池组是一种很高能物质的部件,具有危险的本质,说这个电池一点危险都没有,这是不可能的。”王子冬指出,“随着电池比能量和比功率提高,发生安全事故的危险也增大,这是有一定的关联度的,所以我们要选择一个平衡的优化。”据了解,磷酸铁锂电池的特点在于安全性高,高倍率充放电特性和较长的循环寿命,但是能量密度不如三元电池;而三元电池能量密度高,一致性好,低温性好,但是安全性差,循环寿命不如磷酸铁锂电池。“车载动力电池不仅仅是重量比能量,更重要的是体积比能量,体积比能量才决定了车真正能跑多远,从这个意义上来看,锂离子电池是有优势的。”欧阳明高认为,固态锂离子电池的应用还需要再等几年。欧阳明高指出,随着补贴的退出,磷酸电池在轿车市场中的规模将大幅上升,尤其是以比亚迪为代表的整车企业,将会以磷酸电池为重点,虽然能量偏低一点,但是系统比能量差距更大;另外,寿命大概提高一倍,现在已经可以将成本控制在5毛钱以内,比三元电池低多了。“综合来看磷酸电池会大幅回升,但是三元电池仍然是我们的重点,未来需要把安全的平衡点从三元电池的1:1:1,或者5:2:3提升到8:1:1,也就是八元热电池。”在未来电动汽车发展方向上,欧阳明高建议城市出行发展小型电动车,大中型电动车使用纯电型插电式——发展可以外接充电的混合动力,城区出行选择纯电动,高速长途使用单电机并联联合混动。在电池工艺上,目前CATL、松下、三星SDI、孚能科技、万向A123、微宏动力等锂电池行业新旧势力计划在2022年之后导入叠片工艺的计划。蜂巢能源也在7月9日正式推出方形叠片电池,并在动力电池技术路线上,基于NCM三元独立发展四元电池、无钴电池、固态电池等多种路线。对于下一代车规级动力电池,清华大学安全与节能国家重点实验室主任卢兰光直言:“卷绕工艺优点是生产效率高,层间箍紧力可控,但是由于存在曲率半径,特别是卷芯的内部中心曲率半径小,导致N/P小,充放电受力不均匀,形变不一致,容易析锂等问题。而叠片工艺正相反,各个部分受力均匀,不易变形。叠片更加适合形变大的电极材料,有利于保证充放电循环中形变一致,避免析锂等问题。”何向明则认为下一步研究的重点是想办法减少电动车燃烧事故的损害。“电池里面有很多化学反应的动力学,这是目前的一个空白,我认为大家要更关注,去控制。第二我们讲电池的固有安全技术指标特别重要,我们一定要明确目标,作为电池安全性目标是什么,很多企业没有目标。”真锂研究创始人墨柯认为,2025年电动汽车应该能够突破1600万,2030年达到3500万,而目前看来只有锂离子电池能担此大任,未来当然还有极大可能出现更加高度新型电池技术,但目前没有看到。因此如何在目前这样的技术水平下,平衡能量密度和安全,是车企和动力电池企业努力的方向。

作者: 何芳 杜巧梅 详情
description
动力电池回收利用谁来主导?

“动力电池的回收利用应以第三方企业为主,动力电池供应商如果有能力,当然也可以参与。”天津力神电池股份有限公司常务执行副总裁王念举日前在接受《中国汽车报》记者采访时表示。事实上,在刚刚落下帷幕的2019中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛上,对于动力电池的回收利用主导权的问题,不同演讲嘉宾就发出了不同的声音。在政府部门的大力支持下,我国新能源汽车产业得到快速发展,截至2018年底,新能源汽车保有量达到261万辆。根据中汽中心的统计,2018年后我国新能源汽车动力电池进入规模化报废期,预计2023年报废量将达48.09GWh。动力电池的回收利用越来越受到来自汽车行业内外的重视,汽车制造商、电池供应商和第三方企业纷纷入局。车企承担主体责任存在不足?分管康明斯电动动力事业部的康明斯副总裁傅姝丽告诉记者:“动力电池的回收利用应遵循3R原则,即再制造、再使用、再循环。再制造是通过回收进行再生产,进而再次销售;再使用是通过回收,根据动力电池的状态用于其他用途,例如储能设备;再循环是将动力电池回收后,对其可用部分材料进行再次利用。三者的核心是通过不同的应用形式,对动力电池进行充分利用,这些是康明斯目前正在研究的方向。”她还强调,动力电池的回收利用是汽车行业,乃至更多行业需要共同面对和解决的问题。目前,我国已初步形成以汽车制造商、电池供应商和第三方企业为主体的动力电池回收和梯次利用体系,截至2018年底退役电池回收服务网点建设达到3204个。根据国务院、工信部等政府部门先后发布的《生产者责任延伸制度推行方案》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》等政策文件,汽车生产企业在动力电池生产、使用、回收、再利用等环节有主体责任,需建立新能源汽车产品售后服务承诺制度,实施新能源汽车动力电池溯源信息管理,跟踪记录动力电池回收利用情况。目前,比亚迪、北汽新能源等车企主要通过4S店来承接回收任务,而后将其用于储能或基站备用电源,抑或拆解回收。不过,据称这种回收模式存在一些不足。铁塔能源有限公司副总经理孔庆西指出:“超过98%的动力电池回收网点是通过汽车企业的销售体系来完成的,但其存在几个方面的限制。从政策层面来看,4S店在规划建设时,并没有考虑电池回收需要具备的资质条件;从经济层面来看,4S店在承接车企回收服务时,要额外收取费用,导致车企运营成本增加;此外,4S店普遍为加盟的独立法人,不便于在全国范围内进行统一管理。工信部目前也关注到这些问题,计划今年下半年启动回收网点检查工作,以进行规范和调整。”还有业内人士指出,车企通过4S店将废旧动力电池回收后,还要考虑梯次利用、拆解等问题,尤其是后者需要一定的专业技术,这并非车企的强项,还要借助其他企业来完成。市场尚未成熟 卡位赛已开跑我国动力电池回收利用市场尚处于发展初期,不成熟、不规范现象较多。或许正因暗藏巨大机遇,众多企业开始参与其中。2018年10月,吉利集团与杉杉股份、紫金矿业出资组建了福建常青新能源科技有限公司(以下简称“福建常青”)。合资公司官网显示,这是一家电池回收、前驱体制造为一体的企业。有市场分析人士指出,所谓“前驱体”,即镍钴锰氢氧化物,是制造三元复合正极材料的基础。福建常青预计将回收吉利汽车等使用或报废用的动力电池,拆解后分离出贵重的金属盐,比如钴盐,再生产为三元前驱体,供给吉利汽车旗下的电池工厂。而福建常青的另外一家股东——杉杉股份,也是中国最大的电池正极材料供货商。不少动力电池企业也加入了回收利用的大军,例如宁德时代、天津力神、蜂巢能源等。蜂巢能源科技有限公司副总经理马忠龙认为,对电池的回收利用应该围绕电池厂来做,最终使得废旧电池的材料重新回到电池厂,为电池厂提供原材料。王念举则更看好第三方回收企业。他告诉记者,天津力神未来可能会寻找第三方合作伙伴,或者是收购一家有潜力的第三方回收企业,届时回收范围不仅仅局限于力神的电池。据了解,与整车制造商、动力电池供应商相比,第三方回收企业深耕废旧电池资源化回收领域多年,拥有专业的再生技术、设备、工艺、资质和回收渠道等优势,并诞生了一些龙头企业,例如邦普集团、格林美等。它们既拥有较为稳定的废旧锂电池回收渠道,又拥有再生锂材料的销售渠道。不过,电池回收体系还有待进一步规范。北京赛德美资源再利用研究院有限公司董事总经理赵小勇指出,最近三年间,电池回收企业由20多家增至300多家,但真正有工厂、有能力做环保验收的只有三四十家。“从目前来看,电池回收算是一个前景比较好的行业,因为以后的量会非常大,但市场倾向于集中,龙头电池企业就那么几家,回收企业也不可能太多。”王念举如是说。联合回收模式会成为趋势吗?工信部等七部委去年发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,鼓励汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业与综合利用企业等通过多种形式,合作共建、共用废旧动力蓄电池回收渠道。在孔庆西看来,我国新能源汽车企业众多,如果各自建立回收服务网点,可能造成重复建设,且回收拆解企业及资源综合利用企业等对应机构亦较多,难以协调,有必要探索共享型的联合回收模式。“中国铁塔的目标是在全国范围内建立共享型的回收体系,在全国各地市建立共享型的回收网点,面向多家车企,成本比较低,应该具备共享优势。”他说。考虑到成本、技术等多方面因素,汽车制造商、电池供应商和第三方企业开展合作成为一种可行方案,目前已有企业行动起来。例如,宁德时代与宇通、上汽、北汽、吉利等车企合作建设回收体系,还收购了具有材料回收资质的湖南邦普,对动力锂电池进行分类、拆解,回收材料。北汽集团下属企业北汽鹏龙与光华科技在去年底达成协议,双方将在退役动力电池梯次利用和废旧电池回收处理体系等业务上开展合作。吉利集团牵头,联合万向、天能、华友钴业等汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业及综合利用企业合作共建共用回收渠道,承担浙江省新能源汽车废旧电池回收利用试点项目。中国铁塔则与长安、比亚迪、银隆新能源、国轩高科等10余家企业签署了动力电池回收利用战略合作伙伴协议,采购退役电池用于全国通讯基站备用电源。据了解,截至今年5月,中国铁塔累计使用的梯次电池占到了市场上退役动力电池总量的一半。后续这些废旧电池将交由北京赛德美以及其他一些回收企业进行拆解回收。

