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
动力电池梯次利用产业加力破局

2021年,我国新能源汽车销量突破350万辆,动力电池也迎来快速增长,全年累计装车量达154.5吉瓦时,同比增长142.8%。按照纯电动汽车动力电池使用寿命推算,2018年之前销售的超过130万辆纯电动汽车陆续进入报废期。做好废旧动力电池的回收利用工作,对保护生态环境和社会安全、提高资源综合利用率具有重要意义,同时也有利于促进新能源汽车产业健康发展。当前,废旧动力电池回收利用试点工作进展如何?面临的难题有哪些?各试点地区和企业进行了哪些有益探索?本版今起刊发“废旧动力电池回收利用调查”系列报道,敬请关注。——编 者时下的北京,树木苍翠,鲜花盛开。在海淀区蓝靛厂南路玲珑公园南门外,一座高耸的通信塔下,身穿蓝色制服的运维人员打开基站机房,进行例行检查。“这就是梯次利用动力电池。”中国铁塔动力电池梯次利用业务主管王鼎乾指着机房右侧两个黑色的“大家伙”介绍,这座基站建于2016年8月,去年5月,电池换成了梯次利用的磷酸铁锂电池。“两组电池共150安时,可满足4小时备电需求,使用寿命一般可达800—1500次循环,对环境的污染少,比铅酸电池强太多了。”王鼎乾说。近年来,工信部会同有关部门制定了适合我国国情的动力电池回收利用管理政策及标准体系,并在京津冀等17个地区及中国铁塔公司开展了动力电池回收利用试点。“截至2021年底,像这样使用梯次电池的基站,公司已经有约50万个。”中国铁塔副总经理刘国锋说,这些基站遍布31个省份,总计使用了51万组梯次电池,累计使用量达3吉瓦时,相当于5万辆乘用电动车的废旧电池。积极探索多场景梯次利用下午两点,在湖南省长沙市天心区芙蓉南路,长沙交通集团旗下的格林香山公交站场稍稍清闲,位于西侧的光储充站场却热闹了起来。134路纯电动公交车驶入充电车位,开始为后续运营进行90分钟的补电。“站场内布置了230千瓦的光伏发电设施,还装配了一座1.1兆瓦时的储能系统。其中最特别的是,从电动公交车上回收利用的磷酸铁锂电池,被用来储能。”长沙交通集团格林香山光储充项目建设负责人丁宇介绍。据了解,长沙公交集团2013年开始服役的新能源公交车,去年底动力电池达到年限,总容量达26兆瓦时。“2020年5月,我们与长沙矿冶研究院签订合作协议,联合打造了格林香山光储充站场试点项目。”长沙交通集团湘行新能源公司总经理陶然介绍,目前,储能系统承担了每天10台长运营公交车的补电工作,每年峰谷转移电量29.2万千瓦时,通过光伏发电节约外部电网用电量18万千瓦时,降低用电成本约25万元,年均减少标准煤耗68吨、二氧化碳排放量145吨。基站备电和储能系统,只是梯次利用动力电池场景中的一种。晚上9点,在江苏省南京市,忙碌一整天的快递员完成了投递工作,回到位于将军大道光一科技园的顺丰快递水阁路网点,为自己的快递车充电。“去年7月,南京地区100台顺丰电动三轮车参与了集团与华友钴业合作开展的铅酸电池换锂电池测试项目。”顺丰速运有关负责人介绍,测试显示,梯次利用锂电池比普通铅酸电池重量轻、动力强、续航长、充电速度快,目前已安全行驶50万公里。商业模式创新仍需推进基站备电、公交站场储能、快递三轮车充电……尽管产业链上下游企业在动力电池梯次利用的场景上已实现一些成功探索,但在业内专家看来,目前其商业模式尚不成熟。以全国新能源汽车动力电池回收利用试点省份江苏省为例,梯次利用的场景主要是铁塔通信基站备电和电网侧储能示范电站,商业模式单一,下游实际市场体量较小,使用规模有限,运行效率不高,梯次利用多处于起步和试点阶段。急需探索梯次利用电池在交通、金融、医疗、建筑、家庭等场景中的新模式、新业态。“大力推动梯次利用电池的商业模式创新迫在眉睫。”一位行业专家表示,除支持梯次利用电池率先在通信基站备用电源、电力储能、充换电、低速动力等领域实现规模化、商业化应用之外,还应拓展应用场景,支持车电分离、换电、租赁、能源服务外包等模式创新。“目前,蓝谷能源开展的梯次电池回收利用,以电池贸易为主,辅以小动力电池包租赁运营和储能站销售。”蓝谷智慧(北京)能源科技有限公司副总经理孙杉说。2021年,蓝谷能源作为符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业(俗称“白名单”企业),全年累计回收动力电池数百兆瓦时,已成为国内回收规模较大、品类较多、模式多样的动力电池回收及梯次利用企业之一。华友钴业有关负责人介绍,近年来,公司打造了“城市智慧能源互联网梯次利用”服务模型,积极推进物联网、智慧城市、新能源储能等领域的梯次锂电池应用,包括5G无人物流车、外卖或快递电动车、城市环卫电动车、通信备电产品、冷库备电、数据库备电、储充一体化等应用场景,已在北京、上海、深圳、广州等60多个城市运营。电池标准、成本等难题有待突破“2020年,公司采购梯次电池的含税价格为0.4元/瓦时,而同期采购全新锂电池的含税价格为0.5元/瓦时左右,新旧电池的价差并不明显。”一位电池梯次利用企业的负责人告诉记者。“前年,回收废旧动力电池平均市场价格超过0.2元/瓦时,回收后的检测、加工、运输等费用平均成本为0.18元/瓦时,这么一来,企业很难赚到钱。”另一位电池梯次利用企业负责人透露,去年以来,锂电池大幅涨价,废旧动力电池价格也水涨船高,不过,新旧电池的价差被拉大了。“这让不少梯次利用企业看到了机会。”“不管市场供需关系如何变化,梯次利用的最大价值都是低成本。”刘国锋说,只有以较低的成本获得较高的性能,从而在某些应用场景获得良好的经济效益,才会有更多企业选择使用梯次电池,废旧动力电池回收利用产业链才能畅通。刘国锋认为,作为应用企业,低成本不仅要求一次性采购成本有竞争力,还要具备较低的维护成本。“这对梯次利用全产业链提出了很高的要求。”他解释,为了让梯次电池更有市场竞争力,动力电池生产企业和整车企业,应在研发设计阶段就主动统一标准,力争做到电池包结构设计、组装工艺的通用,方便梯次利用企业进行低成本的自动化拆解、材料分选和检测重组。能否有效控制拆解、测试、分组、成组、电池管理等各环节工艺及物料成本,将系统成本控制在新电池成本的20%—30%,是梯次利用商业模式成功与否的前提。当前,在废旧电池总量尚未达到预期、规模效益很难达成的情况下,工信部遴选发布的3批共计45家“白名单”企业,在成本控制方面依然存在较大难度。“我去看过广州附近的几家废旧电池拆解企业,它们位置偏僻、厂房简陋、人工操作、污染严重。最让人担心的是,收购来的动力电池包,经手工拆解成模组后,只需简单测试一下性能,就会拣选组装成不同规格的梯次电池。”一家废旧电池回收厂负责人不无担忧地说,一些操作不规范的企业,生产成本低,可以在市场上高价回收废旧动力电池,给规范企业带来了较大成本负担。河北中化锂电科技有限公司有关负责人建议,相关部门如能帮助废旧电池公司和“白名单”企业直接对接,减少中间环节,将会推动废旧动力电池回收利用更加合法、合规。

作者:记者 王 政 详情
图片描述
动力电池回收的“千亿蓝海”背后:合规渠道抢不过“小作坊”?

数年来急速增长的新能源汽车市场,正在掀起动力电池退役潮。在千亿级的蓝海之下,有头部企业争相抢占赛道,也有野蛮生长的“杂牌军”“小作坊”。截至5月17日发稿,动力电池回收板块报710.48点,涨幅0.17%,换手0.11%,总成交额7.63亿元。自4月27日以来,该板块连续12个交易日走出阳线。退役高峰期来临公安部数据显示,截至2022年3月底,全国新能源汽车保有量达891.5万辆,占汽车总量的2.9%。其中纯电动汽车保有量724.5万辆,占新能源汽车总量的81.27%。一季度新注册登记新能源汽车111万辆,占新注册登记汽车总量的16.91%,同比增幅138.2%,呈高速增长态势。新能源汽车行业方兴未艾,一个疑问越来越被外界提起——废旧的电池该怎么处理?理论上而言,动力电池使用5至8年,容量会衰减到70%至80%,基本无法满足出行需求,自此宣告退役。以2014年作为新能源汽车市场高速扩容的开端,2022年左右则迎来动力电池退役的第一波高峰,而动力电池回收产业也应运而生。天眼查数据显示,截至目前,国内现存动力电池回收企业5.36万家,其中近一年内成立的有3.32万家,占比超六成。一家位于深圳的回收公司的负责人告诉《国际金融报》记者,“公司在三四年前进入锂电池回收行业,以梯次利用为主,回收量每年都在增长,今年目前的量已经超过去年全年。”他说到的“梯次利用”,是动力电池回收后的一种处理方式。梯次利用在于保留动力电池基本性状,利用其残存的循环使用电量性能,应用到储能、通信等对电池能量密度要求不高的领域。另一种主流处理方式为再生利用,也叫做拆解回收,通过提取电池中的锂、钴、镍等金属原材料,实现变废为宝。入局者众多作为产业链最后一环,动力电池回收的吸金能力不容小觑。东亚前海证券研报指出,至2030年,需要回收处理的动力电池总规模或将达到237万吨,其中包括153万吨磷酸铁锂电池和84万吨三元电池,届时动力电池回收市场空间将达到1074.3亿元。入局者也纷至沓来。以电子元器件回收起家的格林美为例,该公司2015年便切入动力电池回收领域。公司对外介绍称,2021年,其动力电池回收业务实现营收1.51亿元,同比增长61.63%,动力电池梯级利用装机量1.06GWh,进入GWh时代,同比增长89.29%,公司动力电池回收业务全面进入大规模的市场化与商用化阶段。与格林美分一杯羹的,是宁德时代控股的邦普循环。根据EVTank、伊维经济研究院联合中国电池产业研究院共同发布的《中国锂离子电池回收拆解与梯次利用行业发展白皮书(2021年)》,2020年锂电池回收企业以格林美和邦普循环为主,从实际处理量来看,二者合计市场份额超过50%。4月14日,邦普循环下属公司与印尼企业签署协议,共同打造镍矿开采和冶炼、电池材料、电池制造和电池回收等动力电池产业链项目,总投资不超过59.68亿美元。此外,诸如LG、三星、国轩高科、亿纬锂能等电池企业纷纷进军动力电池回收产业。天奇股份也尝到了电池回收的甜头,据其2021年年报,锂电池循环一跃成为公司第二大业务板块,实现营收8.96亿元,同比增长214.07%,占总营收的23.72%,毛利率高达35.68%,远超其余四项业务。“正规军”的困境截至目前,工信部已累计公布三批符合《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,从20多家逐步扩容至47家。进入白名单的“正规军”,固然获得政策加持和行业认可度,但仍无法避免与“杂牌军”、“小作坊”分庭抗礼。业界分析,2021年,通过正规渠道回收的退役动力电池仅有20%到30%,其他多流向非正规渠道。根据天眼查数据,国内注册资本在200万元及以下的动力电池回收企业有2.31万家,占比超43%。非正规渠道之所以能手握大量废旧动力电池,在于其回收价格高昂。《国际金融报》记者询问多个从事动力电池回收的个体户或小微企业,对方开出的价格区间在200元一度电至400元一度电不等,需要视电池状态而定。问及定价标准,对方均表示,是以原材料市场情况为根据,容易产生波动。前述深圳某回收公司负责人对记者表示,“我们肯定也囤货,有些需求量比较大的我们就囤得多一些,如果是一般的就赶紧出手,主要看价格。”江西新能源科技职业学院新能源汽车技术研究院院长张翔告诉《国际金融报》记者,“碳酸锂、氢氧化锂等电池原材料涨价幅度特别高,通过回收动力电池可以减少电池厂的生产成本,这也推动废旧动力电池的回收价格不断创下新高。”而受制于环保、安全等标准,“正规军”回收成本更高,难以开出高价,因此在抢夺货源上处于下风。即便是格林美这样的头部,其2020年和2021年的动力电池回收量仅有1万吨和3万吨,但根据规划,公司计划在2025年实现回收超过25万吨动力电池,悬殊巨大。但“正规军”与“杂牌军”、“小作坊”的斗争,不止是利润的攫取,更是对环境的危害与否。张翔介绍到,“锂电池的电解液泄漏会对土壤产生污染,而且土壤吸收废旧电池材料的能力非常差,污染后的土壤需要很多年才能恢复正常。动力电池回收是一个技术门槛比较高的行业,如果技术达不到,容易对环境造成二次污染。”中国汽车技术研究中心数据显示,2020年我国汽车退役的电池约有25GWh,即20万吨左右,预计2025年达到116GWh,即78万吨。如果大量的废旧电池无法得以专业化处理,对环境的伤害则难以估量。张翔对记者指出,“面对现状,政策端要发力,出台相应的管理政策,对动力电池进行全生命周期的管理,并且给动力电电池回收企业创造条件,在税收等方面进行扶持。”

作者:胡安墉 详情
图片描述
关于召开《铅酸蓄电池用水》等国家及行业标准审查会的通知

全国铅酸蓄电池标准化技术委员会全蓄标  [ 2022 ]   第045号关于召开《铅酸蓄电池用水》等国家及行业标准审查会的通知各位委员及有关单位:2021年10月14日—10月15日对《铅酸蓄电池用水》等国家及行业标准进行广泛研讨,会后经过收集、汇总,按征求意见稿回函意见修改完善并形成标准送审稿,为保证完成标准的报批工作,经全国铅酸蓄电池标准化技术委员会秘书处研究,决定于2022年5月17日召开相关标准的视频审查会,标准明细如下:序号标准名称计划号标准类型制、修订标准状态1铅酸蓄电池用水20202750-T-604GB/T制定送审稿2铅酸蓄电池用电解液20202749-T-604GB/T制定送审稿3电动摩托车和电动轻便摩托车用铅酸蓄电池2020-0904T-JBJB/T制定送审稿一、会议相关信息:1、会议时间:2022年5月17日(星期二) 09:30-2、会议方式:视频会议3、会议软件:腾讯会议4、会议ID:606-490-780二、参会人员:全国铅酸蓄电池标准化技术委员会全体委员及相关专家三、会议内容:1、总结2021年工作,通报2022年上半年工作情况;2、审查标准;3、安排下一步工作。四、联系方式:邓继东13889351969 付冰冰 13940269968刘 亮 13804907747 陈玉松 13190039581                                                               二0二二年五月十日

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
这些锂电龙头企业,为何抢着扎堆四川?

新能源汽车市场“涨”声一片其电池原材料碳酸锂价格一年内增长10倍如今锂电行业发展如火如荼不少龙头企业格外青睐四川扎堆在四川布局除了本就扎根四川的天齐锂业,宁德时代全资子公司四川时代新能源资源有限公司也是其中的典型代表。2019年10月份,四川时代在宜宾成立,总投资超500亿元,将成为“全球首家电池零碳工厂”,助力宜宾建成世界级的动力电池生产基地。此外,四川还吸引了盛新锂能、融捷股份等多家锂电产业链企业。围绕头部企业形成的新一轮锂电产业链区域集群效应正在四川加速成型。这些锂电行业的“弄潮儿”为何纷纷选中了四川?1、“白色石油”——曾经,碳酸锂、氢氧化锂等锂盐资源被称为“工业味精”,仅在制作陶瓷、玻璃等制品时少量添加。现在,随着新能源汽车的普及,加之电化学储能和3C产品等领域的强力支撑,锂盐资源的应用范围不断拓宽、用量剧增,已成为继石油和稀土之后的又一“王者资源”,被称之为“白色石油”。尤其是在全球碳中和背景下,锂资源争夺已上升为各国在能源产业上的战略布局。2、“身价倍增”——动力电池是新能源汽车的核心部件,碳酸锂是电池的主要成分。在新能源汽车成本中,电池成本能占到40%左右。2021年1月份碳酸锂价格为5万元/吨,今年3月份价格突破50万元/吨,一年时间上涨了10倍有余。锂价暴涨一方面是因为新能源汽车连续两年爆发式增长拉动了电池级碳酸锂的需求。另一方面全球锂矿近80%的产能集中在国外,受新冠肺炎疫情等不稳定因素影响,投产进度不及预期。得天独厚的资源优势独特的资源和绿色制造优势为四川发展锂离子电池制造及应用打下了坚实基础。01、富集的锂矿资源碳酸锂、氢氧化锂从何而来?是从盐湖卤水和矿石中提取而来的。数据显示,四川已探明的锂矿资源占世界锂矿资源的6.1%、全国的57%,居全国之首。天齐锂业先后收购了澳矿泰利森51%的股权和智利SQM25.86%的股权,拥有资源折合碳酸锂达1607万吨,约占全球的20%,是全球最大的矿石提锂开采和承销商。富集的锂矿资源让四川具有较好的资源保障和成本优势,吸引着许多有重要影响力的锂电材料及电池制造企业加速在四川布局。图为天齐锂业(射洪)有限公司。(资料图片)02、充足的清洁能源供给锂离子电池在使用阶段具有明显的节能减排优势,但其生产过程却具有高耗能属性。1400余条奔腾而来的河流,为四川带来了极为丰富的水能资源。作为国家优质清洁能源基地,四川水电装机规模已突破9000万千瓦,年超3500亿千瓦时的清洁电量为电能替代提供了巨大发展空间。企业在降低能耗的同时还要降低生产成本,水电和天然气资源富集的四川对企业而言是不错的选择。在一系列因素共同作用下,有着独特优势的四川已形成甘孜、阿坝锂矿资源开发区,成都、遂宁、宜宾锂材料及动力电池集中发展区,成为我国锂电产业战略布局重地。完整齐全的产业链条2021年底,四川提出引导行业龙头企业选择符合条件的地方合理布局,促进锂电材料全产业链协同发展,增强对动力电池产业发展的支撑能力。竞速锂电产业赛道,产业链的逐渐完备正在成为四川的又一优势。龙头企业、领先城市领跑,多点开花、群雄逐鹿全产业链发展……网状格局正在形成中。01、头部企业和城市领跑1992年,遂宁射洪城北的一处河滩地上,年产2000吨碳酸锂的国营射洪锂盐厂破土动工。30年后,河滩上起家的小厂,已成长为搅动市场风云的天齐锂业,给遂宁带来换道超车的底气。当前,遂宁市已构建了从锂资源开发到锂电池回收利用的全生命周期生态圈,落地建设了包括富临精工、四川路桥等14家上市公司在内的锂电项目60余个。作为四川锂电产业两大重镇,遂宁侧重于锂电材料基础加工,宜宾侧重于产业链下游的动力电池生产制造。当前宜宾已引进落地动力电池产业链项目50个,总投资超1071亿元,预期达产年产值约3400亿元。四川时代落户宜宾已为当地吸引了超过40家核心配套企业。宜宾提出,依托四川时代打造世界级的动力电池生产基地和核心配套生产基地、科技研发基地。图为四川时代新能源资源有限公司。曾朗摄(资料图片)02、各市州群雄逐鹿在锂电全产业链条上,除了处于领跑地位的宜宾、遂宁,四川各市州已然形成了百花齐放的态势。四川彭山经济开发区已囊括从矿石到电池,从正负极材料、电解液到旧电池回收等全产业链条企业。预计到2025年,开发区的工业规模将超千亿元。2021年末,宁德时代又一锂电项目选址落户四川省级飞地园区——甘眉工业园。该项目总投资约25亿元,将在四川甘眉工业园区建设正极材料生产线及相关生产配套设施。2021年,达州市宣汉县凭借新型杂卤石钾盐矿资源吸引了锂电巨头企业——江西赣锋锂业和正威国际集团在当地布局产能。今年2月,作为比亚迪线束工厂在全国的7个生产基地之一,比亚迪广安工厂对外发布了招工启事。今后4年,雅安全市将新增规上锂电企业10家以上,预计到2025年,雅安市锂电产业工业总产值达到150亿元。……空间广阔的下游市场对锂电产业而言,新能源汽车市场是下游市场,其快速发展壮大就意味着发展空间。四川锂电产业的“下游空间”如何?川渝两地原本就是全国重要的汽车生产基地,年产汽车近300万辆,占全国比重约12%。“新能源汽车与动力电池的产业链很长,重庆有很好的传统汽车产业基础,四川在动力电池产业方面布局完整,川渝两地存在较大的合作空间。”四川新能源汽车创新中心有限公司董事长兼总经理华剑锋说。图为遂宁射洪市锂电产业园远景。(资料图片)作为成渝双城经济圈的核心城市,成都和重庆在新能源汽车整车制造方面优势明显。成都已聚集了超100家新能源汽车产业企业,其中整车企业33家,不少锂电产业的配套产品或流向这里,或从这里走向全国。重庆作为传统燃油汽车大市,也在发力新能源汽车相关产业,目前重庆有新能源汽车相关企业1.2万余家。尤其是重庆有不少传统车企具备在变速箱、底盘等传统零配件生产制造方面的优势,正好可以与四川动力电池产业发展实现强强联合。政策布局也正在进行中。《成渝地区双城经济圈碳达峰碳中和联合行动方案》提到,要以重庆主城都市区、成都市区、宜宾市等区域和成渝两地高速公路为重点,加快推动川渝省际高速公路服务区充电桩建设。四川近日发布的《新能源与智能汽车产业2022年度工作方案》中提到,进一步深化与重庆的互补合作,延链强链补链,以成渝“氢走廊”“电走廊”“智行走廊”三大应用场景的共建共享为抓手,推动两地新能源与智能汽车产业高质量协同发展。按照成渝两地打造“世界级万亿汽车产业集群”的规划,预计到2025年动力锂电市场产值将达到2000亿元以上。面对如此强劲的生产能力和新能源汽车、动力电池产业的发展势头,川渝两地缩短配套半径、发挥各自优势进而强化合作,或许是打造龙头新能源汽车产品矩阵最好的时机。“双碳”背景下的四川“锂电江湖”既有同台竞技也有优势互补还不乏区域合作这或许就是产业发展的最佳格局

作者: 刘畅 详情
description
磷酸铁锂电池全面反超三元锂电池

三元锂电池(NCM/NCA)和磷酸铁锂电池(LFP)是现阶段电动汽车动力电池领域最主流的两种技术路线。随着电池原材料价格不断上涨,具有成本优势的磷酸铁锂电池开始被更多车企采用。2022年第一季度,磷酸铁锂电池的装机量已全面反超三元锂电池,市场份额逐步提升。继特斯拉宣布在 Model 3和Moderl Y等入门级车型采用磷酸锂铁电池后,又一家美国车企福特汽车计划推出搭载磷酸铁锂电池的电动车型。福特首席执行官吉姆·法利(Jim Farley)在最近的财报电话会议上表示,福特已对磷酸铁锂电池进行了一定的技术积累,未来计划将磷酸铁锂电池搭载在纯电SUVMustang Mach-E和纯电皮卡F-150 Lightning两款低价入门级车型上,但尚未透露具体上市的时间和更多细节。“我们已经对磷酸铁锂电池进行了很长一段时间的研究,在福特的第一代纯电车型中推行磷酸铁锂电池解决方案是一个迅速增加产量的巨大机遇。”法利在会议上表示。据福特预计,到2023年美国地区F-150 Lightning车型的年产量将达到15万辆,而2021年Mustang Mach-E车型在墨西哥的年产量仅为5万辆,如此大幅度的产能提升计划对福特而言是不小的挑战。采用磷酸铁锂电池的举措不仅可以在原材料涨价的趋势下保持入门车型的价格吸引力,还可以更好地将三元锂电池产量分配给高端长续航车型,以此减缓三元锂电池短缺带来的供应压力,进一步扩大电动车型整体产能。外媒道称,除已经确认的Mustang Mach-E和F-150 Lightning以外,福特还可能在纯电商用货车E-Transit上搭载磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池,是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料、碳作为负极材料的锂离子电池。相比三元锂电池,磷酸铁锂电池的安全性和稳定性更强,循环寿命更长,仅在能量密度和续航里程方面略逊一筹。三元锂电池正极中包含镍、钴、锰三种元素组成的“三元前驱体”,因此在电池能量密度方面具有性能优势的同时,受关键材料价格上涨的影响也较大。而磷酸铁锂电池中不含有镍和钴,原材料供应更加稳定,比三元锂电池具有更强的成本优势。此外,两种电池在充放电性能上也有不同。特斯拉CEO马斯克公开表示,特斯拉搭载磷酸铁锂电池的车型可以充电至100%,而搭载三元锂电池的车型则需要考虑其循环寿命,建议只充电至 90%。全球电动汽车龙头特斯拉是最早大规模采用磷酸铁锂电池的车企,该公司2022年第一季度生产的电动汽车中近50%采用了磷酸铁锂电池。除特斯拉和福特以外,还有一些电动汽车制造商也为部分车型增加了磷酸铁锂电池版本。Rivian此前宣布推出R1T皮卡、R1S SUV和EDV厢式货车的磷酸铁锂电池版本,大众集团、小鹏汽车等公司也在推进搭载磷酸铁锂的电池车型。特斯拉CEO马斯克分析称:“从长期来看,因为磷酸铁锂电池不含镍和钴元素,所以该款电池的使用规模可能会超过三元锂电池。在动力电池市场占比上,今后磷酸铁锂电池大概占三分之二,三元锂电池或其他类似元素的动力电池占三分之一。其实这种比例很合适,因为世界上有大量的铁资源,镍和钴资源就相对较少了。”据中汽协数据显示,今年4月,我国动力电池产量为29.0GWh,其中三元电池产量为10.3GWh,占总产量35.5%,磷酸铁锂电池产量为18.6GWh,占总产量64.3%。同月,我国动力电池装车量为13.3GWh,其中三元电池装车量为4.4GWh,占总装车量32.9%,同比下降15.6%,磷酸铁锂电池装车量为8.9GWh,占总装车量67.0%,同比增长177.2%。据起点研究院(SPIR)预计,到2025年全球磷酸铁锂电池出货量将达到480.1GWh。未来,中国有望成为磷酸铁锂电池的最大产出国。全球最大的磷酸锂铁电池供应商正是中国动力电池龙头宁德时代(300750),而全球排名前十的动力电池企业中就有6家来自中国。值得注意的是,另一家中国动力电池巨头比亚迪(002594)以4.19GWh的装车量反超宁德时代成为4月国内磷酸铁锂动力电池企业第一名。比亚迪2020年3月推出的“刀片电池”方面采用磷酸铁锂技术,并通过结构创新将电池体积利用率提升了50%以上,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。目前,比亚迪是福特Mustang mach-E唯一一家中国电池供应商,该车型搭载由比亚迪西安工厂生产的三元高镍811电池。从双方在Mustang mach-E车型的合作关系来看,福特未来有可能采用比亚迪“刀片电池”作为其磷酸铁锂电池解决方案的一部分。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
国轩高科:碳酸锂产能动态爬升 全年盈利受材料价格波动影响

财联社5月12日讯(记者 刘梦然)对于动力电池制造商而言,虽然下游需求井喷带来销售增加,但上游原材料价格持续高位,仍然是眼前短期难解的压力。5月12日,在国轩高科(002074.SZ)2021年度业绩说明会中,公司相关负责人表示,原材料价格上涨是短期波动因素影响,随着上游产能扩产,原材料供应紧张局面缓解,价格有望回归到合理水平,同时公司将进一步完善全产业链布局、同时积极开发优质客户,推动公司良性发展。财报显示,公司去年实现营收103.6亿元,同比增长54%,不过归属于上市公司股东净利润1.02亿元,同比减少31.92%,扣非净利润续亏约3.42亿元,同比减少45.03%。2021年,公司实现动力电池销量约16GWh,公司动力电池装机量为8.02GWh,国内排名第四,市场占有率5.2%。增收不增利,是大多数动力电池厂商的窘境。国轩高科出货主要以磷酸铁锂电池和三元电池。行情数据显示,受新能源汽车需求增长、锂资源供应紧张等影响,碳酸锂价格从2021年初的约5万元/吨上涨至2022年3月末的约50万元/吨。在业绩说明会中,投资者多次问及如何应对原材料价格上涨导致的成本压力。对此,公司董事长李缜回复多条举措,包括积极布局上游原材料,与上游原材料供应商签订战略合作协议,与主要客户建立价格联动机制,以及加速研发产业化速度等。在布局上游方面,公司相关负责人在交流会中称,宜春经开区国轩科丰年产碳酸锂2万吨,在宜丰、奉新两地投资建设碳酸锂项目各年产5万吨,预计2025年可实现总年产碳酸锂12万吨。目前,公司碳酸锂产能逐步释放,2022年碳酸锂预计产出8000吨左右。预计2023年将实现产出3万吨左右,现正处于动态爬升过程,公司将加快项目推进,力争早日投产,满足公司动力电池生产需求。李缜预测,未来五年,随着宜春锂云母工程的快速成长,青海卤水提锂技术的提升,四川锂辉石资源的开采,还有电池回收技术的进步,进口锂资源的需求量将大幅减少。公司在宜春投资锂矿资源,五年内在宜春将形成大规模的锂资源开发,终结中国锂资源的短缺情况。不过,公司方面也坦言称,今年盈利情况仍然受材料价格波动影响。今年一季度,公司实现净利润3220.37万元,同比下滑32.79%,不过扣非后净利润为978.87万元,同比增长154.69%。公司表示,主要是因为目前的规模效益,以及一季度的相关费用控制在较低水平,尚不能视为盈利拐点。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
锂电产业链“合纵”加速:一天五家公司结盟 中创新航绑定天齐锂业

目前锂电下游抱怨锂盐价格上涨,从今往后下游企业的生存空间或许会更加逼仄,有可能面临有钱没处买的无奈与尴尬。仅5月9日这一天,便有天齐锂业(002466.SZ)与中创新航,以及盛新锂能(002240.SZ)与中矿资源(002738.SZ)、蓝晓科技(300487.SZ)在内的5家企业达成战略合作。其中,天齐锂业将通过旗下公司向中创新航供应电池级碳酸锂。盛新锂能则是比亚迪(002594.SZ)“战友”,前段时间刚刚获得后者30亿元战略投资,近期该公司也在市场上动作频繁,不断拓展资源。比亚迪、中创新航国内动力电池装机量仅次于宁德时代(300750.SZ),同时由于自身相对较低的基数,增速要明显高于宁德时代。需要指出的是,这几家动力电池头部企业均发布了极为宏大的扩产计划,如作为国内第三大动力电池生产商的中创新航,2025年规划产能超过500GWh,宁德时代更不用说。而要实现上述目标,则需要稳定的供应链作为后勤保证。“接下来就是供应链的竞争。”一位曾供职锂电头部上市公司的人士评价称。对手们玩命储备资源,以支撑未来庞大扩产计划的同时,宁德时代今年4月也获得了宜春锂瓷石探矿权,只是要想变成实际产品,显然还非短时间能够实现。锂价下跌催生合作“窗口期”对于原料采购,比亚迪此前曾反馈称,去年锂盐主要通过市场化方式采购,原因就是当时碳酸锂等产品价格连续上涨,很难与上游企业签订长协供货合同。而今年4月以来,锂盐价格的下跌和整体市场趋于稳定,则为上下游各方提供了难得的窗口期。也正是在上述背景下,缺少上游布局的中创新航迅速“绑定”天齐锂业。5月9日,两家公司分别签订了战略合作协议、碳酸锂供应框架协议。前者合作范围涵盖合作领域将包括资源开发、锂盐加工、新材料开发、电池组件生产,后者则明确由天齐锂业子公司今年6至12月向中创新航供应电池级碳酸锂。虽然具体供应数量、价格参考体系未详细披露,但是至少中创新航短期内的原料稳定度得到了明显提升。需要指出的是,与宁德时代、比亚迪相比,中创新航在上游镍、钴、锂资源的布局相对落后,此次合作一定程度上也补齐了该公司的短板。另一边,盛新锂能则分别联手中矿资源、蓝晓科技。与中矿资源的合作,双方计划在津巴布韦设立合资公司,各自持股50%,合资公司董事长轮流担任。根据协议,合资公司登记和收购早期矿权,包括从中矿资源收购其于2021年12月和2022年1月新登记7处锂采矿权。与蓝晓科技的合作,则主要集中在项目规划、工艺咨询、工程设计、采购、装备制造等领域。中创新航的案例属于产业链上下游的合作,盛新锂能的合作则倾向于上游供给端,各有特点,只是为何会在近期集中达成?对此一位下游企业采购负责人反馈称,“五一节后,大批下游企业到青海找锂盐,主要是当地盐湖企业中长期合同协同占比低,多数产品仍在通过市场化方式销售。”在他看来,现在就是上下游合作的一个“窗口期”,下游希望趁着短期终端需求不好,能够与上游达成合作,“下半年的供需预期仍然紧张,大家都希望能够签订长协合同。”此外,4月底Plibara锂精矿5650美元/吨的成交价,折算到国内锂盐冶炼成本逼近40万元/吨,这也起到了稳定市场对于锂盐价格预期的效果。这一背景下,有资源、有能力的下游企业正在抢抓合作机会,为下半年的放量提前做准备。接下来,自然也不能排除其他上下游企业跟进的可能。500GWh计划获部分支撑此前,上下游合作锁定的锂盐主要集中在氢氧化锂,比如赣锋锂业70%左右氢氧化锂销售为长单,碳酸锂均为短单,这主要是由下游客户结构所决定的。21世纪经济报道记者采访了解到,一般来说,海外客户倾向于签订长单,履约能力强,国内下游企业相比差一些,此前原料采购以短单为主。只是,随着一季度锂盐价格的快速上涨,以及越来越多的国内锂盐产能被锁定,下游企业经过市场“教育”后,也开始向长协供货的方式转变。比如这次中创新航与天齐锂业的供货合同,便是电池级碳酸锂。数据显示,目前天齐锂业锂化合物总产能4.48万吨,其中碳酸锂产能3.45万吨/年,加上澳洲奎纳纳项目、安居工厂项目,全面投入运营后总产能将超过11万吨。产能倒还是其次,受历史原因影响,其产能规模要落后于赣锋锂业,更为核心的是公司在矿端无法比拟的优势。“公司也是中国唯一一家通过大规模、持续和稳定的锂精矿供应,实现了100%自给自足和垂直一体化的锂矿生产商,通过大规模、持续和稳定的锂精矿供应。”天齐锂业年报指出。锂精矿全部自给,国内锂辉石提锂企业只此一家,其他只有盐湖提锂企业可以实现完全自给。于是,就出现了反差感极强的一幕,其他锂盐企业原料不够用,各地高价买矿,天齐锂业则是锂精矿太多,自身产能太小,找其他企业代工。于中创新航而言,其他同业公司在向上游渗透的过程中明显落后,但是此次一出手就能绑定锂盐供应最稳定的行业龙头,让人意外。这与天齐锂业此前收购泰利森、SQM公司股权时,下重手斩获最优质资源的“公司性格”,十分相似。按照天齐锂业披露的协议内容来看,此次碳酸锂供应的交付时间为2022年6月至12月。但是,双方战略合作期限为5年,以此作为铺垫,中创新航未来几年的供应链稳定度有望得到显著增强,进而为公司中长期500GWh的产能扩张计划带来更多支撑。此外,选择天齐锂业,亦有望增强中创新航供应的本地化。截至今年3月,中创新航已经布局10大生产基地,涵盖江苏、厦门、河南、湖北等地。仅以四川为例。2021年5月,中创新航50GWh动力电池及储能电池成都基地项目正式落户成都经开区,总投资280亿元;2022年4月28日,位于四川眉山基地开工,该项目规划有20GWh动力电池及储能系统,以及10万吨锂电正极材料项目。反观天齐锂业,四川为公司大本营所在地,同时在四川射洪、江苏张家港、重庆铜梁拥有生产基地,双方重合度很高。“先下手为强”上游资源开发、下游产能建设周期的不匹配,注定了中期锂矿资源的紧缺,供需关系无法逆转,上游资源就是“有数”的。“先下手为强”,中创新航的选择也是明智的。如果后续更多锂电上下游企业达成合作,国内优质锂盐产能也会不断锁定。届时,可供市场化出售的锂盐会进一步减少,缺乏资源布局或者是未绑定核心矿商的动力电池企业,供应链会脆弱不堪。特斯拉近期在2021 Impact report指出,通过从矿业公司采购,可以直接参与当地市场而不必依赖多家中游公司,这些公司通常位于电动汽车制造商、采矿业之间,这使得供应链更加透明和可追溯,以及更好的环境和经济效益。数据显示,去年特斯拉从9家采矿、化工公司采购了95%以上的氢氧化锂、50%以上的钴和30%以上的镍,用于含镍(NCA和NCM)电池。国内动力电池企业也是如此操作,亲自下场到上游源头找矿,比如宁德时代、比亚迪。前者在海外通过投资入股、签订包销协议等方式锁定了部分资源,同时国内江西宜春有锂矿布局,后者“朋友圈”也十分强大,包括盐湖股份、融捷股份、盛新锂能等,自身锂资源布局侧重于国内盐湖。只是,不少资源现阶段只能视作远期资源储备,如宁德时代只是取得了宜春含锂瓷土矿探矿权,后期还有“探转采”、环评审批、产能建设一系列后续工作,中短期难以看到产品实际产出。一个是“远水解不了近渴”的问题,另一个则是市场份额与原料需求能否相匹配的问题。SNE Research公布的数据显示,2022年一季度,全球电动车电池装机量为95.1 GWh,宁德时代当期装机量达33.3 GWh,并以35%的市场份额稳居首位。极高的市场份额是把双刃剑,宁德时代在其上下游获得了极为强势的议价能力,但是也对应了极为可观的原料需求,和更高的供应链稳定度要求。锂行业后来者,所能触及的矿山、盐湖多数不是核心资源,短期能够实现产品增长的资源,主要集中在美国雅保、智利SQM,天齐锂业和赣锋锂业几家巨头手中。这一背景下,宁德时代有能力掌握30%以上的矿石或盐湖资源供给?反而是市场份额较小的比亚迪、中创新航,原料供给压力还会小一些。而截至目前,如特斯拉披露的12家供应商名单便已囊括了雅保、赣锋两家巨头,比亚迪与盐湖股份合建3万吨碳酸锂产能,中创新航又与天齐锂业达成合作。反观宁德时代,缺乏重量级上游矿商的支持,公司如何来保证巨大产能扩张计划的实施?