作者: 张冬梅 详情
description
锂离子电池产业发展白皮书(2019年)

2018年,在电动汽车产量高速增长的带动下,全球及我国锂离子电池产业继续保持快速增长态势,行业创新速度加速,新产品、 新技术不断涌现。作为最大的生产国以及最重要的应用市场,中国在全球锂离子电池产业的地位进一步提升,海外企业加大在中国布局。受益于我国新能源汽车持续迅猛增长,锂离子电池产业规模稳步增长,宁德时代、比亚迪等骨干企业快速成长,关键配套材料自给能力显著提升。在此形势下,中国电子信息产业发展研究院编写了《锂离子电池产业发展白皮书(2019年)》,全面梳理2018年国内外锂离子电池产业发展情况,介绍国际巨头和我国骨干企业发展态势,分析2018年我国锂离子电池行业发生的重大事件,研判2019年锂离子电池产业发展趋势。全球锂离子电池产业发展状况一、市场规模在全球电动汽车市场快速增长带动下,全球锂离子电池继续保 持快速增长势头。2018年全球锂离子电池产业规模首次突破400亿美元,达到412亿美元,同比增长18%,增速较2017年小幅下滑了5个百分点。按容量计算,全球锂离子电池市场规模达到200GWh,同比增长25%。容量增速高于产值增速,原因在于锂离子电池产品价格不断下滑。二、产业结构近两年,电动汽车市场持续高速增长,储能市场爆发,而全球手机出货量、便携式电脑、数码相机等消费电子产品产量接近天花 板,增幅极为有限甚至负增长,全球锂离子电池市场结构发生显著变化。按容量计算,2018年消费类锂离子电池(含手机、便携式电脑和其他消费电子产品)占比40.7%, 比 2 0 1 7年下降了7.3个百分点;电动汽车用锂离子电池占比达到46.5%,首次超过消费类锂离子电池,而2017年电动汽车用锂离子电池占比还只有40%;储能用锂离子电池占比达到了5.1%,较2017年增长了0.7个百分点;其他用途(含电动工具、电动自行车等)锂离子电池占比为7.7%,基本与2017年持平。电动汽车用锂离子电池已经成 为拉动全球锂离子电池产业增长的主要动力,2018年其对全球锂离子电池产业增长的贡献率72.5%。三、区域分布全球锂离子电池产业主要集中在中、日、韩三国,从2015年开始,在中国大力发展新能源汽车的带动下,中国锂离子电池产业规模开始迅猛增长,2015年已经超过韩国、日本跃居至全球首位,并逐步拉大差距。2018年,在SDI、LG Chem锂离子电池业务高速增长带动下,韩国占比提升较快达到 了31%;而中国则受制于产业规模 增速放缓以及汇率因素影响,占比小幅下滑至41%;尽管松下持续稳健增长,但其他企业增速放缓再加上AESC股权被远景集团收购,日本锂离子电池产业在全球的占比逐年下滑,2018年降至22%。我国锂离子电池产业发展状况2018年,在新能源汽车销量持续迅猛增长带动下,我国锂离子电池行业继续保持良好发展势头,产业规模稳步增长,骨干企业快速成长,技术创新步伐加快,全球竞争力逐步提升。一、产业规模2018年我国新能源汽车产量达到127万辆,同比增长了59.9%,增速较上年提高6个百分点,呈现加速增长态势。在此带动下,2018年我国锂离子电池产量持续快速增长。国家统计局数据显示,全年我国锂离子电池累计产量达139.9亿只,再次创下历史新高,同比增长25.9%,增速较2017年小幅回落。按容量计算,2018年我国锂离子电池产量 124.2GWh,同比增长23.1%。2018年我国锂离子电池产业规模达到1727亿元,再次创下历史新高,同比增长9%,增速较2017年回落10个百分点,延续稳步增长势头。产业规模增速较产量增速低了近17个百分点,主要原因是2018年动力电池价格出现了明显下滑。关键配套材料市场稳步扩张。正极材料方面,2018年我国正极材料出货量27.5万吨,同比增长28.5%,其中三元正极材料出货量 13.7万吨,同比增长57.1%,占正极材料市场份额到达49.7%,较2017年提高9个百分点,磷酸铁锂出货量 5.8万吨,同比下降1.2%;我国正极材料市场规模达到535亿元,同比增长22.7%。负极材料方面,2018年我国负极材料出货量19.2万吨,同比增长29.7%,其中人造石墨出货量13.3万吨,同比增长32.7%,占负极材料市场份额到达69.3%,天然石墨出货量4.6万吨,同比增长19%;我国负极材料市场规模突破100亿元,同比增长27.9%。隔膜方面,2018年我国锂离子电池用隔 膜出货量20.2亿平米,同比增长39.7%,其中湿法隔膜出货13.1 亿平米,同比增长66.4%,干法隔膜出货量7.1亿平方米,同比增长 7.8%;我国隔膜市场规模约为41亿元,同比下降8.8%。电解液方面,2018年我国电解液出货量14万吨, 同比增长27.3%;电解液市场规模64亿元,同比下降3.1%。二、产业结构从2015年开始,随着动力型锂离子电池产量迅猛增长,我国锂离子电池产业结构发生了显著变化,消费型锂离子电池独大的市场格局被打破。从锂离子电池出货量看,2018年我国锂离子电池总出货量达到了102GWh,同比增长27%。其中,主要应用于新能源汽车、电动自行车、电动工具三大市场的动力型电池出货量达到65GWh,占比上升至63.7%,较2017年提高了8.3个百分点;消费型电池出货量32.4GWh,基本去上年持平,占比仅为31.8%,较2017年下滑了9.7个百分点,主要是主要是全球及国内智能手机、笔记本电脑、移动电源等出货量减少;储能型电池出货量 4.6GWh,较上年增长超过40%,占比提升至4.5%,逐年上一个台阶。动力型电池已经成为推动锂离子电池行业增长的决定性因素,2018年动力型电池对锂离子电池增长的贡 献率达到了94%。三、主要特点1.补贴政策更加细化,进一步鼓励高能量密度电池2018年年初,财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委联合印发了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通 知》(财建〔2018〕18号),继续调整我国新能源汽车补贴政策,进一步提高技术门槛,加大对搭载高能量密度动力电池的新能源汽车补贴力度。鼓励使用高能量密度动力电池。乘用车补贴车型能量密度不低于105Wh/kg,对于能量密度大的电池,给予较高的补贴系数(160Wh/ kg及以上的车型按1.2倍补贴), 新能源客车的能量密度要求也进一步提升。此外,政策还提高了新能源车整车能耗的要求,根据乘用车的百公里耗电量和客的Ekg值设置调整系数。