作者: 记者 董鹏 详情
description
锂电一季度盘点:长期技术迭代滞缓,短期产能对峙激烈

作为锂电行业十多年的产业观察者,见证了锂电行业的数次周期起伏,也形成了基于技术、产能、供应链、资本和竞争格局等角度的产业分析框架。回顾今年一季度,锂电行业喧嚣热闹,剑拔弩张,但也基本符合预期。去年底开始,本公众号就从材料成本、产能释放、价格传导等方面,持续强调锂电行业毛利率下行及其对产业格局造成冲击的风险,同时也强调这些将在一季度报表中得到体现。到四月底,这些观点也逐步得到验证。01观点回顾过去半年,本公众号涉及锂电行业现状及趋势的部分文章,比如:2021年12月25日《锂电开始内卷:供应链出现危机,利益格局加速分化》;2022年2月10日《锂电行业痛并快乐着,毛利率正在寻找最低合理水平》;2022年2月20日《成本为王,锂电竞争越来越没技术含量?》;2022年3月24日《锂电一季度,毛利率压力山大,何时能够扭转?》。这些文章基本概括了今年一季度锂电行业面临的情况及可预期的结果:1)上游材料成本持续上涨,尤其是碳酸锂价格在一季度加速上涨,算是锂电产业链上下游失衡与冲突的集中爆发;2)受下游需求刺激,锂电企业自身产能利用率/良品率达到了上限,通过自身努力再难内生消化材料成本压力;3)锂电池价格从局部开始逐渐涨价,通过下游客户来外生消化材料成本压力,但幅度及广度仍不及上游成本涨幅,价格传导不易且滞后;4)近年锂电新增产能逐渐投放及潜在爬坡,固定资产折旧增加及潜在产能利用率不高叠加影响。这些因素最终导致锂电企业毛利率下滑及盈利能力变差,并在一季度得到充分体现。02业绩盘点体现在财务方面,一季度,锂电行业几家典型上市公司的主要财务数据:宁德时代营业收入487亿元,同比增长154%,营业成本同比增长199%,扣非净利润9.8亿元,同比增长-42%,毛利率14.48%,去年同期27.28%。国轩高科营业收入39亿元,同比增长203%,营业成本同比增长245%,扣非净利润979万元,毛利率14.49%,去年同期24.96%。孚能科技营业收入15亿元,同比增长317%,营业成本同比增长305%,扣非净利润-2.97亿元,公司毛利率6.81%,去年同期3.89%。可见,锂电企业营业收入受下游需求刺激均大幅增长,但毛利率总体下滑或较低,盈利能力较弱,其中材料成本上涨被认为是首要影响因素。去年中至今年一季度末,碳酸锂涨幅约500%,氢氧化锂涨幅约400%,三元材料涨幅约130%,磷酸铁锂材料涨幅约220%,电解液涨幅约40%,负极材料和隔膜价格也略有增长。尤其是锂资源价格在今年一季度大幅上涨,从相关上市公司业绩来看,赣锋锂业一季度营业收入54亿元,同比增长234%,扣非净利润31亿元,同比增长956%,毛利率和净利润率分别为67%和57%。天齐锂业一季度营业收入53亿元,同比增长481%,扣非净利润28亿元,同比增长1883%,毛利率和净利润率分别为85%和53%。在上游材料成本整体上涨的背景下,下游锂电池价格从去年下半年开始也逐步涨价,磷酸铁锂电芯价格从约0.60元/Wh(不含税,下同)上涨到目前约0.90元/Wh,上涨约0.3元/Wh,涨幅约50%;三元电芯价格从约0.70元/Wh上涨到目前约1.10元/Wh,上涨约0.4元/Wh,涨幅约57%。对比而言,电芯销售价格涨幅50%-60%,而四大材料成本涨幅90%-100%,电芯综合成本涨幅在65%以上。总体上,电池成本涨幅大于电池销售价格涨幅,且电池价格上涨滞后,盈利能力自然受到冲击。当然,由于各家企业在技术水平、产能利用率、产品结构、客户质量、供应链管理、议价能力等方面表现不同,材料成本上涨因素对盈利能力的影响会存在差异,头部企业抵抗能力相对更强。03未来走向本公众号一直强调,锂电行业的产业逻辑与光伏行业相似,有两个重要的驱动力,一个是长期驱动力,一个是短期驱动力。长期驱动力是技术迭代,短期驱动力是产能或资本,两个力量互相作用,呈现螺旋上升的特点。理解这个产业逻辑,就可以总体洞察锂电行业发展的核心脉络。具体而言,基于目前的锂电产业格局,有五个趋向值得把握:第一,材料成本的影响因素预计将不会变得更坏影响一季度锂电企业盈利能力变差的因素,包括材料成本、产能利用率/良品率、价格创导不畅、新增产能逐渐投放及潜在爬坡等,其中材料成本因素确实居首。但是,目前上游材料成本尤其是资源类价格已经大幅上涨,同时锂电企业已经向下游部分传导成本,加之锂电固定资产投资较重,本身也具有一定的材料成本消化能力。目前,下游电动汽车企业已经大范围涨价,部分储能电池需求已经与上游锂资源价格挂钩,产业链上下游仍在不断博弈以寻求平衡。但是,要指望短期变好,也不现实。第二,产能利用率将成为下一阶段重要影响因素近两年,锂电池产能增长迅速,固定资产折旧逐渐形成,这是材料成本之外另一重要的成本要素。如果因为客户质量、销售价格、供应链管理、良品率、爬坡速度、产品结构等因素造成产能利用率不高,也会直接冲击企业盈利能力,尤其是在产能投资迅速转固的背景下。这个因素,现阶段尤其值得重视。第三,锂电行业产能竞争已经拉开序幕,现阶段只能追求最低合理毛利率,很难谋求超额利润率锂电行业初期确实“产能为王”,但规模效应是有限度的,突破某个阈值,边际效应递减。从产业链上下游博弈的角度来讲,上游材料价格和下游需求方价格会一直变动到中游锂电池企业承受力(毛利率)的极限才会罢休,也就是只能有合理毛利率,不可能有超额毛利率。市场经济就是这么残酷,没有情怀可讲。目前,部分储能电池需求已经与上游锂资源价格挂钩,锂电企业价值向代工厂转变,正是这个趋向的外在表现。第四,只有技术迭代也就是另辟新赛道,才能摆脱内卷困境,获取超额收益锂电已经很久没有突出的技术迭代了。这会导致什么结果?技术路径不切换,现有技术路径下的竞争就越来越同质化、白热化,毛利率越来越低,没有超额利润,行业发展逐渐陷入沉寂,长期将变成一个传统制造业,这就是目前看到的趋向。锂电行业迫切需要新一轮技术迭代,给行业发展注入新活力,新技术挑战旧势力,淘汰旧产能,创新者可以获得超额利润奖励,并带动行业进入新的发展阶段,激发更多应用创新,而不是死水一潭。无论是特斯拉的4680电池,还是宁德时代的钠离子电池,无非都是想另辟路径。第五,微创新也可以获得局部定价权,获得局部超额收益大的技术迭代可能需要五年、十年甚至更长时间才有,但局部微创新可以不断涌现。锂电池的产品特性涉及能量密度、安全性、循环次数、低温性能等众多维度,技术创新可以通过材料、设备和工艺等方面实现,在现有技术框架下,每个维度或方面都具备持续创新的空间,这也是目前锂电企业主流的创新路径,比亚迪的刀片电池,蜂巢能源的叠片电池,瑞浦能源的零台阶模切技术(SCL)等,无不如此。微创新,无论是能量密度、安全性、循环次数、低温性能等任一维度的提升,或者是材料、设备和工艺等任一方面的改进,都可能在日渐庞大的市场需求及日渐丰富的应用场景中形成局部定价权,进而获得局部超额收益。总之,现阶段的锂电产业,两大驱动力正处于交替状态,一方面长期技术迭代滞缓,另一方面短期产能投资扩张太猛,同质化竞争日渐激烈,产业链上下游充分博弈下行业陷入短期内卷之中,材料成本上涨只是外在表现,这种状态短期很难改观。在这种局面之下,锂电行业总体将陷入最低毛利率水平当中,部分企业依托微创新等局部优势获得局部超额利润,个别企业甚至可能实现大的技术迭代进而走出困局甚至弯道超车,而部分企业则可能陷入同质化产能困境中不得自拔。

作者: Mr蒋静 详情
description
锂电池出口按下“快捷键”

去年我们企业顺利通过了AEO认证,抽查检验频次大幅降低,大大节约了我们的运营成本。”近日,安徽理士新能源发展有限公司关务负责人杨敏说。在世界海关组织(WCO)制定的《全球贸易安全与便利标准框架》中,“AEO”被定义为“以任何一种方式参与货物国际流通,并被海关当局认定符合世界海关组织或相应供应链安全标准的一方”。为了让我省锂电池出口企业充分享受国际贸易便利化,帮助企业提升国际市场占有率,合肥海关大力开展信用培育,通过“线上+线下”宣讲,建立健全“一对一”企业协调员制度,7×24小时在线答疑,实时跟踪、一体推进企业认证进度;针对企业“吃不透、摸不准”的情况,实地调研,引导企业对照“AEO”认证标准进行全方位“体检”,帮助企业完善管理体系,积极推进“AEO”高级认证。新能源产业的壮大发展不但关系绿色、可持续发展,更是抢抓国际市场、增强竞争力的重要机遇。锂离子电池凭借其能量密度高、循环使用寿命长等特点在新能源领域脱颖而出,现已大量应用且具备广阔的市场前景。然而,记者在走访中发现,锂电池作为危险类货物,出口前要批批检验,其运输标签还常常出现填写不规范、不准确等问题,加之疫情导致的物流集装箱紧张、运费上涨,制约了相关企业的进一步发展壮大。为此,合肥海关实施预约查验,结合企业需求合理规划查验时间,实现产品“随报随检”、证书签发“不过夜”,疏通出口货运环节“堵点”。鼓励企业采用“提前申报”模式,到港即可办理查验、清关手续。特别是针对境外因疫情和对危险化学品实施的限制措施,及时发出预警信息,助企提前破除技贸屏障。据统计,今年一季度我省出口锂电池629.3万个、货值8.8亿元,同比分别增长144.9%、313.4%。“去年,我们公司才开始做锂电池出口业务,当前主要是出口到美国和波兰。RCEP是高度贸易自由化的体现,大大降低了出口产品的享惠门槛,也是我们下一步的目标市场。”安徽明美新能源有限公司物流部经理陈震说,“合肥海关的走访为我们扩大海外市场牵起了红线。”陈震口中的走访,是近日合肥海关集中开展的“访百企、解难题、办实事、促发展”走访调研活动。走访中重点就RCEP的落地实施、关税减免、知识产权保护等企业关心关注的问题进行政策解读、实例示范和问题分析。“在持续释放原产地签证红利的基础上,着力解决RCEP原产地管理信息化应用实施后企业享惠受阻问题,提升企业享惠质效,为锂电池走出国门再添新动力。”合肥海关有关负责人表示。(记者 何珂)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
1.4万余吨废旧铅蓄电池的威力有多大?

在一年多的时间里,沈某等人共非法处置1.4万余吨废旧铅蓄电池,造成盐河水质严重污染。从2017年获悉案件线索,到2021年斩断犯罪链条,江苏省淮安市清江浦区检察院生态检察办案团队历时三年半,将一起刑事附带民事公益诉讼案办成了部门上下联动的精品案。当下,电动车已经成为人们出行的重要代步工具,它使用的是平均寿命约为两年的铅蓄电池,两年后,很少会有人留意这些废旧电池去了哪里,但在“有心人”眼中,这些“废品”却是价值惊人的宝贝。从2017年获悉案件线索,到2021年斩断犯罪链条,江苏省淮安市清江浦区检察院生态检察办案团队历时三年半,将一起刑事附带民事公益诉讼案办成了部门上下联动的精品案,引发社会各界广泛关注。七旬老人主动“自首”2017年夏,住在淮安盐河边的不少村民反映,空气中总有刺鼻的酸臭味,水面上还经常出现来历不明的黑色物体,盐河的水质被严重污染。了解到这一情况后,淮安市清江浦区检察院作为淮安市环境资源类案件集中管辖院,立即派出生态检察办案团队,提前介入案件,与公安机关一同调查核实污染源。最终,在一个隐蔽于偏远乡下的破旧工厂里,查获了一个紧邻盐河的无证拆解废旧铅蓄电池的小作坊,厂房有两个篮球场那么大,里面堆满了大大小小的电池和被拆解下来的零部件,地面流淌着黑褐色的酸臭液体。正当公安机关和检察机关准备调查幕后黑手时,一名姓曹的七旬老人主动前来投案。这不禁令人疑惑:“70多岁的外地老人,为什么不在家颐养天年,而要大老远跑到这里干违法的事?”职业敏感引起了办案团队的警觉,这里面可能另有隐情。办案团队通过引导公安机关侦查发现,老曹是来顶包的,真正的幕后黑手是沈某、侯某以及老曹的儿子曹某。原来,曾靠倒卖废旧铅蓄电池发家的沈某,无意间向侯某吐槽倒卖电池的生意越来越难做,侯某便给沈某支招——“如果把电池里面的铅炼出来,一吨能卖到一两万元,要比倒卖电池赚得多!”考察了侯某在山东投资的厂子后,沈某、侯某、曹某三人一拍即合,在淮安市淮阴区合伙干起了废旧铅蓄电池回收、拆解、冶炼、售卖的勾当。其中,沈某负责废旧铅蓄电池的收购以及各生产现场的管理,侯某负责联系从山东运送铅锭炼制炉,提供部分生产原料,曹某负责对外销售成品铅锭。很快,沈某等人就找来会计、现场负责人、工人、驾驶员等20余人,分别从事记账、称重、拆解、运输等工作。落网主犯拒不交代检察官经实地走访了解到,小作坊的工人都是从外地过来挣“快钱”的,流动频繁。在没有防护的环境中工作,不到一个星期,他们体内的血铅含量就能达到铅中毒标准的3倍。而在现场,电池拆解、冶炼过程中产生的液体被随意倾倒在地上,隔着老远就能闻到酸臭味,被腐蚀的土地寸草不生,旁边不到100米就是水源地。2017年11月,沈某等14人被检察机关批准逮捕。要想依法打击犯罪,当务之急是查清楚沈某等人到底处置了多少废旧铅蓄电池。然而,在检察官依法对沈某进行讯问时,沈某却拒不交代犯罪事实。主要犯罪嫌疑人拒绝交代、废旧铅蓄电池来源不明、炼出的铅锭又不知去向……正面出击受到阻碍,办案团队决定从侧面分头突破,一方面引导公安机关对犯罪嫌疑人的住所、手机、电脑等展开排查;另一方面以小作坊为切入点,反复勘查现场、走访调查。由于沈某先后在多个乡镇设置了7个隐蔽窝点,案件调查难度大。检察官们走访现场近20次,引导公安机关补充收集证据近千页,最终从仓库保管员的记账本、合伙人侯某家中搜查出的资产负债表以及几名会计的微信聊天记录中,找到了与电池重量有关的关键证据。经过办案团队分工配合,将不同账目录入表格,交叉比对时间有无重合,剔除重复数据,最终查明,在一年多的时间里,沈某等人共非法处置1.4万余吨废旧铅蓄电池,对外输送出价值近亿元的铅锭。经评估,涉案几个区域生态环境的修复费用近2000万元。2019年9月,清江浦区检察院对沈某等14人以涉嫌污染环境罪提起刑事附带民事公益诉讼。沈某等14人被法院分别判处六年至一年六个月不等有期徒刑,连带赔偿生态修复费用等1800万余元。“沈某等人污染环境案件是近年来淮安市检察机关在依法履职,深入打好污染防治攻坚战,保护绿水青山方面的一个成功典范。”观摩案件庭审后,全国人大代表、江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司轧钢厂三轧车间主任杨庚豹这样评价。斩断遍布多省市的犯罪链条“沈某的拆解、冶炼团伙只是利益链条中的一环,其上游有电池供货商,下游有铅锭铅灰收购者、工人、会计、仓库管理员等。”办案团队负责人、该院副检察长张超运介绍。对此,办案团队推动公安机关继续倒查,随着关联案件越挖越深,案件事实也愈发令人触目惊心,这个犯罪链条的“足迹”竟然遍布了全国10多个省市。办案中,办案团队成员按照废旧铅蓄电池的来源、非法处置过程、铅锭铅灰和拆解物去向三条脉络,分别梳理各行为人的犯意、联络和分工。经多次公检法会商和检察官联席会议,统一司法办案尺度,准确认定行为性质。对明知他人用于废旧铅蓄电池拆解冶炼的电池回收、拆解物处置等人以污染环境罪提起公诉,对铅锭铅灰收购者则以掩饰、隐瞒犯罪所得罪追究刑事责任。2021年3月29日,涉案的最后一名被告人被判处刑罚。至此,历经三年半,这条非法回收、拆解、冶炼、销售犯罪链条上的68名不法分子,全部得到了法律严惩。至于小作坊里的那些工人,他们既是违法者,同时也是受害者。经过考虑,检察机关仅对有管理职责的少数人提起公诉,对那些没有实际参与投资、管理、分成的大多数人,在进行集中普法训诫后,不再追究刑事责任。此外,办案团队还撰写了案件专项报告,得到淮安市委的高度重视,并先后联合环保、交通、公安等九部门对870家废旧铅蓄电池相关企业开展集中整治,净化了行业风气。“现在难闻的气味没有了,河水也干净了,有时候还能看到鱼咧!”再次来到盐河边,村民这样告诉检察官。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
铅酸蓄电池采用哪种方式充电

铅酸蓄电池常见的充电方式有恒流充电、恒压充电、浮充电、过充电等几种。充电时一般分为两个阶段进行;第一个阶段看铅酸蓄电池容量设定,容量大一些的充电电流可以选择大一点的,例如60~100Ah蓄电池可以选择充电电流为夏季一般用10A充电电流;其他季节用15A充电电流,充电6~10h左右。当铅酸蓄电池电压升到最大值(即6V蓄电池升至7.5V,12V蓄电池升至15V,24V蓄电池升至为30V)时,第一阶段充电结束。第二阶段以第一阶段充电电流的1/2继续充电3~5h,使蓄电池升至(6V升至7.8V,12V电压升至15.5V,24V电压升至为30V)即可。当蓄电池充足电时,蓄电池电压上升至额定值,电解液密度不再变化,极板周围有剧烈的气泡冒出。蓄电池充电注意事项如下a.严格按规范要求操作。b.当电解液温度超过40℃时,应降低充电电流;当温度上升至50℃时应停止充电,并采取人工冷却。c.充电时一定要将加液盖打开,充电后要过一段时间再盖盖,以剩于气体从蓄电池中逸出。d.充电电路中各接头要接牢。正确放电。当蓄电池充足电时,即可放电。正确掌握放电深度是保证蓄电池良好工作状态、延长使用寿命的关键。因此,在放电过程中,应定时检查放电电压、电流,电解液密度、液温等数据,分析和确定放电深度,并适时充电。蓄电池的放电容量随着放电电流的增大而急剧减少。若在10h放电率时蓄电池的容量为100%,则在3h放电率时蓄电池的容量减少为75%。因此,不同用途的蓄电池使用不同的放电率(放电电流)。当蓄电池整体电压降至2.1V,电解液密度降至1.18g/cm时,应停止放电,以防蓄电池深度放电造成损坏。再者,当发现蓄电池出现以下情况时,应对蓄电池进行过充电,以使其恢复正常使用:a.24V蓄电池放电至电压为21V以下;b.放电终了后停放1~2昼夜未及时充电;c.电解液混有杂质;d.极板硫化。过充电的方法是,正常充电终了后,改用10h放电率的一半电流继续充电,在电压和电解液密度均为最大值时,每小时观察一次电压和电解液密度。若连续观察4次均无变化,而极板周围冒气泡剧烈,即可停止过充电。在正常情况下,铅酸蓄电池的维护、保存比镉镍蓄电池简单得多,铅酸蓄电池的使用寿命为8~10年,若使用维护不当,其寿命大打折扣。铅酸蓄电池的正常参数为:电解液的密度为1.285g /cm ³(20℃),单个单格电压为2.1V。使用和维护铅酸蓄电池充要注意以下事项①接线应正确,连接要牢靠。为了防止扳手万一搭铁而造成蓄电池损坏,安装时应先接负极,再接两蓄电池间的连接线,最后接搭铁线。拆下蓄电池时,则按相反顺序进行。②每周检查一次蓄电池各参数。电解液液面要始终高于极板10~15mm。发现电解液液面下降,要及时补充蒸馏水,切勿使被板露出液面,否则将损坏极板。电解液不够时,只能加蒸馏水,严禁使用河水、井水、自来水,严禁加浓硫酸,否则会因电解液密度过大而损坏蓄电池。③要根据地区和气温变化,及时调整电解液密度。在气温较高的地区采用密度较小的电解液;寒冷地区则电解液密度宜大些,以防结冰。④平时应经常观察蓄电池外壳是否破裂,安装是否牢靠,接线是否紧固。及时清除蓄电池表面的污垢、油渍,擦去蓄电池盖上的电解液,清除极桩和导线接头上的氧化层,保持蓄电池表面清洁干燥。蓄电池表面太脏,会造成极间缓慢放电,损坏蓄电池。蓄电池极桩处应涂凡士林油保护,防止氧化及生锈。应拧紧加液孔盖并疏通盖上的通气孔。⑤当单个蓄电池电压低于1.8V或电解液密度低于1.15g/cm³时,不要再继续使用,应及时充电。每次充电必须充足,防止欠充电。使用中应尽量增多充电机会,经常保持蓄电池在电量充足的状态下工作。完全放电的蓄电池应在24h内充好电。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
2021年中国铅酸蓄电池行业发展现状与供需情况分析