完善新能源汽车补贴标准。根据成本变化等情况,调整优化新能 源乘用车补贴标准,合理降低新能源客车和新能源专用车补贴标准。燃料电池汽车补贴力度保持不变, 燃料电池乘用车按燃料电池系统的额定功率进行补贴,燃料电池客车 和专用车采用定额补贴方式。鼓励技术水平高、安全可靠的产品推广应用。2.三元电池强势崛起,产业集中度显著提升2017年以来,我国新能源汽车补贴加大了对高能量密度动力电池的支持力度。三元电池凭借高能量密度优势快速崛起,强势改变动 力电池市场格局。2017年三元电池装机量达到了16.5GWh,增幅近10GWh,占动力电池装机量的比重达45%,较2016年的22%提高了23个百分点。2018年,我国动力电池装机量达到了57GWh,其中三元电池装机量30.7GWh,同比增长91.7%,占动力电池装机量的比重达54%,较2017年提高了9个百分点。随着三元电池能量密度和安全性不断提 升,其在动力电池市场占比将稳步提升。动力电池市场集中度显著提升。根据GBII的数据显示,2018年我国动力电池装机量约为57GWh,位列TOP10的企业分别是(按装机电量高低排列):(CATL)、 比亚迪、国轩高科、力神、孚能科技、深圳比克、亿纬锂能、北京国能、中航锂电、卡耐新能源。相比于2017年,沃特玛、智航新能源跌出榜单外,其他8家动力电池企业仍然稳定在前十行列,中航锂电、卡耐新能源跻身进前十行列。2018年,CATL的动力电池市占率达 到41.1%,比亚迪为20.1%,两者均相比2017年市占率大幅提升,合计占约61%。2018年的动力电池CR2、CR5和CR10分别达到64.9%、77.7%和 82.6%,分别较2017年提高了19.8、 16.7和15.3个百分点。3.投资热度不减,融资并购偏谨慎随着新能源汽车热潮的带来,动力电池迅速成为各大企业争相布局的焦点。从2015年以来,我国动力电池领域迎来的投资高潮,过去四年内我国动力电池投资额累计超 过了3000亿元,CATL、比亚迪、国轩高科、天津力神等国内龙头企业投资额均在100亿元以上。2018年锂离子电池投资热度不减。项目建设情况看,根据不完全统计,2018年国内锂离子电池产业公开报道的投资项目(包括发布公告33个、签约39个和今年开工29个的项目,但不包括2018年之前投资今年投产的项目)超过110个,合同投资金额累计超过了3300亿元。其中,电池材料和电池制造项目个数和额度较多,占比分别达到29%和56%,而三元电池和三元正极材料领域投资热度较高。投融资并购情况看,在财政补贴退坡、融资渠道收紧的背景下,锂离子电池行业投融资并购偏谨慎。2018年锂离子电池行业涉及投 融资并购相关案例超60起,涉及金额约800亿,相比前三年动辄上千亿元相比,资本投资更加冷静和理性。其中,上游资源和动力电池成为投资热点。上游资源项目交易金 额合计近400亿元,占总金额的一半左右,以天齐锂业40.66亿美元收购SQM 23.77%股份为代表;动力电池项目主要集中在投资并购排名靠前的骨干企业,如孚能科技完成 C轮融资逾10亿美元,复星战略投资捷威动力等。4 .产能结构性过剩态势加剧,企业产能利用率不高投资持续高涨造成我国锂离子电池产能快速增长,结构性过剩态势加剧。据不完全统计,从2015年到2017年,我国锂离子电池产能有不到50GWh暴增至近200GWh,而2017年我国锂离子电池产量约为80GWh,产能整体利用率不到四成。在2018年国内龙头宁德时代、比亚迪规划了大量的产能扩张,部 分二线电池企业如国轩高科、孚能科技、万向等规划了新的产能扩建或开启了原有产能建设计划的设备招标,2018年年底我国锂离子电池产能预计超过250GWh,而2018年锂离子电池出货量约为102GWh,产能结构性过剩态势未得到明显改善。电池产能快速扩大导致绝大部分企业产能利用率不高。2018年第三季度,CATL产能利用率达到了90%,比亚迪、孚能科技、捷威动力、哈光宇的产能利用率在50%-60%左右,而捷威动力和哈光宇的产能还较低,包括天津力神、国轩高科、深圳比克、北京国能等在内的一大批企业的产能利用率都 在30%以下。5.国内企业积极走出国门,跨国企业加快中国布局随着全球新能源汽车持续快速增长,国内企业积极走出国门,加速拓展国际市场,深化与海外企业合作。2018年,CATL先后与大众、宝马、戴姆勒等达成动力电池供应 合作关系,并计划在德国投资2.4亿欧元建立动力电池生产基地;孚能科技成为戴姆勒供应商,并启动欧洲动力电池工厂建设;亿纬锂能与戴姆勒达成长期供应合同,中航锂电与德国大陆集团合作等等。随着国内政策松绑(动力电池投资股比限制取消),加上中国新能源汽车市场火爆,跨国企业加大在中国投资力度。2018年,三星开始在西安新建动力电池二期工厂,总投105亿元,建设5条60Ah锂离子动力电池生产线;LG化学总投资20亿美元的动力电池项目在江宁滨江开发区动工建设,并将中国总产能目标调高至90GWh;松下启用大连动力电池工厂二期厂房,预计动力电池产能增 加近一倍;SKI在常州投资约24亿元新建锂离子电池隔膜(LiBS)和陶瓷涂层隔膜(CCS)生产工厂, 并与北汽合作在常州投资50亿元建设年产7.5GWh动力电池工厂。四、重大事件1. 补贴力度略有下降,新能源汽车产销继续高速增长2018年2月发布的新能源汽车补贴政策对补贴办法进行了调整。整体看,下降是趋势,但对于部分车型而言,尤其是续航里程在300公里以上的纯电动乘用车,如果电池系 统能量密度高于140Wh/kg且能耗调整系数在1.1的话,其获得补贴力度反而较2017年有所升高。因此,各大车企纷纷调整战略,我国新能源汽车产销呈现加速增长态势。根据工业和信息化部发布的数据,2018年我国新能源汽车产销量分别完成了127万辆和125.6万辆,同比分别增长了59.9%和61.7%,增速均较2017年提高近10个百分点,在前两年高速增长的基础上呈现加快增长态势。其中,纯电动汽车产 销分别完成98.6万辆和98.4万辆,同比分别增长47.9%和50.8%;插电式混合动力汽车产销分别完成28.3万辆和27.1万辆,同比分别增长122%和118%。2. 动力电池回收全面启动,梯次利用示范加快2018年3月,工业和信息化部、科技部、交通运输部、商务部等多个部门联合发布《关于组织开展新能源汽车动力蓄电池回收利 用试点工作的通知》。7月,工信部、科技部等七部委再次联合发布了《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》,通知明确规定,将推动汽车生产企业落实生产者责任延伸制度,建立回收服务网点,充分发挥现有售后服务渠道优势,与电池生产、报废汽车回收拆解及综合利用企业合作构建区域化回收利用体系。工业和信息化部也先后发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》和《新能源汽车蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,进一步明确动力电池回收利用具体实施办法。与此同时,部分地方出台了支持动力电池回收的具体措施。动力电池回收利用全面铺开,工业和信息化部动力电池溯源管理平台并发布了第一批《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单,试点企业积极创新回收利用技术。未来几年内我国动力电池报废数量将明显增长,各大企业纷纷布局动力电池梯次利用,铁塔公司正在与一汽、上汽等多家车企合作探索构建回收渠道,国内部分动力电池积极参与其中,并在上海、湖 北、广东等区域率先实施。同时,在相关政策支持下,新能源储能、备用电源、电网削峰填谷等应用市场逐步打开,部分试验性、示范性项目建设,为动力电池梯次利用奠定了良好的市场基础。3. 软包电池优势显现,渗透率稳步提升软包电池是更适合电动乘用车的电池形态:一是能量密度高,软包电芯的能量密度普遍比方形要高30-40%,在国家补贴政策越来越 强调能量密度的情况下,软包电池优势凸显;二是轻量化,软包电池重量较同等容量的钢壳方形电池轻40%,较铝壳方形电池轻20%;三是安全性高,软包动力电池从诞生到现在,未发生过一起汽车爆炸事故。随着新能源汽车安全性能愈发受到重视,软包电池在动力电池市 场渗透率稳步提升。根据GBII的统计,2018年我国软包动力电池装机量约为7.6GWh,同比增长65.2%, 增速较2017年提高25.8个百分点;软包电池约占当年我国动力装机量的13.4%,而在2017年、2016年这一数据还分别为12.5%和11.8%,2018年软包动力电池占比增幅为 0.9个百分点,增幅较2017年提高 0.2个百分点。4. 安全事故频发,高能量密度取向受质疑尽管2018年我国新能源汽车产销量再创新高,但频繁发生的自燃/起火事故让电动汽车安全性备受质疑。根据公开报道的消息统计, 2018年我国已经发生的新能源汽车起火事件近50起,涉及汽车品牌包括众泰、力帆、比亚迪、威马、安凯等,尤其是在6月至9月的高温天气期间更为集中。综合各方面的调查结果看,电池热失控可能是主要原因,电器线路问题、进水、撞击等原因造 成电池短路以及电池管理系统失效造成局部温度升高都是诱因。为了更好地推动新能源汽车发展,2017年我国新能源汽车补贴政策进行了调整,加大了高能量密度动力电池的支持力度,2018年新出台的新能源汽车补贴政策延续了这一思路,极大改变了我国动力电池市场格局。以高能量密度著称的三元电池得到市场青睐。但市面上常用的三元电池热失控温度不足 200℃,内部的三元材料在达到一定温度时分解释放出极活泼的初生态氧,即使电池密封良好能够隔绝空气,依然具备起火条件,存在较大安全隐患。同时,绝大部分车企为了提高新能源汽车的续航里程,除了使用高能量密度动力电池外,还尽可能多安装动力电池。种种因素叠加,使得新能源汽车的安全性能受到更大威胁,出现起火等安全事故的概率明显增加。5. 上下游双向挤压,动力电池毛利率显著下降最近几年,我国新能源汽车补贴政策持续调整,补贴力度不断下滑,压力层层传导之下动力电池全产业链都受到一定影响,动力电池承压最大。一方面,为了保证产品价格的市场竞争力,降低补贴下调的不利影响,新能源汽车生产企业不断压低零部件采购成本,动力电池占据了新能源汽车将近一半的成本,是新能源车企关注重点,也是压价的重点。尤其是2018年新能源汽车补贴大幅下降,动力电池价格也随着大幅下滑。另一方面,前两年由于动力电池产量迅猛增长,正负极材料、电极液、隔膜四大关键材料以及更上游的碳酸锂、六氟磷酸锂等关键原材料市场供不应求,价格持续上涨,给动力电池带来了极大的成本压力。尽管2018年由于新建产能释放,部分关键材料的价格出现一定程度下降,但动力电池毛利率还是出现了明显下滑。这一点也可以从动力电池上市企业的财报数据中予以佐证。根据宁德时代发布的2018年年度报告显示,2018年宁德时代的净利润 35.8亿元,较2017年出现一定程度下滑,净利率为12.1%,较2017年的19.4%下滑了7.3个百分点。国轩高科同样如此,2018年国轩高科的净利润基本与2017年持平,净利率只有13.8%,较2017年的17.3%下滑了4.5个百分点。龙头企业尚且如此,更绝大部分动力电池企业在2018年都是增产不增收。与之相比,当升科技、江苏国泰、天赐材料等大多数四大材料上市企业的净利率保持稳定甚至小幅上扬,只有少数上市企业的净利率出现了小幅下滑。6. 兼并购中止案例增加,部分企业商誉减值明显2018年我国锂离子电池行业出现多起兼并购事件,其中上市公司是主要参与者,但由于宏观经济环境、动力电池市场竞争加剧等因素,兼并购中止案例不在少数。据不完全统计,2018年锂离子电池行业兼并购中止案例超过10起,较2017年明显增加,其中就包括中葡股份收购盐湖提锂资产、京威股份收购卡威、格力集团逾52亿元要约收购长园集团20%股份、中利集团收购深圳比克、八菱科技收购苏州宇量电池部分股权、金沙江资本收购日本日产汽车旗下动力电池业务AESC等。随着补贴政策调整,动力电池行业收购带来的风险也在不断加剧。在优质标的稀缺、市场竞争加剧之下,动力电池兼并收购逐渐趋于理性。值得关注的是,由于上游原材料价格上升,动力电池产业链中、下游企业成本压力持续增大,2018年不少电池企业业绩不佳,甚至亏损,部分上市公司对旗下动力电池企业计提了明显的商誉减值。其中坚瑞沃能拟计提沃特玛46亿元的商誉减值、东方精工拟计值普莱德34.5亿元的商誉提减尤为凸显。大额商誉减值的背后是经营业绩下滑,实际上是由于此前高溢价收购的锂电标的,因市场环境发生变化,标的企业竞争力不足出现营收下滑,无法完成业绩对赌面临估值泡沫,从而拖累公司业绩增长。五、趋势展望1. 提质降本继续,产业规模稳步增长性能稳步提升,生产成本不断下降,2018年三元电池规模应用产品的单体比能量提升至265瓦时/kg,成本降至1元/瓦时以下, 较2012年分别提高了2.2倍,下降了75%;磷酸铁锂电池技术趋于成熟,单体比能量达到了每公斤160瓦时,成本降至每瓦时0.7元,这已经非常接近我国提出的“到2020 年时动力电池的成本要降低到1元/Wh”规划目标。