自2003年开始在铅酸蓄电池行业实施工业产品生产许可证制度以来,国家对于铅酸蓄电池行业制造及回收出台了一系列的环保政策、标准,环保和行业准入等政策的严格执行有利于铅酸蓄电池行业集中和产业升级。目前随着我国经济增长方式的转变,国家对铅酸蓄电池行业的环保要求将日益提高。近年来,我国铅酸蓄电池产量较为稳定,但随着5G网络建设的加速推进,铅酸蓄电池劣势逐渐显现,在通信领域的需求将有所下降。多项政策颁布规范行业发展近年来,我国相继颁布多项政策规范铅酸蓄电池行业的发展,调整产业结构,淘汰落后产能企业,提高行业的准入门槛,加强对行业污染的整治力度。2017年以来,国家对中国铅酸蓄电池行业政策制定,主要有两条主线。一条主线针对废铅酸蓄电池的回收利用税收政策的制定,制定的原因在于,传统再生铅企业税收均在11%左右,而民间铅回收企业税收仅为2%-4%左右,甚至有个别企业,将新电池发票当做销售旧电池的进项做了抵扣。上述现象不仅让国家损失了税收,还让铅酸蓄行业出现了“劣币驱良币”的现象。在这条主线下,《危险废物经营许可证管理办法(修订草案》明确了,采用3%低税率扶持政策,从税收的角度合理控制国家废铅酸蓄电池回收税源的规定,2019年1月所颁发的《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》则进一步规范了铅酸蓄电池的回收流程。另一条主线,是技术主线,体现在国家对铅酸蓄电池标准的制定上—。2018年,主管部门发布《电池新国标》,明确了铅酸蓄电池行业“轻量高能”技改方向,并将此作为推动电动自行车新国标的一个辅助管理手段。随后,《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》发布,明确了铅酸蓄电池行业“轻量高能”技改方向,并将此作为推动电动自行车新国标的一个辅助管理手段。行业发展形势严峻,而且从目前部分前线电动自行车经销商的反馈可以预知,未来的相关管控将更为严格,行业环境也将更为严酷。近年来铅酸蓄电池产量较为稳定近年来,我国铅酸蓄电池产量较为稳定,均维持在20000万千伏安时以上。根据中国轻工业信息中心公布的数据显示,2019年我国铅酸蓄电池产量为202489万千伏安时,同比增长4%,2020年,我国铅酸蓄电池产量为22736万千伏安时,同比增长12.28%。从结构上看,国内铅酸蓄电池产量主要集中于浙江、湖北和河北,这三个地方的铅酸蓄电池产量约占全国总产量的55%;此外,江苏、安徽、广东三地的铅酸蓄电池产量占比均超过5%,其余地区铅酸蓄电池产量均小于5%。国内铅酸蓄电池产量最高的省份是浙江省,占全国铅酸蓄电池总产量的30%;其次是湖北省,占比为13%;河北省的产量位居第三,占比为12%。通信领域铅酸蓄电池需求将下降通信领域用铅酸蓄电池是通信网络中的关键基础设施,主要用于通信交换局、基站供电的直流系统等。2019年被认为是5G发展元年,主流运营商纷纷加速5G网络部署。2020年以来,我国政府密集部署5G等新基建项目,国内将领先全球,迅速推进5G网络建设,2020年1月26日,工信部发布数据,2020年全年我国新开通5G基站超60万个。同时,这也对基站用电池提出更高要求,铅酸蓄电池劣势逐步显现,各运营商开始纷纷转向锂电池。与4G基站采用的铅酸蓄电池相较,磷酸铁锂电池在安全性、循环寿命、快速充放等方面具备明显优势,可减少对市电增容改造的依赖,降低网络建设和运营成本,是目前最适合国内5G基站储能电池的技术路线。业内人士指出,通信基站后备电源电池由磷酸铁锂电池逐步替代铅酸蓄电池是大势所趋。从技术层面分析,磷酸铁锂电池循环寿命长、充放电速度快、耐高温性能强,能为5G基站降低运行成本、提升运行效率。一般铅酸蓄电池循环寿命为3-5年,充放电次数为500-600次,而磷酸铁锂电池循环寿命达10年以上,充放电次数为3000次以上,也就是说,在基站全生命周期内,如使用铅酸蓄电池,需要更换电池,而磷酸铁锂电池则无需拆换。虽然现阶段磷酸铁锂电池成本费用比铅酸蓄电池高1-2倍,但在5000次循环系统使用寿命下,磷酸铁锂电池成本费用仅为铅酸蓄电池的1/3。从长期运行经济效益来看,磷酸铁锂电池使用成本更低。由于国家政策的大力支持,例如新国标引发电池“轻量化”,直接减少对铅的用量。而锂电梯次电池逐渐替代铅蓄电池,2020年中国铁塔将完全不使用铅蓄电池。较早之前,中国移动通信集团有限公司也发布公告,计划采购不超过25.08亿元的通信用磷酸铁锂电池共计6.102亿Ah(规格3.2V)。公开资料显示,2020年,新建及改造的5G基站磷酸铁锂需求量约10GWh,未来磷酸铁锂电池市场需求仍将持续增加,铅蓄电池需求量将继续下降。一般国内通信基站电池的使用寿命为5年,按照一个基站配备2组48V400Ah铅酸蓄电池计算,每个基站的需求为38.4Kvah。因此,前瞻测算,2020年,我国通信领域新增基站用铅酸蓄电池需求规模进一步下降至2304万千伏安时。注:由于统计局及相关行业协会仅统计每年铅酸蓄电池的产量,前瞻根据国家统计局提供的铅酸蓄电池的产量数据以及通信行业发展趋势,对通信领域新增基站用铅酸蓄电池的需求规模进行测算,此为测算数据。但是,尽管磷酸铁锂电池已在5G基站中广泛应用,其应用技术也已达到现有5G基站备用电池标准,但想要实现磷酸铁锂电池在基站中的规模化应用还有待时日。现有铅酸蓄电池还没有全部退役,磷酸铁锂电池想要全部替换铅酸蓄电池至少还需5-8年时间。此外,磷酸铁锂电池的回收技术门槛高、回收流程复杂、回收价值有限等问题也限制了磷酸铁锂电池的规模化发展,铅酸蓄电池回收工艺成熟,且其回收流程简单,具备一定的经济性。所以,整体来看,锂电化会在部分应用场景中成为趋势,但在用电量大、安全性要求高的场合,铅蓄电池仍有着不可替代的优势,但随着锂电池技术、安全性的不断提高,锂电池对铅酸蓄电池的替代将越来越明显。整体来看,在通信领域,我国基站用铅酸蓄电池需求规模将逐步下降,但要实现锂电池对铅酸蓄电池的完全替代,还需要一定的时间。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
美国能源部发布的“储能大挑战”报告(三):锂离子电池和铅蓄电池

中国储能网讯:二.锂离子电池技术锂离子电池广泛应用于固定储能市场和交通运输市场,它们也是消费电子产品中的主要电源。多家琛分析机构预计,锂离子电池在未来10年内仍将占据储能部署的大部分市场份额。储能技术正在从铅酸电池过渡到具有更长的循环寿命和工作寿命的电池,例如锂离子电池。但是,锂离子电池的易燃性是需要在系统工程设计进行改进的问题。而普鲁士蓝类钠离子电池是另一种提供高功率和极长循环寿命的新型电池,可以满足苛刻的直流应用性能要求。美国能源部为此为开发和生产这种电池的一家初创公司提供了资助。1.锂离子电池市场锂离子电池市场是增长最快的可充电电池市场。从2013年至2018年,锂离子电池在所有市场的全球销售额增长了一倍以上。交通运输行业在锂离子电池市场上占主导地位,也是增长最快的行业,各种汽车采用了60%的锂离子电池。根据Avicenne公司发布的调查报告,全球锂离子电池市场规模在2018年为400亿美元,如图9所示,这相当于在全球部署172GWh的电池储能系统,到2019年增至195GWh。几家分析机构预测未来十年的锂离子市场发展趋势。其基本假设以及分析中包括的市场取决于具体的来源。本节概述了这些分析和假设。图9.全球锂离子电池在未来10年在各种市场的应用图10. 彭博社新能源财经公司对锂离子电池在全球各地市场的部署预测图11. Avicenne公司对锂离子电池在全球各地市场的部署预测彭博社新能源财经公司(BNEF)和Avicenne公司预测了2030年全球所有市场的锂离子电池部署情况,分别如图10和11所示。彭博社新能源财经公司预测,锂离子电池在全球消费类电子产品、固定储能市场和运输领域的应用将超过2TWh。Avicenne公司的预测涵盖了以下两种情况的市场以及其他市场(例如医疗设备和电动工具),而两项研究中,都认为交通运输行业将采用90%以上的锂离子电池。彭博社新能源财经公司(BNEF)预计到2030年运输行业采用的锂离子电池容量将达到1.8TWh,而Avicenne公司预计到2030年运输行业采用的锂离子电池容量将达到0.7~1.0TWh。国际能源署(IEA)发布的《2020年全球电动汽车展望》报告只评估了交通运输行业,并按国家和地区预测了混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)的销量。评估的第一种情况是“既定政策,并基于当前的目标、计划和政策措施。此方案包括各国实现的混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)部署目标、燃油车辆淘汰计划、购买激励措施,以及针对全球七个主要市场(美国、欧盟、中国、日本、加拿大、智利、印度)。还考虑了原始设备制造商发布的有关扩大混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)车型范围的计划以及扩大其产量的计划的公告。根据国际能源署(IEA)发布的STEPS方案,到2030年,全球车辆所需的锂离子电池容量为1.6TWh,这与彭博社新能源财经公司(BNEF)估计的1.8TWh相似。图12和图13分别按移动性细分和区域详细说明了国际能源署(IEA)的STEPS方案。如图12所示,轻型车辆是采用移动式锂离子电池的最大类别。而中国拥有最大的移动锂离子电池市场,如图13所示。图12.根据国际能源署(IEA)STEPS情景下预计的全球锂离子电池部署量(按车辆类别:电动客车、轻型车辆、中型和重型车辆)图13.根据国际能源署(IEA)STEPS情景下预计的全球锂离子电池部署量(按地区)锂离子电池容量是根据全球汽车销售量(按类别)以及每种汽车的典型车载电池尺寸估算得出的。国际能源署(IEA)还评估了第二种方案“可持续发展方案”,该方案假设混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)占据了全球轻、中、重型车辆和公共汽车的30%的汽车销售份额。在这种情况下,到2030年可以增加多达3TWh的锂离子电池容量。图14比较了国际能源署(IEA)的这两种情况。图14. 根据国际能源署(IEA)STEPS情景下,在xEV行业中预计的全球年度锂离子电池部署量尽管有许多其他预测,但欧洲电动汽车市场规模在2020年首次超过了中国,预计2020年将超过100万辆电动汽车。这种增长与欧洲的持续政策和补贴有关,而中国则减少了其电动汽车补贴。例如,德国已设定了到2030年生产710万辆电动汽车的目标,并为每辆新型电动汽车和混合动力汽车提供最高9000欧元的补贴。德国还将在电池的研究和生产上投资超过15亿欧元,计划到2025年开始扩大生产规模。为了支持电动汽车市场的快速扩展,许多厂商都在投资电动汽车充电基础设施。全球电动汽车充电端口目前超过了100万个,这是过去三年总和的两倍。欧洲是电动汽车市场扩张的领头羊,其电动汽车充电基础设施在2017年至2020年之间增长了五倍。在同一时期,中国增长了158%,美国的增长了65%。而在氢燃料电池汽车方面进行了大量投资的日本只增长了30%。与交通运输行业的增长相比,固定储能增长比较平缓。这通常是因为可再生能源通常是成本最低的发电来源,但是需要存储其电力以减缓可变性。而美国是全球固定储能部署的领导者。例如,在太阳能发电设施替代装机容量为9GW的天然气发电设施之后,加州电网估计需要部署装机容量为12GW的储能系统进行平衡。到目前为止,加州公用事业委员会已批准了装机容量总计为5.1GW的电池储能系统,计划到2022年完成部署。2.锂离子电池的制造图15.全球锂离子电池生产区域如图15所示,全球锂离子电池制造的大部分都在中国、美国、亚洲其他国家和欧洲各国。如今,中国以将近全球电池产能80%(电池容量为525GWh)占据市场主导地位。此外,到2025年电池产能将达到1400GWh,其市场占有率超过60%(图16)。相比之下,美国落基山研究所预计2023年全球锂离子电池的生产能力为1300GWh,其中一半在中国。图16.  计划建设(蓝色)或在建(红色)的锂离子电池制造工厂生产能力美国是全球第二大电池生产国,其电池生产能力为当前全球电池生产容量的8%,这主要归功于内华达州运营的特斯拉和机松下公司合资的电池工厂。而如今美国正在建设更多的电池生产工厂,而凭借积极的新法规和政府支持的融资,欧洲的电池制造业有望显著增长。尽管当今中国在电池制造业中已经确立主导地位,但由交通运输行业推动的增长可能会改变未来的全球足迹。欧洲为在本地和区域性增长制定了强有力的政策和激励措施。欧洲电池联盟预测,到2025年,欧洲的电池制造行业规模可能达到2500亿欧元。目前,计划在法国的杜文市和德国的凯撒斯劳滕建设两个大型生产工厂,这些工厂可以为100万辆电动汽车生产电池。法国和德国在电池生产的投资分别为15亿欧元和35亿欧元。图17和图18总结了锂离子电池的四个主要部分的整体制造能力:阳极、阴极、电解质盐和电解质溶液。目前,锂离子阳极主要由石墨组成,并主要由五个国家生产:中国、日本、美国、韩国和印度,分别占到全球产量的76%、13%、6%、4%和1%。锂离子阴极在9个国家和地区生产,其组成随着新的低钴化学技术的发展而变化。超过一半(58%)在中国制造,其次是日本和韩国,它们分别占近17%。美国生产的阴极不到全球的1%。中国制造占多数。图17.全球锂离子电池组件制造分布电池和原料(例如金属)的供应和精炼以及各种锂离子化学物质的分配是锂离子市场上的重要考虑因素,但不在本文档的范围之内。3.锂离子电池研发美国能源部车辆技术办公室已经确定了xEV电池(以及12V起停动力电池)的商业化所面临的主要挑战:成本、性能、寿命、耐受性、回收利用和可持续性。针对这些改进的关键研究领域包括:•快速充电能力•硅阳极•高能的低钴阴极•高压阴极•高压电解液•锂金属阳极•固态电池•电池回收。图18提供了xEV锂离子电池的成本和技术发展趋势。图19概述了候选电池技术及其满足美国能源部(DOE)成本目标的可能能力。由于不同电池技术的差异很大,电池研究还包括多个活动的重点是解决整个电池供应链中的高成本领域。图18.电动汽车锂离子电池的成本和技术趋势图19.未来各种电池技术成本降低的潜力三、铅酸电池铅酸电池如今已经广泛应用在交通运输和固定储能市场用,主要为所有类型的公路和越野车辆提供SLI服务。此外,铅酸电池大量应用在工业部门,其中包括电信行业备份电源、UPS和数据中心以及叉车。如今,用于电网相关储能系统的应用量相对较少。1.铅酸电池市场2013~2018年,全球铅酸电池年销售额增长了20%以上,达到370亿美元。目前,铅酸电池占到所有可充电电池市场的70%以上;铅酸电池销售额的75%来自汽车SLI领域。江森自控公司以233亿美元的销售在汽车行业占主导地位。而Enersys公司以142亿美元的销售额在工业行业中领先。图20和图21分别以应用场合和行业销售额(10亿美元)与储能容量(GWh)的比例展现当前的全球铅酸电池市场情况。图20.按应用划分的2018年全球铅酸电池部署量(%GWh)图21.按公司划分的2018年铅酸电池销售量Pillot 公司预测,到2030年,铅酸电池需求将以5%的年增长率增长(如图22所示)。尽管铅酸电池目前是固定和运输应用(对于SLI)中最常见的电池,但预计到2025年它们的储能容量(GWh)仍将领先,但可能会滞后于销售额。希望在2020年及以后,轻度混合动力和启停混合动力汽车将成为高级铅酸电池的增长领域。图22.预计全球所有市场的铅酸蓄电池需求预计到2025年,新车的销售量将使铅酸电池需求可能小幅增长,届时其增长将趋于平稳(如图23所示)。由于更换电池的时间比较频繁(最短的工作寿命为3年),尽管中型和重型车辆的电池规模更大,但由于它们在总销量中的显著优势,所有SLI应用(GWh)中有70%以上都来自轻型车辆(如图24所示)。图23.彭博社新能源财经公司预计各地汽车销量中铅酸电池产能的增长图24.按类别划分的汽车销量预计铅酸电池产能增加量用于混合动力汽车起停(12V)的铅酸电池是铅酸电池市场潜在的增长领域。微型混合动力汽车比传统汽车节省5%的燃料,其价格比全混合动力电动汽车便宜10倍。如图25和26所示,2017年是固定储能市场铅酸电池快速增长的元年。图25表明,其增长主要是由中国的强劲市场需求推动的,欧洲也有一些增长,而美国的增长则很少。图26详细说明了应用领域细分情况。在2017年之前,固定市场主要是与电网相关的应用,此外工业用途也推动了爆炸性增长。铅酸电池行业厂商认为,基于技术进步和市场发展,铅酸电池在未来的固定式储能市场中仍然具有巨大的商机,其中包括:·投资于电池双极设计以增加能量密度,并降低成本。·用户侧储能和其他对安全至关重要的应用。·电信行业将在发展中国家发展,并用于5G技术的部署。图25全球铅酸电池市场增长主要是由中国的强劲需求推动(2008年~2020年)图26  铅酸电池在各种领域的应用(2008年~2020年)2.铅酸电池在美国的生产在美国,铅酸电池行业的年产值为263亿美元。它们在美国国内生产,并且99%被回收。铅酸电池在美国18个州生产。此外,美国有10个州有电池回收设施,有9个州拥有技术开发设施,还有10个州的公司为铅酸工业提供原材料(例如石墨)或设备。铅酸电池行业已经在美国38个州创造了近25,000个工作岗位(制造。回收、运输、分配和采矿)。图27和28分别显示了美国电池制造设施分布和创造的就业机会。图27.美国铅酸电池行业及相关产业分布图28美国各州与铅酸电池行业相关的工作分布

作者: 刘伯洵编译 详情
description
圣阳电源相继中标中国移动、中国电信两大运营商铅蓄电池集中采购项目

2020年12月3日,中国移动公示了2020至2021年度Ⅰ类铅酸蓄电池产品集中采购项目中标结果,圣阳电源顺利中标,获得约33.8万KVAh份额。12月17日,中国电信公布了普通型阀控式密封铅酸蓄电池(2020年)集中采购项目中标结果,圣阳电源再次顺利中标,获得约30万KVAh份额。至此,2020年两大通信运营商铅蓄电池重要收关招标项目中,圣阳电源均获得客户高度认可,成功中标。圣阳电源将持续为客户提供优质产品和满意的服务,不断提升运营商服务质量,保持客户持续满意。圣阳电源作为国内通信市场备用电源领域的主流供应商,是国内成立时间最早的专业电源制造企业之一,有幸见证并深入参与了国内通信行业的快速发展,并随着国内通信行业及运营商的发展而不断壮大。近年来针对运营商不同工况的不同备电需求,公司依托于30年的行业经验与技术积累,以国家级企业技术中心、博士后科研工作站、CNAS实验室等技术平台为支撑,持续推进技术创新和产品进步,为客户提供更适合实际需求的一体化电源产品解决方案。公司具备覆盖全国的、优良的销售服务网络,持续提供优质的售前、售中、售后等全过程、全方位的7*24小时的技术服务支持。公司以最具性价比的产品和优质的服务践行“关键时刻、值得信赖”的企业理念,本次集采结果也是运营商客户对圣阳电源的又一次高度认可!圣阳电源作为国内领先的绿色能源供应商,秉承“以客户为中心、为客户创造价值”的经营宗旨,以变革创新为动力,面向海内外市场,向客户提供储能、备用、动力、系统集成电源产品和定制化解决方案,是行业内唯一荣获 “中国出口质量安全示范企业”称号的企业。即将到来的十四五,在“新基建”背景下,圣阳电源以专业化、智能化为方向,夯实产业能力,为通信运营商提供更加安全可靠的产品和电源解决方案,助力新基建建设,为建设数字中国贡献力量!