展望2019年,我国新能源汽车补贴力度下调成为必然,新能源车企为控制成本,肯定会降低单位动力电池采购价格。价 格压力会层层传导,这就要求我国锂离子电池行业企业要着力提质降本,一方面通过生产线智能化改造、生产工艺优化等方式提升产品质量,另一方面积极推动产品创新,在努力控制成本的同时积极提升能量密度。2019年,我国新能源汽车市场将延续快速增长势头,预计全年新能源汽车产量将超过180万辆,动力电池市场需求约为83GWh,同比增长超过45%。尽管2019年,我国智能手机、笔记本电脑等消费电子产品产量难以恢复增长,但由于单体电池容量增长以及智能音箱、蓝牙耳机、儿童玩具等产品产量稳 步增长,消费电池市场需求预计在33GWh左右,基本与2018年持平。加上储能市场还在高速增长,预计2019年我国锂离子电池出货量将达到122GWh,市场规模约为2050亿元,保持良好的增长势头。2. 优化政策调整,行业发展日趋理性2019年伊始,工业和信息化部出台《锂离子电池行业规范条件(2018年本)》和《锂离子电池行业规范公告管理暂行办法(2018年 本)》,已经于2019年2月15日起正式施行。新版规范条件取消了此前的电池年产能不低于1亿瓦时,正极材料年产能不低于2000吨等多项生产规模的相关要求。但针对技术创新和技术指标提出了新的要求,还新增了智能制造和绿色制造的相关规定。这有利于推动我国锂离子电池行业从无序竞争到有序竞争,健康发展。前两年的新能源汽车补贴加大了对高能量密度的动力电池支持力度,也使得高能量密度的三元电池快速崛起,但这也带来了一定的安全隐患。2018年我国出现了多起电动汽车安全事故,引发了社会以及行业内的关注,有声音呼吁政策支持既要重创新也要注重安全。据报道,新的新能源汽车补贴政策有可能进行调整,不在一味追求高能量密度,更加注重安全保障。展望2019年,新能源汽车补贴政策会对锂离子电池产生一定影响,三元电池发展势头不一定能延续,但行业发展将更加理性。3. 补贴大幅缩水,新能源汽车增速走低2019年3月26日,财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委联合发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(以下简称“通知”),明确了新一轮新能源汽车补贴具体细则。与2018年相比,今年的补贴下掉幅度大更大。以续航里程300公里至400公里的纯电动乘用车为例,在2018年,上述车型能够获得4.5万元的补贴(不考虑电池系统的质量能量密度和整车能耗比),但 2 0 1 9年仅能获得 1 . 8万元的补贴,相当于补贴额度下降了60%。如果再考虑到电池系统的质量能量密度和整车能耗比,上述车型在2018年最高能够获得5.94万元的中央财政补贴,而在2019年最高只有1.98万元,下降幅度高达67%。这还只是计算了国家给予的新能源汽车补贴力度变化情况。如果算上地方补贴下降幅度会更大。《通知》中明确指出,“地方应完善政策,过渡期后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴”。也就是从今年6月26日起,新能源汽车将无法享受地方补贴。还是以续航里 程300公里至400公里的纯电动乘用车为例,在2018年还能收到中央财政补贴0.5倍的地方财政补贴,也就是说最高可以获得8.91万元(中央5.94万+地方2.97万元),而到 2019年最高只有1.98万元,下降幅度达78%。虽然近几年我国新能源汽车快速发展形成了良好的产业生态,消费者对新能源汽车的接受程度持续提升,但如此大幅下调新能源汽车补贴势必会影响消费者的购买意愿,也对新能源汽车厂家提出了更高的降本要求。预计2019年 我国新能源汽车产量在170万辆左右,增速下滑至34%,较2018年下降近26个百分点。4. 价格持续下滑,行业发展压力不断增大近年来,我国锂离子电池尤其是动力电池价格持续下滑,主要原因在于:一是动力电池产量迅猛增长,规模化生产效应增强,再加上市场竞争加剧,众多企业不得不降低价格;二是我国新能源汽车补贴政策调整,补贴力度大幅下调,车企为了控制成本,不断压低动力电池采购价格。2018年年底,动力电池价格已经降至1.1元/Wh左右,较2017年同期下降25%以上。不仅锂离子电池价格出现了下滑,通过层层传导,四大关键配套材料价格在2018年也出现了不同程度下滑, 磷酸铁锂全年均价较2017年下跌约20%,隔膜全年均价下跌幅度超过40%,电解液全年均价较2017年下降15%左右。受此影响,锂离子电池行业普遍增产不增收,净利率持续下降。展望2019年,由于新能源汽车补贴力度大幅下调,为了保证产品价格的市场竞争力,降低补贴下调的不利影响,新能源汽车厂家势必会大幅压低零部件采购成本,动力电池占据了新能源汽车将近一半的成本,是新能源车企关注重点,也是压价的重点。同时,随着配套材料产能增长放缓,其价格将逐步趋于稳定。因此,锂离子电池行业发展压力不断增长,众多动力电池企业面临着严峻的生存考验。5. 行业洗牌加速,市场竞争愈发白热化2018年,由于新能源汽车补贴不能及时发放、动力电池产品价格持续下降、资本市场融资收紧等因素,我国锂离子电池行业多家企业出现现金流紧缺、业绩对赌失败、资金链断裂甚至直接倒闭,行业洗牌加速。沃特玛债台高筑达221亿元,董事长股份遭冻结;猛狮科技现金流紧张,银行账户被冻结,虽然最后找到了国资背景资金入驻,但要复产也是2019年的事了;银隆拖欠货款引供应商不满……据不完全统计,2018年我国锂离子电池产业链倒闭、退出、暂停等不良经营 企业超过60家。2018年,我国实现新能源汽车配套的动力电池厂商下降至90家,较2016年减少一半,较2017年下降33%。与此同时,动力电池市场集中度不断提高,正逐步向宁德时代、比亚迪两家龙头企业集中。展望2019年,由于头部企业产品性价比、出货量、品牌影响力等优势较为突出,宁德时代、比亚迪的市场占比有望进一步提升。同时,随着国内政策松绑(动力电池投资股比限制取消),加上中国新能源汽车市场火爆,松下、LG Chem、SDI等跨国企业加大在中国投资力度。加上补贴大幅下滑,2019年我国动力电池行业竞争将逐步白热化,大部分企业将面临着沃特玛、猛狮科技等企业出现的现金流短缺困境,一批中小规模企业甚 至是骨干企