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
南都电源预中标中国电信铅酸蓄电池集采项目

今日,中国电信发布普通型阀控式密封铅酸蓄电池(2020年)集中采购项目中标候选人公示,南都电源为第一中标候选人,投标报价(价税合计)9.46亿元,公示期为2020年12月18日至21日。(证券时报)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
这些锂电龙头企业,为何抢着扎堆四川?

新能源汽车市场“涨”声一片其电池原材料碳酸锂价格一年内增长10倍如今锂电行业发展如火如荼不少龙头企业格外青睐四川扎堆在四川布局除了本就扎根四川的天齐锂业,宁德时代全资子公司四川时代新能源资源有限公司也是其中的典型代表。2019年10月份,四川时代在宜宾成立,总投资超500亿元,将成为“全球首家电池零碳工厂”,助力宜宾建成世界级的动力电池生产基地。此外,四川还吸引了盛新锂能、融捷股份等多家锂电产业链企业。围绕头部企业形成的新一轮锂电产业链区域集群效应正在四川加速成型。这些锂电行业的“弄潮儿”为何纷纷选中了四川?1、“白色石油”——曾经,碳酸锂、氢氧化锂等锂盐资源被称为“工业味精”,仅在制作陶瓷、玻璃等制品时少量添加。现在,随着新能源汽车的普及,加之电化学储能和3C产品等领域的强力支撑,锂盐资源的应用范围不断拓宽、用量剧增,已成为继石油和稀土之后的又一“王者资源”,被称之为“白色石油”。尤其是在全球碳中和背景下,锂资源争夺已上升为各国在能源产业上的战略布局。2、“身价倍增”——动力电池是新能源汽车的核心部件,碳酸锂是电池的主要成分。在新能源汽车成本中,电池成本能占到40%左右。2021年1月份碳酸锂价格为5万元/吨,今年3月份价格突破50万元/吨,一年时间上涨了10倍有余。锂价暴涨一方面是因为新能源汽车连续两年爆发式增长拉动了电池级碳酸锂的需求。另一方面全球锂矿近80%的产能集中在国外,受新冠肺炎疫情等不稳定因素影响,投产进度不及预期。得天独厚的资源优势独特的资源和绿色制造优势为四川发展锂离子电池制造及应用打下了坚实基础。01、富集的锂矿资源碳酸锂、氢氧化锂从何而来?是从盐湖卤水和矿石中提取而来的。数据显示,四川已探明的锂矿资源占世界锂矿资源的6.1%、全国的57%,居全国之首。天齐锂业先后收购了澳矿泰利森51%的股权和智利SQM25.86%的股权,拥有资源折合碳酸锂达1607万吨,约占全球的20%,是全球最大的矿石提锂开采和承销商。富集的锂矿资源让四川具有较好的资源保障和成本优势,吸引着许多有重要影响力的锂电材料及电池制造企业加速在四川布局。图为天齐锂业(射洪)有限公司。(资料图片)02、充足的清洁能源供给锂离子电池在使用阶段具有明显的节能减排优势,但其生产过程却具有高耗能属性。1400余条奔腾而来的河流,为四川带来了极为丰富的水能资源。作为国家优质清洁能源基地,四川水电装机规模已突破9000万千瓦,年超3500亿千瓦时的清洁电量为电能替代提供了巨大发展空间。企业在降低能耗的同时还要降低生产成本,水电和天然气资源富集的四川对企业而言是不错的选择。在一系列因素共同作用下,有着独特优势的四川已形成甘孜、阿坝锂矿资源开发区,成都、遂宁、宜宾锂材料及动力电池集中发展区,成为我国锂电产业战略布局重地。完整齐全的产业链条2021年底,四川提出引导行业龙头企业选择符合条件的地方合理布局,促进锂电材料全产业链协同发展,增强对动力电池产业发展的支撑能力。竞速锂电产业赛道,产业链的逐渐完备正在成为四川的又一优势。龙头企业、领先城市领跑,多点开花、群雄逐鹿全产业链发展……网状格局正在形成中。01、头部企业和城市领跑1992年,遂宁射洪城北的一处河滩地上,年产2000吨碳酸锂的国营射洪锂盐厂破土动工。30年后,河滩上起家的小厂,已成长为搅动市场风云的天齐锂业,给遂宁带来换道超车的底气。当前,遂宁市已构建了从锂资源开发到锂电池回收利用的全生命周期生态圈,落地建设了包括富临精工、四川路桥等14家上市公司在内的锂电项目60余个。作为四川锂电产业两大重镇,遂宁侧重于锂电材料基础加工,宜宾侧重于产业链下游的动力电池生产制造。当前宜宾已引进落地动力电池产业链项目50个,总投资超1071亿元,预期达产年产值约3400亿元。四川时代落户宜宾已为当地吸引了超过40家核心配套企业。宜宾提出,依托四川时代打造世界级的动力电池生产基地和核心配套生产基地、科技研发基地。图为四川时代新能源资源有限公司。曾朗摄(资料图片)02、各市州群雄逐鹿在锂电全产业链条上,除了处于领跑地位的宜宾、遂宁,四川各市州已然形成了百花齐放的态势。四川彭山经济开发区已囊括从矿石到电池,从正负极材料、电解液到旧电池回收等全产业链条企业。预计到2025年,开发区的工业规模将超千亿元。2021年末,宁德时代又一锂电项目选址落户四川省级飞地园区——甘眉工业园。该项目总投资约25亿元,将在四川甘眉工业园区建设正极材料生产线及相关生产配套设施。2021年,达州市宣汉县凭借新型杂卤石钾盐矿资源吸引了锂电巨头企业——江西赣锋锂业和正威国际集团在当地布局产能。今年2月,作为比亚迪线束工厂在全国的7个生产基地之一,比亚迪广安工厂对外发布了招工启事。今后4年,雅安全市将新增规上锂电企业10家以上,预计到2025年,雅安市锂电产业工业总产值达到150亿元。……空间广阔的下游市场对锂电产业而言,新能源汽车市场是下游市场,其快速发展壮大就意味着发展空间。四川锂电产业的“下游空间”如何?川渝两地原本就是全国重要的汽车生产基地,年产汽车近300万辆,占全国比重约12%。“新能源汽车与动力电池的产业链很长,重庆有很好的传统汽车产业基础,四川在动力电池产业方面布局完整,川渝两地存在较大的合作空间。”四川新能源汽车创新中心有限公司董事长兼总经理华剑锋说。图为遂宁射洪市锂电产业园远景。(资料图片)作为成渝双城经济圈的核心城市,成都和重庆在新能源汽车整车制造方面优势明显。成都已聚集了超100家新能源汽车产业企业,其中整车企业33家,不少锂电产业的配套产品或流向这里,或从这里走向全国。重庆作为传统燃油汽车大市,也在发力新能源汽车相关产业,目前重庆有新能源汽车相关企业1.2万余家。尤其是重庆有不少传统车企具备在变速箱、底盘等传统零配件生产制造方面的优势,正好可以与四川动力电池产业发展实现强强联合。政策布局也正在进行中。《成渝地区双城经济圈碳达峰碳中和联合行动方案》提到,要以重庆主城都市区、成都市区、宜宾市等区域和成渝两地高速公路为重点,加快推动川渝省际高速公路服务区充电桩建设。四川近日发布的《新能源与智能汽车产业2022年度工作方案》中提到,进一步深化与重庆的互补合作,延链强链补链,以成渝“氢走廊”“电走廊”“智行走廊”三大应用场景的共建共享为抓手,推动两地新能源与智能汽车产业高质量协同发展。按照成渝两地打造“世界级万亿汽车产业集群”的规划,预计到2025年动力锂电市场产值将达到2000亿元以上。面对如此强劲的生产能力和新能源汽车、动力电池产业的发展势头,川渝两地缩短配套半径、发挥各自优势进而强化合作,或许是打造龙头新能源汽车产品矩阵最好的时机。“双碳”背景下的四川“锂电江湖”既有同台竞技也有优势互补还不乏区域合作这或许就是产业发展的最佳格局

作者: 刘畅 详情
description
磷酸铁锂电池全面反超三元锂电池

三元锂电池(NCM/NCA)和磷酸铁锂电池(LFP)是现阶段电动汽车动力电池领域最主流的两种技术路线。随着电池原材料价格不断上涨,具有成本优势的磷酸铁锂电池开始被更多车企采用。2022年第一季度,磷酸铁锂电池的装机量已全面反超三元锂电池,市场份额逐步提升。继特斯拉宣布在 Model 3和Moderl Y等入门级车型采用磷酸锂铁电池后,又一家美国车企福特汽车计划推出搭载磷酸铁锂电池的电动车型。福特首席执行官吉姆·法利(Jim Farley)在最近的财报电话会议上表示,福特已对磷酸铁锂电池进行了一定的技术积累,未来计划将磷酸铁锂电池搭载在纯电SUVMustang Mach-E和纯电皮卡F-150 Lightning两款低价入门级车型上,但尚未透露具体上市的时间和更多细节。“我们已经对磷酸铁锂电池进行了很长一段时间的研究,在福特的第一代纯电车型中推行磷酸铁锂电池解决方案是一个迅速增加产量的巨大机遇。”法利在会议上表示。据福特预计,到2023年美国地区F-150 Lightning车型的年产量将达到15万辆,而2021年Mustang Mach-E车型在墨西哥的年产量仅为5万辆,如此大幅度的产能提升计划对福特而言是不小的挑战。采用磷酸铁锂电池的举措不仅可以在原材料涨价的趋势下保持入门车型的价格吸引力,还可以更好地将三元锂电池产量分配给高端长续航车型,以此减缓三元锂电池短缺带来的供应压力,进一步扩大电动车型整体产能。外媒道称,除已经确认的Mustang Mach-E和F-150 Lightning以外,福特还可能在纯电商用货车E-Transit上搭载磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池,是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料、碳作为负极材料的锂离子电池。相比三元锂电池,磷酸铁锂电池的安全性和稳定性更强,循环寿命更长,仅在能量密度和续航里程方面略逊一筹。三元锂电池正极中包含镍、钴、锰三种元素组成的“三元前驱体”,因此在电池能量密度方面具有性能优势的同时,受关键材料价格上涨的影响也较大。而磷酸铁锂电池中不含有镍和钴,原材料供应更加稳定,比三元锂电池具有更强的成本优势。此外,两种电池在充放电性能上也有不同。特斯拉CEO马斯克公开表示,特斯拉搭载磷酸铁锂电池的车型可以充电至100%,而搭载三元锂电池的车型则需要考虑其循环寿命,建议只充电至 90%。全球电动汽车龙头特斯拉是最早大规模采用磷酸铁锂电池的车企,该公司2022年第一季度生产的电动汽车中近50%采用了磷酸铁锂电池。除特斯拉和福特以外,还有一些电动汽车制造商也为部分车型增加了磷酸铁锂电池版本。Rivian此前宣布推出R1T皮卡、R1S SUV和EDV厢式货车的磷酸铁锂电池版本,大众集团、小鹏汽车等公司也在推进搭载磷酸铁锂的电池车型。特斯拉CEO马斯克分析称:“从长期来看,因为磷酸铁锂电池不含镍和钴元素,所以该款电池的使用规模可能会超过三元锂电池。在动力电池市场占比上,今后磷酸铁锂电池大概占三分之二,三元锂电池或其他类似元素的动力电池占三分之一。其实这种比例很合适,因为世界上有大量的铁资源,镍和钴资源就相对较少了。”据中汽协数据显示,今年4月,我国动力电池产量为29.0GWh,其中三元电池产量为10.3GWh,占总产量35.5%,磷酸铁锂电池产量为18.6GWh,占总产量64.3%。同月,我国动力电池装车量为13.3GWh,其中三元电池装车量为4.4GWh,占总装车量32.9%,同比下降15.6%,磷酸铁锂电池装车量为8.9GWh,占总装车量67.0%,同比增长177.2%。据起点研究院(SPIR)预计,到2025年全球磷酸铁锂电池出货量将达到480.1GWh。未来,中国有望成为磷酸铁锂电池的最大产出国。全球最大的磷酸锂铁电池供应商正是中国动力电池龙头宁德时代(300750),而全球排名前十的动力电池企业中就有6家来自中国。值得注意的是,另一家中国动力电池巨头比亚迪(002594)以4.19GWh的装车量反超宁德时代成为4月国内磷酸铁锂动力电池企业第一名。比亚迪2020年3月推出的“刀片电池”方面采用磷酸铁锂技术,并通过结构创新将电池体积利用率提升了50%以上,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。目前,比亚迪是福特Mustang mach-E唯一一家中国电池供应商,该车型搭载由比亚迪西安工厂生产的三元高镍811电池。从双方在Mustang mach-E车型的合作关系来看,福特未来有可能采用比亚迪“刀片电池”作为其磷酸铁锂电池解决方案的一部分。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
国轩高科:碳酸锂产能动态爬升 全年盈利受材料价格波动影响

财联社5月12日讯(记者 刘梦然)对于动力电池制造商而言,虽然下游需求井喷带来销售增加,但上游原材料价格持续高位,仍然是眼前短期难解的压力。5月12日,在国轩高科(002074.SZ)2021年度业绩说明会中,公司相关负责人表示,原材料价格上涨是短期波动因素影响,随着上游产能扩产,原材料供应紧张局面缓解,价格有望回归到合理水平,同时公司将进一步完善全产业链布局、同时积极开发优质客户,推动公司良性发展。财报显示,公司去年实现营收103.6亿元,同比增长54%,不过归属于上市公司股东净利润1.02亿元,同比减少31.92%,扣非净利润续亏约3.42亿元,同比减少45.03%。2021年,公司实现动力电池销量约16GWh,公司动力电池装机量为8.02GWh,国内排名第四,市场占有率5.2%。增收不增利,是大多数动力电池厂商的窘境。国轩高科出货主要以磷酸铁锂电池和三元电池。行情数据显示,受新能源汽车需求增长、锂资源供应紧张等影响,碳酸锂价格从2021年初的约5万元/吨上涨至2022年3月末的约50万元/吨。在业绩说明会中,投资者多次问及如何应对原材料价格上涨导致的成本压力。对此,公司董事长李缜回复多条举措,包括积极布局上游原材料,与上游原材料供应商签订战略合作协议,与主要客户建立价格联动机制,以及加速研发产业化速度等。在布局上游方面,公司相关负责人在交流会中称,宜春经开区国轩科丰年产碳酸锂2万吨,在宜丰、奉新两地投资建设碳酸锂项目各年产5万吨,预计2025年可实现总年产碳酸锂12万吨。目前,公司碳酸锂产能逐步释放,2022年碳酸锂预计产出8000吨左右。预计2023年将实现产出3万吨左右,现正处于动态爬升过程,公司将加快项目推进,力争早日投产,满足公司动力电池生产需求。李缜预测,未来五年,随着宜春锂云母工程的快速成长,青海卤水提锂技术的提升,四川锂辉石资源的开采,还有电池回收技术的进步,进口锂资源的需求量将大幅减少。公司在宜春投资锂矿资源,五年内在宜春将形成大规模的锂资源开发,终结中国锂资源的短缺情况。不过,公司方面也坦言称,今年盈利情况仍然受材料价格波动影响。今年一季度,公司实现净利润3220.37万元,同比下滑32.79%,不过扣非后净利润为978.87万元,同比增长154.69%。公司表示,主要是因为目前的规模效益,以及一季度的相关费用控制在较低水平,尚不能视为盈利拐点。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
锂电产业链“合纵”加速:一天五家公司结盟 中创新航绑定天齐锂业

目前锂电下游抱怨锂盐价格上涨,从今往后下游企业的生存空间或许会更加逼仄,有可能面临有钱没处买的无奈与尴尬。仅5月9日这一天,便有天齐锂业(002466.SZ)与中创新航,以及盛新锂能(002240.SZ)与中矿资源(002738.SZ)、蓝晓科技(300487.SZ)在内的5家企业达成战略合作。其中,天齐锂业将通过旗下公司向中创新航供应电池级碳酸锂。盛新锂能则是比亚迪(002594.SZ)“战友”,前段时间刚刚获得后者30亿元战略投资,近期该公司也在市场上动作频繁,不断拓展资源。比亚迪、中创新航国内动力电池装机量仅次于宁德时代(300750.SZ),同时由于自身相对较低的基数,增速要明显高于宁德时代。需要指出的是,这几家动力电池头部企业均发布了极为宏大的扩产计划,如作为国内第三大动力电池生产商的中创新航,2025年规划产能超过500GWh,宁德时代更不用说。而要实现上述目标,则需要稳定的供应链作为后勤保证。“接下来就是供应链的竞争。”一位曾供职锂电头部上市公司的人士评价称。对手们玩命储备资源,以支撑未来庞大扩产计划的同时,宁德时代今年4月也获得了宜春锂瓷石探矿权,只是要想变成实际产品,显然还非短时间能够实现。锂价下跌催生合作“窗口期”对于原料采购,比亚迪此前曾反馈称,去年锂盐主要通过市场化方式采购,原因就是当时碳酸锂等产品价格连续上涨,很难与上游企业签订长协供货合同。而今年4月以来,锂盐价格的下跌和整体市场趋于稳定,则为上下游各方提供了难得的窗口期。也正是在上述背景下,缺少上游布局的中创新航迅速“绑定”天齐锂业。5月9日,两家公司分别签订了战略合作协议、碳酸锂供应框架协议。前者合作范围涵盖合作领域将包括资源开发、锂盐加工、新材料开发、电池组件生产,后者则明确由天齐锂业子公司今年6至12月向中创新航供应电池级碳酸锂。虽然具体供应数量、价格参考体系未详细披露,但是至少中创新航短期内的原料稳定度得到了明显提升。需要指出的是,与宁德时代、比亚迪相比,中创新航在上游镍、钴、锂资源的布局相对落后,此次合作一定程度上也补齐了该公司的短板。另一边,盛新锂能则分别联手中矿资源、蓝晓科技。与中矿资源的合作,双方计划在津巴布韦设立合资公司,各自持股50%,合资公司董事长轮流担任。根据协议,合资公司登记和收购早期矿权,包括从中矿资源收购其于2021年12月和2022年1月新登记7处锂采矿权。与蓝晓科技的合作,则主要集中在项目规划、工艺咨询、工程设计、采购、装备制造等领域。中创新航的案例属于产业链上下游的合作,盛新锂能的合作则倾向于上游供给端,各有特点,只是为何会在近期集中达成?对此一位下游企业采购负责人反馈称,“五一节后,大批下游企业到青海找锂盐,主要是当地盐湖企业中长期合同协同占比低,多数产品仍在通过市场化方式销售。”在他看来,现在就是上下游合作的一个“窗口期”,下游希望趁着短期终端需求不好,能够与上游达成合作,“下半年的供需预期仍然紧张,大家都希望能够签订长协合同。”此外,4月底Plibara锂精矿5650美元/吨的成交价,折算到国内锂盐冶炼成本逼近40万元/吨,这也起到了稳定市场对于锂盐价格预期的效果。这一背景下,有资源、有能力的下游企业正在抢抓合作机会,为下半年的放量提前做准备。接下来,自然也不能排除其他上下游企业跟进的可能。500GWh计划获部分支撑此前,上下游合作锁定的锂盐主要集中在氢氧化锂,比如赣锋锂业70%左右氢氧化锂销售为长单,碳酸锂均为短单,这主要是由下游客户结构所决定的。21世纪经济报道记者采访了解到,一般来说,海外客户倾向于签订长单,履约能力强,国内下游企业相比差一些,此前原料采购以短单为主。只是,随着一季度锂盐价格的快速上涨,以及越来越多的国内锂盐产能被锁定,下游企业经过市场“教育”后,也开始向长协供货的方式转变。比如这次中创新航与天齐锂业的供货合同,便是电池级碳酸锂。数据显示,目前天齐锂业锂化合物总产能4.48万吨,其中碳酸锂产能3.45万吨/年,加上澳洲奎纳纳项目、安居工厂项目,全面投入运营后总产能将超过11万吨。产能倒还是其次,受历史原因影响,其产能规模要落后于赣锋锂业,更为核心的是公司在矿端无法比拟的优势。“公司也是中国唯一一家通过大规模、持续和稳定的锂精矿供应,实现了100%自给自足和垂直一体化的锂矿生产商,通过大规模、持续和稳定的锂精矿供应。”天齐锂业年报指出。锂精矿全部自给,国内锂辉石提锂企业只此一家,其他只有盐湖提锂企业可以实现完全自给。于是,就出现了反差感极强的一幕,其他锂盐企业原料不够用,各地高价买矿,天齐锂业则是锂精矿太多,自身产能太小,找其他企业代工。于中创新航而言,其他同业公司在向上游渗透的过程中明显落后,但是此次一出手就能绑定锂盐供应最稳定的行业龙头,让人意外。这与天齐锂业此前收购泰利森、SQM公司股权时,下重手斩获最优质资源的“公司性格”,十分相似。按照天齐锂业披露的协议内容来看,此次碳酸锂供应的交付时间为2022年6月至12月。但是,双方战略合作期限为5年,以此作为铺垫,中创新航未来几年的供应链稳定度有望得到显著增强,进而为公司中长期500GWh的产能扩张计划带来更多支撑。此外,选择天齐锂业,亦有望增强中创新航供应的本地化。截至今年3月,中创新航已经布局10大生产基地,涵盖江苏、厦门、河南、湖北等地。仅以四川为例。2021年5月,中创新航50GWh动力电池及储能电池成都基地项目正式落户成都经开区,总投资280亿元;2022年4月28日,位于四川眉山基地开工,该项目规划有20GWh动力电池及储能系统,以及10万吨锂电正极材料项目。反观天齐锂业,四川为公司大本营所在地,同时在四川射洪、江苏张家港、重庆铜梁拥有生产基地,双方重合度很高。“先下手为强”上游资源开发、下游产能建设周期的不匹配,注定了中期锂矿资源的紧缺,供需关系无法逆转,上游资源就是“有数”的。“先下手为强”,中创新航的选择也是明智的。如果后续更多锂电上下游企业达成合作,国内优质锂盐产能也会不断锁定。届时,可供市场化出售的锂盐会进一步减少,缺乏资源布局或者是未绑定核心矿商的动力电池企业,供应链会脆弱不堪。特斯拉近期在2021 Impact report指出,通过从矿业公司采购,可以直接参与当地市场而不必依赖多家中游公司,这些公司通常位于电动汽车制造商、采矿业之间,这使得供应链更加透明和可追溯,以及更好的环境和经济效益。数据显示,去年特斯拉从9家采矿、化工公司采购了95%以上的氢氧化锂、50%以上的钴和30%以上的镍,用于含镍(NCA和NCM)电池。国内动力电池企业也是如此操作,亲自下场到上游源头找矿,比如宁德时代、比亚迪。前者在海外通过投资入股、签订包销协议等方式锁定了部分资源,同时国内江西宜春有锂矿布局,后者“朋友圈”也十分强大,包括盐湖股份、融捷股份、盛新锂能等,自身锂资源布局侧重于国内盐湖。只是,不少资源现阶段只能视作远期资源储备,如宁德时代只是取得了宜春含锂瓷土矿探矿权,后期还有“探转采”、环评审批、产能建设一系列后续工作,中短期难以看到产品实际产出。一个是“远水解不了近渴”的问题,另一个则是市场份额与原料需求能否相匹配的问题。SNE Research公布的数据显示,2022年一季度,全球电动车电池装机量为95.1 GWh,宁德时代当期装机量达33.3 GWh,并以35%的市场份额稳居首位。极高的市场份额是把双刃剑,宁德时代在其上下游获得了极为强势的议价能力,但是也对应了极为可观的原料需求,和更高的供应链稳定度要求。锂行业后来者,所能触及的矿山、盐湖多数不是核心资源,短期能够实现产品增长的资源,主要集中在美国雅保、智利SQM,天齐锂业和赣锋锂业几家巨头手中。这一背景下,宁德时代有能力掌握30%以上的矿石或盐湖资源供给?反而是市场份额较小的比亚迪、中创新航,原料供给压力还会小一些。而截至目前,如特斯拉披露的12家供应商名单便已囊括了雅保、赣锋两家巨头,比亚迪与盐湖股份合建3万吨碳酸锂产能,中创新航又与天齐锂业达成合作。反观宁德时代,缺乏重量级上游矿商的支持,公司如何来保证巨大产能扩张计划的实施?

作者: 记者 董鹏 详情
description
锂电一季度盘点:长期技术迭代滞缓,短期产能对峙激烈

作为锂电行业十多年的产业观察者,见证了锂电行业的数次周期起伏,也形成了基于技术、产能、供应链、资本和竞争格局等角度的产业分析框架。回顾今年一季度,锂电行业喧嚣热闹,剑拔弩张,但也基本符合预期。去年底开始,本公众号就从材料成本、产能释放、价格传导等方面,持续强调锂电行业毛利率下行及其对产业格局造成冲击的风险,同时也强调这些将在一季度报表中得到体现。到四月底,这些观点也逐步得到验证。01观点回顾过去半年,本公众号涉及锂电行业现状及趋势的部分文章,比如:2021年12月25日《锂电开始内卷:供应链出现危机,利益格局加速分化》;2022年2月10日《锂电行业痛并快乐着,毛利率正在寻找最低合理水平》;2022年2月20日《成本为王,锂电竞争越来越没技术含量?》;2022年3月24日《锂电一季度,毛利率压力山大,何时能够扭转?》。这些文章基本概括了今年一季度锂电行业面临的情况及可预期的结果:1)上游材料成本持续上涨,尤其是碳酸锂价格在一季度加速上涨,算是锂电产业链上下游失衡与冲突的集中爆发;2)受下游需求刺激,锂电企业自身产能利用率/良品率达到了上限,通过自身努力再难内生消化材料成本压力;3)锂电池价格从局部开始逐渐涨价,通过下游客户来外生消化材料成本压力,但幅度及广度仍不及上游成本涨幅,价格传导不易且滞后;4)近年锂电新增产能逐渐投放及潜在爬坡,固定资产折旧增加及潜在产能利用率不高叠加影响。这些因素最终导致锂电企业毛利率下滑及盈利能力变差,并在一季度得到充分体现。02业绩盘点体现在财务方面,一季度,锂电行业几家典型上市公司的主要财务数据:宁德时代营业收入487亿元,同比增长154%,营业成本同比增长199%,扣非净利润9.8亿元,同比增长-42%,毛利率14.48%,去年同期27.28%。国轩高科营业收入39亿元,同比增长203%,营业成本同比增长245%,扣非净利润979万元,毛利率14.49%,去年同期24.96%。孚能科技营业收入15亿元,同比增长317%,营业成本同比增长305%,扣非净利润-2.97亿元,公司毛利率6.81%,去年同期3.89%。可见,锂电企业营业收入受下游需求刺激均大幅增长,但毛利率总体下滑或较低,盈利能力较弱,其中材料成本上涨被认为是首要影响因素。去年中至今年一季度末,碳酸锂涨幅约500%,氢氧化锂涨幅约400%,三元材料涨幅约130%,磷酸铁锂材料涨幅约220%,电解液涨幅约40%,负极材料和隔膜价格也略有增长。尤其是锂资源价格在今年一季度大幅上涨,从相关上市公司业绩来看,赣锋锂业一季度营业收入54亿元,同比增长234%,扣非净利润31亿元,同比增长956%,毛利率和净利润率分别为67%和57%。天齐锂业一季度营业收入53亿元,同比增长481%,扣非净利润28亿元,同比增长1883%,毛利率和净利润率分别为85%和53%。在上游材料成本整体上涨的背景下,下游锂电池价格从去年下半年开始也逐步涨价,磷酸铁锂电芯价格从约0.60元/Wh(不含税,下同)上涨到目前约0.90元/Wh,上涨约0.3元/Wh,涨幅约50%;三元电芯价格从约0.70元/Wh上涨到目前约1.10元/Wh,上涨约0.4元/Wh,涨幅约57%。对比而言,电芯销售价格涨幅50%-60%,而四大材料成本涨幅90%-100%,电芯综合成本涨幅在65%以上。总体上,电池成本涨幅大于电池销售价格涨幅,且电池价格上涨滞后,盈利能力自然受到冲击。当然,由于各家企业在技术水平、产能利用率、产品结构、客户质量、供应链管理、议价能力等方面表现不同,材料成本上涨因素对盈利能力的影响会存在差异,头部企业抵抗能力相对更强。03未来走向本公众号一直强调,锂电行业的产业逻辑与光伏行业相似,有两个重要的驱动力,一个是长期驱动力,一个是短期驱动力。长期驱动力是技术迭代,短期驱动力是产能或资本,两个力量互相作用,呈现螺旋上升的特点。理解这个产业逻辑,就可以总体洞察锂电行业发展的核心脉络。具体而言,基于目前的锂电产业格局,有五个趋向值得把握:第一,材料成本的影响因素预计将不会变得更坏影响一季度锂电企业盈利能力变差的因素,包括材料成本、产能利用率/良品率、价格创导不畅、新增产能逐渐投放及潜在爬坡等,其中材料成本因素确实居首。但是,目前上游材料成本尤其是资源类价格已经大幅上涨,同时锂电企业已经向下游部分传导成本,加之锂电固定资产投资较重,本身也具有一定的材料成本消化能力。目前,下游电动汽车企业已经大范围涨价,部分储能电池需求已经与上游锂资源价格挂钩,产业链上下游仍在不断博弈以寻求平衡。但是,要指望短期变好,也不现实。第二,产能利用率将成为下一阶段重要影响因素近两年,锂电池产能增长迅速,固定资产折旧逐渐形成,这是材料成本之外另一重要的成本要素。如果因为客户质量、销售价格、供应链管理、良品率、爬坡速度、产品结构等因素造成产能利用率不高,也会直接冲击企业盈利能力,尤其是在产能投资迅速转固的背景下。这个因素,现阶段尤其值得重视。第三,锂电行业产能竞争已经拉开序幕,现阶段只能追求最低合理毛利率,很难谋求超额利润率锂电行业初期确实“产能为王”,但规模效应是有限度的,突破某个阈值,边际效应递减。从产业链上下游博弈的角度来讲,上游材料价格和下游需求方价格会一直变动到中游锂电池企业承受力(毛利率)的极限才会罢休,也就是只能有合理毛利率,不可能有超额毛利率。市场经济就是这么残酷,没有情怀可讲。目前,部分储能电池需求已经与上游锂资源价格挂钩,锂电企业价值向代工厂转变,正是这个趋向的外在表现。第四,只有技术迭代也就是另辟新赛道,才能摆脱内卷困境,获取超额收益锂电已经很久没有突出的技术迭代了。这会导致什么结果?技术路径不切换,现有技术路径下的竞争就越来越同质化、白热化,毛利率越来越低,没有超额利润,行业发展逐渐陷入沉寂,长期将变成一个传统制造业,这就是目前看到的趋向。锂电行业迫切需要新一轮技术迭代,给行业发展注入新活力,新技术挑战旧势力,淘汰旧产能,创新者可以获得超额利润奖励,并带动行业进入新的发展阶段,激发更多应用创新,而不是死水一潭。无论是特斯拉的4680电池,还是宁德时代的钠离子电池,无非都是想另辟路径。第五,微创新也可以获得局部定价权,获得局部超额收益大的技术迭代可能需要五年、十年甚至更长时间才有,但局部微创新可以不断涌现。锂电池的产品特性涉及能量密度、安全性、循环次数、低温性能等众多维度,技术创新可以通过材料、设备和工艺等方面实现,在现有技术框架下,每个维度或方面都具备持续创新的空间,这也是目前锂电企业主流的创新路径,比亚迪的刀片电池,蜂巢能源的叠片电池,瑞浦能源的零台阶模切技术(SCL)等,无不如此。微创新,无论是能量密度、安全性、循环次数、低温性能等任一维度的提升,或者是材料、设备和工艺等任一方面的改进,都可能在日渐庞大的市场需求及日渐丰富的应用场景中形成局部定价权,进而获得局部超额收益。总之,现阶段的锂电产业,两大驱动力正处于交替状态,一方面长期技术迭代滞缓,另一方面短期产能投资扩张太猛,同质化竞争日渐激烈,产业链上下游充分博弈下行业陷入短期内卷之中,材料成本上涨只是外在表现,这种状态短期很难改观。在这种局面之下,锂电行业总体将陷入最低毛利率水平当中,部分企业依托微创新等局部优势获得局部超额利润,个别企业甚至可能实现大的技术迭代进而走出困局甚至弯道超车,而部分企业则可能陷入同质化产能困境中不得自拔。

作者: Mr蒋静 详情
description
锂电池出口按下“快捷键”

去年我们企业顺利通过了AEO认证,抽查检验频次大幅降低,大大节约了我们的运营成本。”近日,安徽理士新能源发展有限公司关务负责人杨敏说。在世界海关组织(WCO)制定的《全球贸易安全与便利标准框架》中,“AEO”被定义为“以任何一种方式参与货物国际流通,并被海关当局认定符合世界海关组织或相应供应链安全标准的一方”。为了让我省锂电池出口企业充分享受国际贸易便利化,帮助企业提升国际市场占有率,合肥海关大力开展信用培育,通过“线上+线下”宣讲,建立健全“一对一”企业协调员制度,7×24小时在线答疑,实时跟踪、一体推进企业认证进度;针对企业“吃不透、摸不准”的情况,实地调研,引导企业对照“AEO”认证标准进行全方位“体检”,帮助企业完善管理体系,积极推进“AEO”高级认证。新能源产业的壮大发展不但关系绿色、可持续发展,更是抢抓国际市场、增强竞争力的重要机遇。锂离子电池凭借其能量密度高、循环使用寿命长等特点在新能源领域脱颖而出,现已大量应用且具备广阔的市场前景。然而,记者在走访中发现,锂电池作为危险类货物,出口前要批批检验,其运输标签还常常出现填写不规范、不准确等问题,加之疫情导致的物流集装箱紧张、运费上涨,制约了相关企业的进一步发展壮大。为此,合肥海关实施预约查验,结合企业需求合理规划查验时间,实现产品“随报随检”、证书签发“不过夜”,疏通出口货运环节“堵点”。鼓励企业采用“提前申报”模式,到港即可办理查验、清关手续。特别是针对境外因疫情和对危险化学品实施的限制措施,及时发出预警信息,助企提前破除技贸屏障。据统计,今年一季度我省出口锂电池629.3万个、货值8.8亿元,同比分别增长144.9%、313.4%。“去年,我们公司才开始做锂电池出口业务,当前主要是出口到美国和波兰。RCEP是高度贸易自由化的体现,大大降低了出口产品的享惠门槛,也是我们下一步的目标市场。”安徽明美新能源有限公司物流部经理陈震说,“合肥海关的走访为我们扩大海外市场牵起了红线。”陈震口中的走访,是近日合肥海关集中开展的“访百企、解难题、办实事、促发展”走访调研活动。走访中重点就RCEP的落地实施、关税减免、知识产权保护等企业关心关注的问题进行政策解读、实例示范和问题分析。“在持续释放原产地签证红利的基础上,着力解决RCEP原产地管理信息化应用实施后企业享惠受阻问题,提升企业享惠质效,为锂电池走出国门再添新动力。”合肥海关有关负责人表示。(记者 何珂)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
镁锌钠电池受追捧 无“锂”也能行天下

如今,锂电池已成为日常生活中不可或缺的设备,广泛应用于手机、电脑、可穿戴设备、新能源汽车等领域,几乎是“有锂走遍天下”。但锂电池也存在明显的缺点:成本高、且用于生产锂电池的原材料储量少等。鉴于此,不少国家的政府和企业纷纷加快步伐,布局“后锂电池”时代,比如欧洲有些机构致力于研制镁电池和锌电池、宁德时代推出了钠电池等。正如《日本经济新闻》杂志网站在近日报道中指出的,围绕锂电池替代品的全球竞赛已经开始!锂电池成本高锂电池诞生于上世纪60年代,上世纪90年代开始由日本索尼公司实现商业化,与其“前辈”镍氢电池、铅酸电池相比,能存储更多电能,如今已经飞入寻常百姓家,广泛应用于新能源汽车、个人电脑、智能手机等产品;它还可以储存太阳能和风能,让无化石燃料的世界成为可能。鉴于锂电池为人类作出的巨大贡献,2019年,三位“锂电池之父”荣膺诺贝尔化学奖,锂电池也成为今天蓄电池行业的“当家花旦”。但锂电池的最大缺点就是成本高。只是用在智能手机上还好,如果需要大规模储存电能的话,就需要相应的大型电池。日本经济产业省的资料显示,如果想让锂电池蓄电系统的蓄电成本达到与抽水蓄能电站持平的2.3万日元(约合1280元人民币)/千瓦,简直就是痴人说梦。此外,锂电池原材料锂、镍、钴的产地分布极度不均,且全球的锂和钴矿藏并不能完全用于生产。锂在地壳中的储量为0.0065%,全球储量仅有8600万吨;相比之下,钠、镁、锌的储量要高得多:钠在地壳中的储量为2.74%,仅中国柴达木盆地的钠盐储量就达到3216亿吨;而镁在地壳中的含量更是高达13.9%。候选元素前景看好因此,科学家们将目光投向了镁、锌、钠等元素。例如,英国剑桥大学、丹麦和以色列的知名理工科院校、德国和西班牙的研究机构共同发起了一个名为“欧盟镁交互电池共同体”(E-Magic)的研究项目。这个为期4年的前瞻性项目得到了欧盟的资金支持,目标是研发能量密度超过1000瓦时/升(相当于锂电池2倍)的、对环境友好的可充电镁电池。研究人员称,这种电池以金属镁作为负极,由于一个镁离子携带两个电子,与只能携带一个电子的锂离子相比,镁电池的容量翻了一番,目前研制成功的镁电池已经可以反复充放电500次以上。据悉,2020年,美国休斯顿大学姚彦教授课题组联合北美丰田研究中心成功研发出一种非常有前景的高能量镁电池,其潜在应用范围包括电动汽车、可再生能源系统的储电池等。虽然眼下这款电池连续充放电只有200余次,但研究团队认为,他们已为更安全、性能更高的镁电池找到了研究方向:正极使用有机化合物、负极使用芘四酮(PTO)实现快速且可逆的氧化还原过程,基于硼团簇的弱配位电解质则使离子运动更快。这种先进的阴极和电解质设计对镁电池的发展具有重大的指导意义,并将加速镁电池技术的商业化步伐。此外,日本东京都立大学教授金村圣志野研发出正极使用氧化锰、负极使用金属镁的电池。《日本经济新闻》报道指出,虽然与锂电池相比,目前镁电池的性能还处于较低水平,但其潜力值得挖掘。未来,研究人员将着重解决电解液的改性问题,并加强电极材料的研究。和镁同样引人注目的还有锌。日本东北大学小林弘明副教授和本间格教授研发的新型锌离子电池使用水溶液作为电解液,取代了传统的有机溶剂,降低了电池起火的风险。来自美国西北太平洋国家实验室和德国明斯特大学的研究人员也合作研发出一种“锌金属双离子电池”,该电池由锌阳极、天然石墨阴极和双离子盐水溶液组成。今年7月,中国宁德时代公司发布了一款钠电池,具备迄今全球最高的能量密度和超快充特性(15分钟可充电80%),预计宁德时代将不断提升钠电池的能量密度,并有望于2023年形成基本产业链。锂电池挖潜大有可为尽管各种替代性技术研究如火如荼,但从目前的发展情况来看,无论是镁电池、锌电池还是钠电池,在技术和材料方面仍有很多难题需要解决。比如,镁离子体积小、电荷密度大、极化作用强,难以插入到多数基质中去,较难形成嵌入式化合物。因此,可供选择的正极材料受限。鉴于此,也有科学家致力于深入挖掘锂电池的潜能,改善锂电池的性能,研发质量更好的锂电池。据《日本经济新闻》报道,日本汤浅公司与关西大学合作,开发出一款以硫作为正极活性物质的锂硫电池,其质量能量密度可达现有锂电池的2倍左右——目前常用于纯电动汽车的锂电池质量能量密度约为200—300瓦时/千克,而此次开发的锂硫电池质量能量密度则超过了370瓦时/千克。研究人员解释说,理论上相同尺寸情况下,锂硫电池的容量可达传统锂电池的8倍,但却存在电导率低、中间产物易溶于电解液等问题,而他们最新研制出的锂硫电池采用了有微孔的碳粒,规避了上述两个问题。汤浅公司表示,希望到2023年能将其锂硫电池的质量能量密度提至500瓦时/千克。(记者 刘 霞)