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
动力电池产量与集中度双降:企业如何调整布局?

7月10日,中国汽车工业协会(以下简称中汽协)在北京召开月度信息发布会,公布了2019年6月,我国汽车工业经济运行情况,并发布了6月份新能源汽车及动力电池月度数据。6.4GWh,环比下降35.7%从2019年6月动力电池产量数据来看,我国动力电池产量共计6.4GWh,环比下降35.7%。其中三元电池产量4.5GWh,环比下降29.5%,占总产量比71.2%;磷酸铁锂电池产量1.7GWh,环比下降27.3%,占总产量比26.5%。根据中汽协上月发布的数据,5月,我国动力电池产量共计9.9GWh,环比增长35.6%。其中三元电池产量6.5GWh,环比增长49.5%,占总产量比65.0%;锰酸锂电池产量增长明显,共计1.1GWh,环比上升455.8%。相比之下,三元电池产量增长成为整个电池行业产量上升的主要原因。1-6月,我国动力电池累计产量达43.4GWh,其中三元电池累计生产27.4GWh,占总产量比63.2%;磷酸铁锂电池累计生产13.9GWh,占总产量比32.0%;其他材料电池占比4.8%。2019年6月,我国动力电池装车量数据显示,我国动力电池装车量共计6.6GWh,同比增长130.7%,环比增长16.6%,同环比增速均较5月份稍有提升;三元电池6月份装车量共计4.7GWh,环比增长27.0%,再次实现正增长,磷酸铁锂电池在专用车领域配套量较5月份稍有下降,6月装车量1.7GWh,环比下降2.9%。头部企业集中度放缓在动力电池企业生产集中度水平方面,6月份,我国动力电池产业产量排名前三名企业共计生产4.7GWh,占比72.9%;前五名企业共计生产5.3GWh,占比83.0%;前十名企业共计生产6.0GWh,占比93.9%。企业集中度水平较5月份稍有下降。1-6月份,我国动力电池产业产量排名前三名企业共计生产30.2GWh,占比69.5%;前五名企业共计生产33.8GWh,占比77.9%;前十名企业共计生产39.0GWh,占比89.7%。2019年6月我国动力电池装车量数据显示,我国新能源汽车市场共计52家动力电池企业实现装车配套,较5月份增加11家。排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为4.8GWh、5.2GWh和5.7GWh,占总装车量比分别为71.9%、78.6%和86.0%。2019年1-6月,我国新能源汽车市场共计63家动力电池企业实现装车配套,排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为22.2GWh、23.8GWh和26.2GWh,占总装车量比分别为74.1%、79.2%和87.5%。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
新型电池让电动汽车甩掉“充电焦虑”