作者: 刘 霞 详情
description
储能钠电池技术的挑战与前景

一、前言2017 年 10 月,国家发展和改革委员会、国家能源局等五部委联合出台了《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》,指出加快储能技术与产业发展,对于构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源产业体系具有重要的战略意义。这一政策的出台直接推动了“十三五”期间我国储能产业的蓬勃发展。随着“十四五”期间“双碳”目标的提出,2021 年 4 月,国家发展和改革委员会、国家能源局再次联合发布了第二部针对储能产业的国家级综合性政策文件《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》,明确提出到 2025 年,实现 3000万kW 的储能目标,实现储能跨越式发展;到 2030 年,实现新型储能全面市场化发展。《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》还指出,储能技术要以需求为向导,坚持多元化发展,这为储能技术的发展明确了目标和方向。目前,储能系统从发电侧、输配电侧到用户侧的一系列支撑服务逐渐成为弹性和高效电网的重要组成部分。较小型的分布式储能系统今后也将更广泛地在家庭、企业和通信基站中推广应用。我国储能呈现多元化发展的良好态势:抽水蓄能发展迅速,锂离子电池储能技术成熟度飞速提高,压缩空气储能、飞轮储能、超导储能和超级电容、钠硫电池、液流电池、铅蓄电池等储能技术研发应用加速,储氢、储热、储冷技术也取得了一定进展。其中,电化学储能(或二次电池储能)技术相对于水电、火电等常规功率调节手段具有较大技术优势:响应时间为毫秒级,跟踪负荷变化能力强,便于精确控制;对实施的地理环境要求较低;具有削峰填谷的双向调节能力。2021 年 4 月,中关村储能产业技术联盟(CNESA)发布的《储能产业研究白皮书 2021》显示,截至 2020 年年底,中国已投运储能项目累计装机规模 35.6 GW,占全球市场总规模的 18.6%,同比增长 9.8%,其中电化学储能的累计装机规模仅次于抽水蓄能,位列第二。目前,各种电化学储能技术的基本特征和成熟度各不相同,每一种技术都有不同的数量在全球不同的地点进行部署。包括锂离子电池、钠硫电池、钠 – 金属氯化物电池、液流电池和铅酸电池在内的 5 类电池技术已经被认为是较可靠的能源供应体系,在全球范围内有兆瓦级的装机规模。2017 年以来,锂离子电池急剧发展,占据了中国和美国储能市场绝大部分份额,技术成熟度不断提高。随着越来越多锂电储能系统的部署,安全事故的风险也随之增加,尤其是电池热失控导致的安全事故频发引起了人们的重视和担忧。2019 年,国家电网有限公司发布《关于促进电化学储能健康有序发展的指导意见》,意见强调要严守储能安全红线。不仅如此,锂等元素昂贵,地壳中含量少且分布极不均匀,对于长期规模化应用而言可能会成为一个重要问题。钠元素和锂元素有相似的物理化学特性,且在地壳中储量丰富,资源分布广泛,因此发展针对规模化储能应用的储能钠电池技术具有重要的战略意义,近年来得到研究者的广泛关注。已经在储能领域规模化应用的钠电池体系主要包括两种,即基于固体电解质体系的高温钠硫电池和钠 – 金属氯化物电池体系。它们的负极活性物质均为金属钠,更准确地被称为钠电池。钠离子电池通常指有机体系钠离子电池,由于其技术水平提升较快,成为极有前景的储能电池之一。目前全球从事钠离子电池工程化的公司已有 20 家以上。最近,中国科学院物理研究所与中科海钠科技有限责任公司联合推出的 1 MWh 钠离子电池光储充智能微网系统在山西太原投入运行。宁德时代新能源科技有限公司(CATL)近期也发布了他们的第一代钠离子电池,能量密度达到 160 Wh/kg。然而钠离子电池尚未在储能产业上大规模推广,其应用优势有待验证。水系钠离子电池具有环保、低成本、制造方便、安全性好、易回收等优点,但是存在电压窗口较低、电极材料副反应等严重影响寿命的问题。因此,本文主要针对大规模储能用安全性改善的钠硫电池和钠 – 金属氯化物电池储能钠电池体系进行综述和研究。二、储能钠电池技术概述(一)钠硫电池钠硫电池是一种基于固体电解质的高温二次电池,它以钠作为阳极,以渗入碳毡中的硫作为阴极,传导钠离子的 β"- 氧化铝陶瓷在中间同时起隔膜和电解质的双重作用 。它的电池形式为(–)Na(l) | β"-Al2O3 |S/Na2Sx(l)|C(+),其中 x=3~5,基本的电池反应是:2Na+xS ←→ Na2Sx。电池的工作温度控制在 300~350 ℃,此时钠与硫均呈液态,β"- 氧化铝具有高的离子电导率(~0.2 S/cm),电池具有快速的充放电反应动力学。钠硫电池以 Na2S3 为最终产物的正极理论比容量约为 558 mAh·g–1,在 350 ℃的工作温度下具有 2.08 V 的开路电压。钠硫电池一般设计为中心负极的管式结构,即钠被装载在陶瓷电解质管中形成负极。电池由钠负极、钠极安全管、固体电解质(一般为 β"- 氧化铝)及其封接件、硫(或多硫化钠)正极、硫极导电网络(一般为碳毡)、集流体和外壳等部分组成。通常固体电解质陶瓷管一端开口一端封闭,其开口端通过熔融硼硅酸盐玻璃与绝缘陶瓷进行密封,正负极终端与绝缘陶瓷之间通过热压铝环进行密封。钠硫电池拥有许多优良的特性:①比能量高。目前,钠硫电池的实际能量密度已达到 240 Wh/kg 和 390 Wh/L 以上,与三元锂离子电池相当。②功率密度高。用于储能的钠硫单体电池功率可达到 120 W 以上,形成模块后,模块功率通常达到数十千瓦,可直接用于储能。③长寿命。电池可满充满放循环 4500 次以上,寿命为 10~15 年。④库伦效率高。由于采用固体电解质,电池几乎没有自放电,充放电效率约为 100%。⑤环境适应性好。由于电池通过保温箱恒温运行,因此环境温度适应范围广,通常为–40~60℃。⑥电池运行无污染。电池采用全密封结构,运行中无振动、无噪声,没有气体放出。⑦电池原料成本低廉,无资源争夺隐患,结构简单,维护方便。(二)钠 – 金属氯化物电池钠 – 金属氯化物电池(也称 ZEBRA 电池)可与钠硫电池统称为钠-beta 二次电池,其结构与钠硫电池类似,负极是液态的金属钠,β"-Al2O3 陶瓷作为固态电解质,不同的是,ZEBRA 电池工作温度略低,为 270~320℃,正极部分由液态的四氯铝酸钠(NaAlCl4)辅助电解液与固态的金属氯化物组成,其中氯化镍的应用研究最为广泛。钠 – 氯化镍电池的基本电池反应是:2Na+NiCl2 ←→ 2NaCl+Ni, 300 ℃下开路电压为 2.58 V。与钠硫电池类似,钠 – 金属氯化物电池同样具有长寿命、库仑效率高、环境适应性好、无污染运行等特点。钠 – 金属氯化物电池的实际比能量偏低,为 110~140 Wh/kg,但仍是铅酸电池的 3 倍左右,而且还具有其他一些值得关注的优良特性:①高安全性。钠 – 金属氯化物电池具有短路温和放热和过充过放可逆等特点,确保电池在电气和机械滥用时的高安全性。②无钠组装。电池以放电态组装,仅在正极腔室装填金属粉体、氯化钠和电解液,制造过程安全性高。③高电压。开路电压较钠硫电池提高 20% 以上。④维护成本低。电池内部短路时特有的低电阻损坏模式大大降低了系统的维护成本。(三)储能钠电池生产制造的核心技术高温钠硫电池电芯的核心技术包括了 β"- 氧化铝精细陶瓷的烧制、电池密封技术、负极润湿保护管设计、正极外壳防腐蚀和正负极装填技术等。首先,β"- 氧化铝精细陶瓷的质量和一致性深刻影响电池的电化学性能和安全特性,是最为关键的一环。其次,任何一个密封部件的损坏都会导致正负极材料的蒸汽直接接触而发生反应,因此电池密封技术成为钠硫电池的核心技术之一。再次,熔融硫和多硫化钠对金属具有强腐蚀性,因此包括作为正极集流体的外壳在内的接液部件的防腐蚀技术也是钠硫电池实用化的关键。最后,电池正负极的有效装填及其与固体电解质之间界面的润湿层设计是电池高性能运行的必备要素。相对于钠硫电池,钠 – 氯化镍电池电芯无须对外壳进行防腐蚀处理,但是正极长循环稳定技术成为电池的核心技术之一。高温钠电池模组的核心技术包括了绝热保温箱技术、模组热管理技术、模组内 / 间阻燃技术以及电池管理系统与保护电路设计等。电池的高温运行环境对电池保温箱提出了较高的要求。绝热保温箱技术一方面需要保证电池在待机时的低电耗,另一方面还要保证保温箱轻量化,以提升电池整体的能量密度。由于电池放电模式下的化学反应为放热反应,此时模块内部将出现 22~35 ℃的升温,而充电过程中温度会下降到待机水平。长时间的升降温循环不仅考验电池密封材料的热机械性能,还对模块的热管理提出了快速响应的要求,否则可能造成温度无法及时复原。另外,模组内 / 间防火技术以及电池管理系统与保护电路设计对电池的长期安全运行也具有重要意义。三、储能钠电池的应用需求储能钠电池可针对极端环境(如高热、高寒、高盐腐蚀等)下的风能、太阳能等可再生能源发电企业配套大容量、安全可靠的储能系统;为载人潜艇、陆军战车、水下平台等提供动力,服务国防科技事业;为第五代移动通信技术(5G)通信基站、数据中心等室内用电大户提供备用电源,为国家的节能减排事业及“碳中和”战略做出贡献。储能钠电池的应用领域为锂离子电池技术提供有益补充,其主要的应用场景如下。(一)极端环境应用随着全球气候变暖,国内外 50 ℃以上的极端高温天气频繁,亚热带和热带地区更是如此。电池的高温运行需求逐渐受到重视。油气勘探的井下温度可超过 170 ℃,能耐受如此高温的电池很少,目前井下仪器的电能供应采用的是锂一次电池。军用电池需要适应多种恶劣的应用环境,被要求在 –50~70 ℃的温度范围内正常工作。作为下一代无线通信体系的重要组成,高空平台通信系统是位于平流层的高空平台向上连接卫星、向下连接低空无人机和地面节点,作为空中基站或中继节点,提供快速、稳定、灵活的应急通信系统。高空平台通信系统运载器是一个保持在 20 km 高度并停留 5 年时间的静止平台。运载器所需能源由太阳能电池板提供,对其所搭载的储能电池要求高比能(>110 Wh/ kg)、性能的高可靠性和稳定性(>5 年寿命和性能降低 <10%)和超低温运行(–55℃)。另外,海岛、近海等高盐雾环境也限制了大量电池体系的应用。研究表明,锂离子电池在无人机上的应用受到高低温环境的极大限制。电池正常使用温度范围是 –15~50 ℃。低温条件下,锂离子电池面临的锂枝晶问题和离子扩散迟缓问题会更加严重,高温条件则会加速锂离子电池阴极固液界面的副反应和电解液退化,引发严重的热失控。事实上,传统的液体电解质基二次电池难以满足极端高低温应用需求。具有较高的能量密度、10 年以上运行寿命和对环境温度不敏感等特性的固体电解质基钠硫电池和钠 – 氯化镍电池则被证明非常适合极端高低温的应用场景。在热带沙漠气候的阿拉伯联合酋长国,钠硫电池被认为是比锂离子电池更优异的储能技术。在日本,钠硫电池被选择成为火箭发射场的备用电源。ZEBRA 电池作为高低温下可靠耐用的二次电池,目前已成为井下设备电源的优选方案,同时也针对高空平台通信系统运载器开展应用示范。(二)高安全应用高安全应用场景指发生安全事故时难以止损或事故代价大的应用场景。近年来,随着大数据、物联网、云计算等技术的发展,大型数据中心的建设速度激增,运营规模也越来越大。然而,一方面,数据中心需要大量的电能来维持正常运营,电力成本成为数据中心的重要成本组成。通过智能微网的建设来降低能耗已成为各大数据中心运营公司降本增效的重要途径。另一方面,数据中心需要配备非常安全可靠的备用电源以应对不时之需。大型数据中心等室内储能或备用电源高安全应用场景对其储能系统的安全性提出了更高的要求。交通运输领域的危化品运输车、地下装载机等交通工具以及水下应用领域的载人潜水器、深海平台用电源等也对电源安全性提出了更高的要求。ZEBRA 电池作为一种电化学本征安全的电池体系,在高安全要求的领域具有其独特优势。它曾被选为英国和北约 LR7 型深潜救生艇的动力电源。2013 年,通用电气有限公司(GE)生产的 ZEBRA 电池成功地为 Coal River Energy 公司位于美国西弗吉尼亚州明矾溪的采矿铲车提供动力支撑。在储能安全越来越受重视的今天,ZEBRA 电池体系将会有更大的发展空间。(三)长时储能长时电化学储能能够更加灵活地以半天甚至几天的时间跨度来管理风能和太阳能的间歇性,将可再生能源转化为全天候资源,为无碳电网铺平道路。随着可再生能源份额的增长,更大的挑战将是在数周或数月的时间跨度上消除可再生能源产量的可变性。发展长时储能技术势在必行。近年来,锂离子电池在新型储能建设中占据绝对主导地位,但它们的供电持续时间很少能超过 4 h。虽然锂离子电池在技术上可以实现更长时间的放电,但是出于资源稀缺和安全性的考虑,将它用于长时储能的成本通常高于它的价值。钠硫电池已在全球范围内提供容量超过 540 MW/3780 MWh 的储能系统,显示了有效的调峰、负载均衡和节能减排的能力,被认为是最有效的额定输出 6 h 以上的长时电化学储能电池之一。同时,钠硫电池具有模块化扩展的特性,有潜力提供 8 h 以上或更长时的供电系统。意大利非凡蓄电池公司(FIAMM)生产的 ZEBRA 电池在欧洲的意大利、法国以及南美洲的圭亚那等地区部署了多个兆瓦级的储能电站。这些电站的运行情况证实用于大规模电化学储能的高安全性钠 – 氯化镍电池技术已经成熟。四、储能钠电池的国内外发展与应用现状(一)钠硫电池在国内外的发展与应用现状虽然钠硫电池早期在国内外航空航天和电动汽车等领域开展应用示范,但是钠硫电池的储能商业化运作始于 1983 年日本碍子株式会社(NGK 公司)和东京电力公司的合作,开发用于静态能量存储的钠硫电池储能系统。2002 年,NGK 公司正式量产钠硫电池,并通过东京电力公司开发储能系统投入商业运行,目前在全球运行了超过 200 个储能电站项目,4 GWh 以上的钠硫电池储能系统。然而, 2011 年 9 月,东京电力公司为三菱材料株式会社筑波厂安装的钠硫电池(NGK 生产)系统发生火灾,这一事件在一定程度上造成了业界对于钠硫电池安全性的担忧。其后,NGK 先对正在运行的钠硫电池电站的模组和系统进行安全隐患维护,并对新生产的电池在电芯层面和模块层面同时采取了多种提高安全保障的新措施。通过采取一系列应对举措后,从 2013 年开始,NGK 生产的钠硫电池在日本、阿联酋和欧洲等国家和地区持续有大型储能项目上线。2016 年 3 月,NGK 公司和九州电力株式会社共同推出的 50 MW/300 MWh 钠硫电池储能系统改善电力供需平衡的示范项目开始运行,是当时全球最大的大容量储能电站(见图 1a)。2019 年,NGK 在阿布扎比酋长国完成的一个项目使用了 108 MW/648 MWh 的钠硫电池储能系统,持续放电时间达 6 h。图 1b 显示的是应用于意大利南部高压电网的 34.8 MW 钠硫电池储能电站的局部照片。在意大利,钠硫电池的电芯和模块经过了严谨的风险评估,包括内源性短路和外源性火灾、地震、洪水、直接和间接闪电、蓄意破坏、高空坠落等滥用场景。评估结果显示,经过安全性提升的钠硫电池技术具有较高的安全可靠性。图 1 钠硫电池储能系统 / 电站的商业应用实例近些年,钠硫电池技术在日本以外的其他国家也得到了应用研究和推广,包括美国、中国、韩国、瑞士等。2006 年,由中国科学院上海硅酸盐研究所(SICCAS)与上海电力公司合作开展用于大规模储能应用的钠硫电池研究。SICCAS 开发的 30 Ah 和 650 Ah 两种规格钠硫单体电池具有良好的循环稳定性,寿命超过 1200 次。此后,一条年产能 2 MW 的 650 Ah 单电池中试生产线建成。2010 年上海世界博览会期间,中国科学院上海硅酸盐研究所和上海电力公司合作,实现了 100 kW/800 kW 钠硫电池储能系统的并网运行(见图 1c)。2011 年 10 月,上海电气集团与中科院上海硅酸盐研究所以及上海电力公司签订合资合同,成立上海电气钠硫储能技术有限公司,开始钠硫电池的产业化开发。2015 年,上海钠硫电池储能技术有限公司在崇明岛风电场实现了兆瓦时级的商业应用示范(见图 1d)。中科院固体物理研究所近年也突破了 β-Al2O3 陶瓷的制备技术,掌握了陶瓷烧结、陶瓷玻璃封接、金属与陶瓷连接等核心技术,目前处于钠硫电池组研制的中试阶段。除此之外,韩国浦项产业科学研究院(RIST)针对平板和管式钠硫电池进行较为系统的工程化开发。RIST 从 2005 年开始申请钠硫电池材料与制造的专利,目前持有 53 项以上相关有效专利。(二)钠 – 金属氯化物电池在国内外的发展与应用现状美国通用电气有限公司于 2007 年购买了英国 beta R & D 公司的 ZEBRA 电池技术,建立 “Durathon”电池品牌,经过 11 年研发,投入资金超过 4 亿美元。早期主要面向车用,图 2a 为装载 Durathon 动力电池的矿车。目前 GE 在全球多个国家和地区的电网和电信领域运行了总计 15 MW 以上、30 余个 ZEBRA 电池储能项目。图 2d 分别为 Durathon 扩展储能系统。2017年1月,超威电池与 GE 开展技术合作,合资成立浙江绿能(安力)能源有限公司,进军国内储能电池市场。2010年,与 GE 拥有同一技术源头的 MESDEA 公司和 FIAMM 成立新公司 FZ SONICK SA,并推出了 SONICK 商标的 ZEBRA 电池,主要应用在电动车、备用电源等领域。2015 年,FZ SONICK 的 ZEBRA 电池储能解决方案被德国航空和运输领域的跨国公司庞巴迪公司选中,为 Innovia Monorail 300 平台列车项目提供备用电源服务。图 2b 和图 2e 分别为 SONICK 电池应用于微网储能及其储能单元的情况。FZ SONICK 还为萨沃纳大学校园提供了智能电网储能系统。从2016年开始,德国弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所(IKTS)也在 ZEBRA 电池上持续投入。2019年3月,欧洲储能展会上,IKTS 展示其最新开发的“Cerenergy” 陶瓷钠 – 氯化镍高温电池。该型号的钠镍电池容量为5kWh,由 20 个单电池组成,每千瓦时成本将低于 100 欧元。2015年11月,作为 SunShot 聚光太阳能发电阿波罗计划的子计划,美国能源部提供犹他州盐湖城 Ceramatec 公司和乔治亚技术研究所总计 234.878 万美元经费支持,重点开发聚光太阳能高温熔盐钠盐蓄电模块,预计实现 92% 以上的蓄电效率目标。同时,美国西北太平洋国家实验室在美国能源部支持下持续开展平板型钠盐电池的产业化研发。在国内,从2014 年开始,中国科学院上海硅酸盐研究所在前期钠硫电池和钠镍电池的研发基础上,开展钠镍电池产业化的推进工作。2017 年,中国科学院上海硅酸盐研究所参股成立上海奥能瑞拉能源科技有限公司,开展钠镍电池产业化开发。如图 2c 和图 2f,目前该公司已完成年产100MWh 的钠镍电池工厂的全线调试,进入第一代产品的试生产阶段。图 2 钠 - 金属氯化物电池储能产品及其商业应用实例五、我国储能钠电池发展面临的挑战储能钠电池在电力系统和电信系统具有极大的应用优势,并得到全球储能市场的普遍认可,但是由于其技术难度大,目前储能钠电池的成熟技术在全球范围内仅由日本 NGK、美国 GE、意大利 FIAMM 等几家企业掌握,我国储能钠电池的发展还面临以下诸多挑战。(一)储能钠电池技术几乎被国外垄断近年来,中国科学院上海硅酸盐研究所在储能钠电池的相关领域开展了技术革新和示范应用,基本掌握了钠硫电池和钠镍电池的全套技术,形成了具有自主知识产权的储能钠电池完整技术路线,但是总体而言,我国自主知识产权储能钠电池的技术成熟度不高,规模化生产设备需要高代价的定制,尚未形成储能钠电池的成熟产品体系。超威集团引进美国 GE 的成熟技术,进行储能钠电池国产化的尝试也尚未在国内外市场打开局面,根本原因是我国储能钠电池的发展目前仍然只能依赖和引进日本和美国公司的技术,尚不具备独立开发新一代储能钠电池的能力,技术革新的速度无法应变市场的需求。(二)储能钠电池上下游产业链供给不足导致高成本储能钠电池的高温技术瓶颈极大地限制了涉足储能钠电池开发的研究院所和企业的数量,导致储能钠电池在产业链的推动上困难重重。经过测算, 1 GWh 钠 – 氯化镍电池生产线上生产电池的成本约为 1050 元 / 度电,当生产线产能提高至 10 GWh,电池成本可降至 800 元 / 度电以下。然而,目前储能钠电池的生产规模不足以带动上下游产业链的快速发展。NGK、GE 等公司同样面临电池成本偏高的困境。对我国而言,储能钠电池中钠硫电池的含耐腐蚀涂层的集流体外壳等零部件、钠 – 氯化镍电池的关键原材料 T255 镍粉(英国 Inco 公司)还依赖进口,国产化替代方案缺失。储能钠电池的中温运行环境对保温箱等下游供应的要求较高,但我国尚没有类似产品开发。储能钠电池上下游产业链供给不足成为推动储能钠电池技术发展和成本降低的一大障碍。(三)储能钠电池的评估检测标准和评估平台缺失1998 年,美国能源部国家可再生能源实验室就钠盐电池的健康状态、滥用安全特性和回收处理办法出具了说明书式的研究报告。2017 年, FIAMM SoNick 公司根据美国标准 UL 9540A 对 ZEBRA 电池产品进行了安全性测试,从单芯、模组和电池单元架三个层面进行了系统的安全性能评估。2018 年,电气与电子工程师协会(IEEE)出台了编号为 IEEE Std 1679.2—2018,标题为“静态储能应用中钠 -beta 电池的表征和评估指导”的指导性标准。该标准为静态储能应用的用户评估钠 -beta 电池的性能、安全性,以及进行合格评估测试和监管等问题提供了指导。这些研究报告和标准的建立很大程度上促进了美国和欧洲等国家和地区储能钠电池的规范化和市场化。由于我国储能钠电池的产业化处于初级阶段,相关评估检测标准缺失,相应的评估平台和评估机构尚不支持储能钠电池的性能和安全性评估,这也成为储能钠电池产业大步推进的障碍之一。六、对策建议(一)支持储能钠电池相关材料科学的研发和工程化技术攻关从国外的发展经验来看,储能钠电池最初的很多成果出自国家能源部门或能源用户部门牵头组织的应用研发和技术攻关。2020 年 1 月,教育部、国家发展和改革委员会、国家能源局联合制定了《储能技术专业学科发展行动计划(2020—2024 年)》(简称《行动计划》),旨在立足储能产业发展重大需求,统筹整合高等教育资源,加快发展储能技术学科专业,加快培养储能领域“高精尖缺”人才,破解共性和瓶颈技术,增强产业关键核心技术攻关和自主创新能力,以产教融合发展推动储能产业高质量发展。《行动计划》将为储能行业的发展注入强大的动力。提升我国自主知识产权储能钠电池的技术成熟度同样需要重视相关基础材料的研发,更重要的是从战略层面组织有研发基础的优质企业和科研院所合作开展工程化技术攻关,提供相关项目支撑,集中精力解决储能钠电池中存在的“卡脖子”问题和推进储能钠电池在国外经验基础上的升级换代,以期在短期内实现我国储能钠电池技术体系的成熟化发展。(二)推动储能钠电池相关上下游产业的聚集发展产业规模是储能钠电池发展的关键因素,形成一定体量的产业集群对于降低储能钠电池的制造成本,提高储能钠电池的市场竞争力至关重要。在提升储能钠电池的技术成熟度的中后期,储能钠电池相关上下游产业的聚集发展是储能钠电池真正走向应用市场的关键一环。引导社会资本,围绕技术创新链布局产业链,加强技术、资本与产业的融合,通过产业链合作及协同,提高资源利用效率,提升储能钠电池的市场竞争力。大型储能钠电池示范项目的规划和实施是推动相关上下游产业发展的一个契机,有望使我国储能钠电池的发展驶入良性循环的快速通道。(三)建立健全储能钠电池的相关标准以及推动高温钠电池评估平台的建设2018 年以来,国内外频发的起火事故给正在起步的储能产业浇了一盆冷水,也让储能的安全问题成为舆论焦点。有业内专家认为,储能事故并非是一个简单的技术问题,更多是标准的问题。标准是技术发展的总结,也需要政策法规从上而下的引导。国家能源局会同其他主管部门曾多次发文,力推储能标准化工作,要求建立起较为系统的储能标准体系。储能钠电池作为新型的储能技术,相关标准缺失的问题尤为突出,迫切需要建立健全相关检测和评价标准。如果我国以出台储能钠电池的相关行业标准,甚至能够出台发布国家标准,相信能在很大程度上推动储能钠电池的商业化发展。认证机构基于相关标准可以推动高温钠电池评估平台的建设,从而从政策上督促储能钠电池开发市场标准化、规范化,为其大规模应用、顺利与应用市场接轨打下坚实基础。