“充电焦虑”和“里程焦虑”是纯电动汽车大规模产业化面临的一大障碍。在近日召开的2019世界新能源汽车大会上,一项名为“高比能快充锂离子电池”的技术获得了全球新能源汽车创新技术奖。该技术突破了石墨体系不能快速充电的技术瓶颈,在保持高能量密度、高安全性、长寿命等优点基础上,可在15分钟内完成100%充电,确保电动汽车300公里的续航里程。这一技术的秘诀何在,如何能够在实现电动车快速充电的同时,也让新能源用户感受到类似手机一样的“充电五分钟,通话两小时”的便捷?目前业界的快充方式均有弊端众所周知,对于纯电动汽车而言,电池系统的充放电性能是决定车辆实际使用效果的重要指标。高能量密度和快速充电能力不仅是各动力电池厂商不断努力开发的技术方向,更是新能源技术的核心领域。“锂离子电池又被称为摇椅电池。”宁德时代新能源科技股份有限公司(以下简称宁德时代)科研项目主管程晓燕告诉科技日报记者,摇椅的两端为电池的两极,锂离子在摇椅的两端来回奔跑。充电时,锂离子从电池的正极经过电解液移动到负极。作为负极的石墨呈层状结构,锂离子通过层间嵌入到石墨中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。衡量电动车充电效率的一个关键指标是充放电倍率(C)。充放电倍率,可以简单理解为充、放电的速率。锂离子电池的充放电倍率,决定了我们可以以多快的速度,将一定的能量存储到电池里面,或者以多快的速度,将电池里面的能量释放出来。例如,额定容量为100安时的电池用20安放电时,其放电倍率为0.2C,所用的容量1小时放电完毕,称为1C放电;5小时放电完毕,则称为0.2C放电。业界普遍认为,电动汽车快充是指充电倍率大于1.6C的充电方式,也就是从0%充电到80%时间小于30分钟的技术。顾名思义,要缩短充电时间,就要不断提高充放电倍率。快充技术的核心,就是通过化学体系和设计优化,加速锂离子在正负极间移动的速度。但是,在研发快充技术时光考虑速度还不行。快充时,锂离子需要加速瞬时嵌入到负极。这对负极快速接收锂离子的能力挑战很大。普通化学体系的电池,在快充时负极会出现析锂等副产物,影响电芯的循环和稳定性,只能采用可承受快充大电流的负极材料来做到快充。程晓燕表示,目前业界为了实现快速充电,普遍采用钛酸锂和无定形碳作为负极活性材料,但是钛酸锂和无定形碳在实际应用中均不可避免的存在能量密度严重不足、成本高的缺陷,常规增加导电材料用量的设计,也会影响电芯的能量密度。“近年来,部分厂商开始探索将石墨作为活性材料,但石墨在作为快充材料时面临的难题是,如何让锂电子快速从正极释放出来,再快速从负极进去。”程晓燕解释说,石墨更像高速路,虽然能量密度更高,但锂电子只能顺序通过。也就是说,石墨并非天生适合于快充技术的材质。“但我们用技术突破了材质本身瓶颈,它的杀手锏就是‘快离子环’和‘超电子网’。”程晓燕感叹道。快离子环和超电子网让充电加速“我们以石墨作为负极主材,创新性运用孔道优化和‘快离子环’技术,在石墨表面打造一圈高速通道,使锂离子能快速嵌入石墨的任何位置,提高锂离子在石墨负极的嵌入速度,并且,修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性,不会在快充时在负极会出现副产物,影响电芯的循环和稳定性。”程晓燕说。此外,技术团队开发了“超电子网”技术修饰正极材料,结合正负极极片的晶体取向和容量过量系数等设计参数调配,优化电解液、正负极的动力学性能,使化学体系和电池设计参数达到最优匹配。“通俗来讲,‘快离子环’和‘超电子网’分别作用于负极和正极,为大量锂离子同时涌入负极建立快速通道,提高锂离子扩散速率。”程晓燕说。此外,在机械件设计方面,该团队创造性地对电池单体顶盖进行简化设计,将电极端子设置到顶盖板侧面并减小端子厚度,显著降低内阻,有效控制快充发热量,保证快充可靠性的同时提高5%以上能量密度。“我们的快充技术具备4C—5C快充能力,实现10—15分钟快速充电,与钛酸锂负极的快充体系相比,具有明显的能量密度和成本优势,与行业内同样用石墨作负极的其他快充技术相比,保持同等电池能量密度条件下,能提高20%—30%充电速度,并具有更好的循环和耐候性能。”程晓燕说。已成功应用于5000多台大巴目前,宁德时代研发的以快充石墨为负极主材的超级铁锂快充电池,已经应用在超过5000台电动大巴上,大巴运行状态良好,得到整车企业和公交用户的好评,该电池也被交通部评为“新能源公交最佳口碑电池”。该电池除了能量密度有较大优势,在循环寿命方面,以应用工况较为苛刻的公交车为例,平均每天满充满放次数约2次,粗算下来,满足8年运营需求,电池循环需要5600次以上。超级铁锂电池电芯循环寿命则可达10000次,不仅能完全满足电动车运营需求,电动车退役后还可用于储能等梯次利用,创造更多经济价值。“为了确保快充电芯的安全可靠性,我们还开发了专门的技术来识别化学体系在不同温度和SOC状态下的‘健康充电区间’, 然后在这个‘健康充电区间’范围内进行快充,就可以既实现快速充电,又可以不让电池受到快充的损害,做到快充、长循环和安全可靠性兼顾。”程晓燕表示。耐候性方面,为满足北方冬天低温充电和南方夏天高温工况的要求,技术团队专门开发了高效热管理系统,确保电池处于合理的温度区间。低温时可快速为电芯加热,温度达到要求即可开启快充模式;高温时,系统会给电芯降温,真正做到“全气候”的快充。“我们正在开发单体能量密度大于160瓦时每千克的2C—2.5C高能量密度长寿命(循环大于6000次)快充铁锂电池,预计2019年年底量产。本技术同时向三元体系乘用车应用与发展,已实现350公里续航,15分钟内完成充电。”程晓燕说,公司还计划在未来1—2年内推出能量密度高达255瓦时每千克的三元动力电池产品,可在18分钟内完成快速充电。

作者: 操秀英 详情
description
新型储能电池为何“钠”么难

不管是新能源汽车,还是太阳能、风能等,在人们利用这些可再生能源的同时,拥有优异性能的可充电电池都会成为关注的焦点话题。与商业化的锂离子电池相比,钠基储能电池具有价格低廉和原料易得的显著优势,因此被期待成为下一代新型储能电池,在可再生能源储存中力挽狂澜,以实现绿色大规模的能量储存与转化。近日,《细胞》子刊《化学》在线刊登了武汉大学化学与分子科学学院教授曹余良研究团队针对高能钠—金属电池的研究进展及发展前景的总结论述。“我们想为未来该领域的研究方向提供一定的思路,同时对于不同钠—金属电池的研究也能促进对其他电池体系的理解及研究。”曹余良说。锂离子电池的“替补队员”空调遥控器突然没电?用到一半的手电筒无法发光?望着手中这些用量迅速耗竭且无法重复利用的锌锰电池,曹余良索性将几节可充电电池装入槽内。作为一类重要的储能方式,可充电电池在日常生活中发挥着难以替代的作用。锂离子电池就是其中之一。“当对电池进行充电时,锂离子从含锂化合物正极脱出,经过电解液迁移到负极。而负极的碳材料呈层状结构,到达负极的锂离子嵌入碳层中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。”曹余良告诉《中国科学报》,锂离子电池的比能量高和适用范围广,不仅在便携性电子设备领域占据巨大的市场并逐渐应用在电动汽车领域,在储能方面也极具“后劲”。但凡事过犹不及,市场需求和成本的快速增长,以及锂资源的不均匀分布,这些也引发了人们对于锂离子电池应用与规模储能领域的担忧。“例如,一辆电动汽车的动力就相当于几万个手机电池的串并联,这些会造成锂和相关材料的用量激增。倘若将其用于储能,会进一步加剧对锂资源的担忧,同时可能更加推高相关材料的价格,增加电力使用环节的负担。”曹余良介绍,在某种程度上发展高效可再生新能源的一个重要环节就是发展储能系统。是否可以发展一种锂离子电池的“替补队员”呢?为此,团队将目光转向了它的“兄弟”——钠。“钠离子电池和锂离子电池的工作原理相似,而且钠在海洋中无处不在,储量是锂的几千倍,更容易廉价获得。”曹余良说。不过,由于钠具有更大的离子半径和更高的氧化还原电势,相比于锂离子电池,钠离子电池一般只有较低的能量密度,合适的正负极材料也仍在探索中,商业化应用并不成熟。正负极材料为何“钠”么难针对钠离子电池能量密度较低的困境,一类低价且高能量的新型钠—金属电池应运而生,当然这离不开各种新型正负极材料的开发和使用。论文作者之一、武汉大学化学与分子科学学院博士王云晓介绍,这些电池体系中,钠金属被直接用作负极,可实现高达1160 mAh g-1的比容量和低至-2.714 V(相对于标准氢电极电势)的氧化还原电势。而丰富的O2、温室气体CO2、SO2以及单质S均可作为正极材料,从而构成各类钠—金属电池。“理论上,这些电池体系分别以气态O2、CO2、SO2或固态S作为正极活性材料;但事实上,正极材料往往需要负载在多孔碳中才可以表现出较高的电化学活性,这些多孔碳基体并不直接参与电化学反应,而是作为电荷转移的介质和活性材料的载体。”王云晓说,正极材料和放电产物的低导电性是首当其冲的难题。“尽管构建高导电性的正极载体可以一定程度上缓解这一问题,但值得注意的是,不同的钠—金属电池可能需要不同的孔尺寸及形貌才能实现较好的电化学性能。”另外,迟缓的反应动力学和较高的过电势也是一大挑战。不过,引入催化剂可能是一种行之有效的提高正极反应活性的方法。此外,降低催化剂尺寸至纳米颗粒、量子点甚至单原子级别可以得到最大化的催化活性中心。王云晓告诉记者,不同的电池体系对应不同的催化需求。例如,在Na-O2体系中,催化剂的选择可能取决于其对于O2/O2-的亲和性以及对电极界面O2-中间体的稳定作用,如贵金属和过渡金属氧化物等;在Na-CO2电池体系中,目前仅报道了一种双金属氧化物具有一定的催化作用,可有效促进稳定放电产物Na2CO3发生可逆电化学反应的催化剂仍在寻找中;在室温Na-S电池中,理想的催化剂应具有良好的亲硫性,这样不仅可以通过化学键合作用实现对多硫化物的固定作用,还可以促进不同硫物种之间转化的动力学过程。“钠负极的钝化限制了电池的放电容量,同时充放电过程中的过电势降低了电池的库伦效率。在这一方面,我们仍需要更多的基础研究来揭示负极反应过程。另外,行之有效的抑制钠枝晶的形成以及保护高反应活性的钠金属电极的方法也仍待探究。”王云晓说,正极和钠负极的电解液相容性的全局考虑也至关重要。目前关于钠金属负极和不同正极之间的研究是相对独立进行的,而全电池的研究相对缺乏。商业化前景尚不明朗除此普遍的正负极材料问题,不同的钠—金属电池各自也存在不同的挑战,这为其商业化应用蒙上了一层阴影。曹余良介绍,对于Na-O2电池,其反应机理尚不明确。为得到更低的过电势和更高的循环寿命,有效实现Na-O2为主要反应产物的方法仍待研究。此外,对于Na-CO2电池的研究也还十分有限,其较低的反应可逆性及较差的循环性仍亟待解决。“未来的研究可能集中在气态CO2正极的设计和高电压电解液的探索上。”基于目前对Na-SO2电池的研究结果,曹余良表示,NaAlCl4·2SO2无机电解质的使用对于实现Na-SO2电池的长循环、稳定性和安全性至关重要。研究可替代不稳定的钠金属的负极材料、反应机制如充放电过程中较大的电压滞后以及充电过程中具体的反应路径、新的有机电解质体系,特别是凝胶和固态电解质的研究对Na-SO2电池的发展都是亟待解决的问题。幸运的是,对于室温钠硫电池,电化学性能已取得突破性进展,然而其作用机制也尚不明确。“硫电极在不同电解液体系中的电化学行为研究十分匮乏,硫在醚类和碳酸酯类电解液中的表现也仍缺乏令人信服的解释。因此,探索反应过程中复杂的反应机理的原位检测技术十分必要。”他说。曹余良认为,尽管钠—金属电池的商业化前景尚不明朗,但其高能量密度及低成本优势在钠离子电池家族中仍表现出较强的竞争力。未来团队将着力开展金属钠负极的保护和优化。对于正极材料,研究将重点放在空气和固态硫电极上,同时发展非燃电解液体系,提升金属钠电池的安全性能。“我们希望能在钠空气和钠硫电池方向取得突破性进展,为新型储能电池的未来市场提供更多有利选择。”曹余良说。相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.05.026《中国科学报》 (2019-07-08 第7版 能源化工)原标题:新型储能电池为何“钠”么难

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情

质检信息 更多

企业之窗 更多

视频系统 更多

供应信息 更多

求购信息 更多

品牌推荐