作者: 胡英瑛 吴相伟 温兆银 侯明 衣宝廉 详情
description
宁德时代2023年实现批量生产,钠离子电池:姗姗来迟、正待起跑

7月29日,宁德时代举办了钠离子电池线上发布会。作为动力电池行业的引领者,宁德时代的一举一动都格外引人关注。此次宁德时代高调发布钠离子电池,随之而来的评价不一。有人表示,它将引领新的“风口”,促进多元化技术路线发展;有人认为,这里面或也涉及对资本市场的考量。计划2023年批量生产事实上,锂离子电池并非电池领域的新技术,早在上世纪80年代,其与锂离子电池就同时进入了科研人员的视野。在多重因素作用之下,锂离子电池得以大规模发展,并从消费电子逐步走向动力电池领域。“当时,钠离子电池的优势不突出,所受关注也并不高。”一位不愿透露姓名的业内人士对《中国汽车报》记者表示,随着电池技术的发展,钠离子电池近10年来取得了较大进步。比如,2018年,中科海钠就推出了首款钠离子电池低速电动车。据了解,宁德时代此次推出的钠离子电池优势比较明显。首先是取得了能量密度的重要突破。一般认为,钠离子电池能量密度为90~150Wh/kg,而宁德时代产品的电芯单体能量密度高达160Wh/kg,并计划将下一代钠离子电池的能量密度提高到200Wh/kg。目前,国内两家龙头企业中科海钠、钠创新能源的钠离子电池能量密度分别为135Wh/kg和120Wh/kg,英国Faradion公司产品的能量密度为140Wh/kg。第二是改善快充性能。宁德时代钠离子电池常温下充电15分钟,电量可达80%以上。第三是低温性能优异。在零下20℃的低温环境中,宁德时代钠离子电池也能拥有90%以上的放电保持率,系统集成效率可达80%以上。当前,钠离子电池仍处于产业化初期,动力电池企业纷纷布局相关技术与产能。宁德时代方面表示,计划2023年基本形成钠离子电池产业链。华阳股份今年4月发布公告称,全资子公司新阳能源拟投资新建“钠离子电池正极材料千吨级生产项目”、“钠离子电池负极材料千吨级生产项目”两个项目,总投资合计1.4亿元。英国FARADION公司、日本松下、丰田等国外企业也都在进行产业化探索。目前,全球开展钠离子电池业务的公司达20多家。广发证券的相关研究数据显示,2025年,国内钠离子电池潜在应用场景需求量为123GWh,以磷酸铁锂电池价格计量,对应537亿元左右的市场空间。为何此时“杀出重围”?在采访中,业内人士纷纷表示,在锂资源紧张与原材料涨价的大背景下,宁德时代推出钠离子电池恰逢其时。“目前,整个动力电池产业链都面临依赖锂资源进口的挑战,如果在钠离子电池上有所突破,将有效降低对锂资源进口的依存度。宁德时代在动力电池领域具有较高的代表性,其发布钠离子电池会提高整个行业对此的关注度,应该说起到了一个较好的带头作用。”中国汽车动力电池创新联盟副秘书长马小利在接受记者采访时表示,宁德时代对动力电池研发体系的布局很全面,一直在进行技术创新,此次推出新品说明在某些方面实现了对钠离子电池的技术突破。资料显示,我国80%以上的锂原料依赖进口,而且其不断攀升的价格也让行业承压明显。相比之下,钠资源储量非常丰富,而且提炼简单。据中科海钠测算,受益于更低的材料成本,钠离子电池较锂离子电池成本通常低30%~40%。“如果钠离子电池的产量达到一定规模,其成本有望降到磷酸铁锂电池的水平甚至更低。”马小利说。新能源和智能网联汽车独立研究员曹广平认为,宁德时代推出钠离子电池的大背景在于:“双碳”趋势需求下,全球锂资源有限,钠资源是较大补充。新能源汽车、电力储能、5G基站备用电源以及两轮电动车的快速发展,拉动锂电池需求飙升,造成了原材料(预期)涨价等市场供需不平衡的情况。除此之外,北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员、汽车分析师张翔还补充道,作为上市公司,宁德时代推出钠离子电池或有资本市场方面的考量。此前,宁德时代将发布钠离子电池的消息一经发布,直接拉动其股价上涨。7月29日,宁德时代股票上涨6.05%,7月底市值达1.28万亿元,环比上升2.99%。同时,钠离子电池概念股也一路跟涨。7月29日,盛弘股份、湘潭电化、科瑞技术涨停,海目星、机器人等纷纷跟涨;7月30日早盘,钠离子电池概念股再现大涨,天能股份以20%的涨幅涨停。将成为动力电池补充路线在马小利看来,钠离子电池可以作为当前动力电池技术路线的补充,不过要想大规模商业化仍需跨过诸多挑战。比如,钠离子电池本身自重较重,作为动力电池还要在能量密度上实现突破。此外,钠离子电池的正负极、电解液等材料供应也尚未形成规模。“钠离子电池产业的发展需要下游市场的拉动,同时也应给予宁德时代等勇于实现技术突破的企业鼓励和认可。”她说。张翔告诉记者,钠离子电池最大的“硬伤”还是能量密度较低,达不到目前新能源汽车补贴的要求,因此在市场推广上具有一定的难度。另外,钠离子电池尚未实现商业化,许多数据仍来自实验室,技术待进一步发展和成熟。据介绍,宁德时代在电池系统集成方面开发了“AB电池解决方案”,即锂离子电池与钠离子电池混合共用,并进行不同电池体系的均衡控制,以此弥补钠离子电池在现阶段的能量密度短板,同时发挥出电池系统高功率、低温性能的优势。有业内人士指出,目前,钠离子电池非常适合的应用场景包括两轮车和储能领域。相对而言,铅酸电池寿命短、污染大,因此钠离子电池有望逐步实现对其的替代。中信证券的研报显示,在能源变革的大时代下,钠离子电池在资源丰富度、成本方面优势明显,未来几年随着产业投入的加大,技术走向成熟、产业链逐步完善,有望在储能等领域实现商业化应用,在一定程度上形成对锂离子电池、铅酸电池等成熟储能技术的补充。“只要有市场需求的电池,就有存在与发展的意义。”马小利强调。曹广平也表示,每一种电池都有自己的技术特点,而每一个应用领域又对电池提出了不同的技术要求。总体来看,未来行业将出现多种电池技术路线并行发展的局面。对于钠离子电池来说,其商业化前景还要综合考量技术突破、工艺难题攻克及综合性价比等方面的进展。政策层面也明确了未来钠离子电池在储能领域的发展方向。7月15日,国家发展改革委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范,以需求为导向,探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。行业人士认为,钠离子电池未来有望加快应用于电网侧、用电侧和发电侧储能。

作者: 赵玲玲 详情
description
钠离子电池时代要来了?

在智能物联网时代,大量的智能设备需要电池,从智能手机、智能手表、笔记本电脑到新能源汽车等,电池的续航时间、充电快慢、环境适应性等成为智能设备竞争的重要维度,目前在消费电子市场和新能源汽车市场锂离子电池处于“一统江湖”的主流地位。现在这样的格局有可能要发生改变了。7月29日,宁德时代创始人曾毓群在网上正式发布钠离子电池,并表示宁德时代钠离子电池具备低温性能、快充性能以及更强的环境适应性,未来将与锂电池共存发展。钠离子电池的时代要来了吗?钠离子电池有哪些特性?又将带给智能设备世界怎样的电力“动力”?每一种新技术能够得以生存并快速发展,都是因为拥有了比现存市场技术更优的差异化特点,这个定律放之四海。从目前来看,钠离子电池与锂离子电池的差异化在于低温性能和快充方面。按照宁德时代研究院副院长黄起森介绍,目前宁德时代开发的第一代钠离子电池,电芯单体能量密度为160Wh/kg,在当前处于全球最高水平;在常温环境下下充电15分钟,电量可达80%;即便是在-20°C的低温环境下,放电保持率仍然高达90%以上;同时,在系统集成效率上,可以达到80%以上;具有优异的热稳定性,并且超越了国家动力电池强标的安全要求。“总体来看,第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池,但是在低温性能和快充方面具有明显的优势。特别是在高寒地区,高功率应用场景。” 黄起森说。其实,钠的化学性质,电池工作原理都和锂非常相似,在化学元素周期表中,钠元素与锂元素为同一主族,物理化学性质极为相似。甚至钠离子电池和锂离子电池连“命运改变人”都是同一“群族”,2019年诺贝尔化学奖颁给了美国的迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆、约翰·班尼斯特·古迪纳夫以及日本吉野彰三位化学家,奖励他们“在发明锂电池过程中做出的贡献”。事实上,钠离子电池也是惠廷汉姆研发的,只是锂电池各方面优势突出并且发展神速,因此钠离子电池在商业上没有大规模普及。锂在电势、原子量、离子半径等基本性质上,相对而言都是比钠更好的材料。锂的原子量更低、离子半径更小,锂的理论质量比容量是钠的3.3倍,锂的理论体积比容量是钠的1.8倍;且锂的电位更高,比钠高出12%,锂材料的电池更具竞争优势。因此锂离子电池也更早大规模商业化。最近几年,钠离子电池之所以被高度关注,有几个关键原因,一是从总量上看,因为钠储藏量要比锂丰富,具有更好的发展可持续性。目前地壳中钠储量达2.74%,而锂储量仅为0.0065%,是锂资源的440倍,而且锂离子电池回收经济价值低。钠离子电池活性材料中不含昂贵的钴,使其具有更强的可持续性。二是从地区分布上,各个区域的锂储藏也不均匀。我国仅拥有世界锂资源储量的5.93%,锂矿大多位于青藏高原地区,开采难度大,致使我国锂矿对外依存度高。钠离子电池对我国减少锂资源对外依存度具有重要战略意义。三是钠资源提炼相当简单,钠离子电池大规模商用后,具有较大的成本优势。事实上,钠离子电池应用前景广阔,在电动车市场上,钠离子电池具有低成本、低能量密度、安全性强等特性,是铅酸电池更好的替代品。而且随着可再生能源大批量上网,电网侧与发电侧对储能的需求愈发强烈,为钠离子电池市场化应用提供土壤。目前来看,钠离子电池产业化商处于初级阶段,面临的主要挑战是成本优势不明显、工艺和产业链不成熟、核心电极材料和电解液规模化供应渠道缺失、缺少电池相关标准化等。不过,分析机构认为,钠离子电池具备产业化快速提升的潜力。钠离子电池与锂离子电池生产线、制作工序相似,随着锂电和上游材料企业入局,产业化进程会大幅提速。目前中国大约有20多家企业从事钠离子电池研发及上下游配套包括宁德时代、中科海纳、容百科技、深圳比克电池、欣旺达、华阳股份、沧州明珠、恩捷股份、中材科技、璞泰来等。相对于其他企业,据宁德时代透露其已解决了材料在循环过程中容量快速衰减这一世界性的难题,而宁德时代之所以能够解决这个难题,得益于模拟计算和设计仿真。据介绍宁德时代构建了高通量材料集成计算平台,在原子级别上对材料进行了模拟计算和设计仿真,对材料表面进行重新设计,解决了材料在循环过程中容量快速衰减的问题,使新材料具备了产业化的条件。按照黄起森介绍,在正极材料方面,宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料,创新性地对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题;在负极材料方面,宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性;在电解液方面,宁德时代还开发了适配钠离子电池正极负极材料的新型独特电解液体系;在制造工艺方面,钠离子电池可以与目前的锂离子电池制造工艺和设备相兼容。宁德时代在发布会上透露,目前公司已经开始进行钠离子电池产业化布局,计划是到2023年要能形成基本产业链。分析机构的预测是在未来3~5年,钠离子电池产业链会基本形成,钠离子电池相关工艺、相应的电池管理系统、相关技术体系也会趋于成熟。

作者: 李佳师 详情
description
钠电池是锂电池的良好补充,产业化开始加快

钠电池工作原理与锂电池类似,生产设备也基本兼容,材料体系有一定变化,钠电池凭借能量密度和循环性能的优势,有望在储能和两轮车等市场获得商业应用。在车用动力电池领域,钠电池优秀的低温、快充、安全性是对锂电池的补充,但能量密度和循环性能差距较大,不过宁德时代提出了动力电池中采用锂电池和钠电池混配辅以BMS升级的方案,有望推动钠离子电池在交通领域应用。钠离电池作为一种新的路线,其核心的原材料供应更大宗和普遍,有助于摆脱电池上游战略资源瓶颈,能更好的满足未来TWh时代电池技术多样化需求,是锂电池良好的补充,预计其规模的应用可能在2023年左右或以后。摘要钠电池简介。钠电池工作原理与锂电池类似,同时生产设备也基本兼容。不过材料体系有较大变化,正极一般采用普鲁士白和层状氧化物,负极选用硬碳,集流体均采用铝箔,隔膜和电解液没有大的变化。性能方面,钠电池在低温性能、安全性、成本(大规模量产后)方面具备优势,能量密度和循环性能均介于锂电池和铅酸电池之间。钠电池作为锂电池的补充,主要应用市场在储能等领域。钠电池的能量密度、循环寿命优于铅酸电池,同时具备较强的安全性和较低的成本。根据产业反馈,目前钠电池主要开始应用在储能和两轮车领域替代铅酸电池。在动力领域,钠电池优秀的低温和快充性能是锂电池的良好补充,但能量密度有一定差距,不过宁德时代提出在动力电池系统中将锂电池和钠电池混配并升级BMS的方案,可能会推动钠电池在车载市场应用。钠电池对保障供应链安全有战略意义。我国仅拥有世界锂资源储量的5.93%,且开发有一定难度,我国锂矿主要依赖进口,镍资源也主要在海外,资源供应可能是锂电池产业进一步壮大后将面临的潜在约束之一。而钠资源储量丰富、分布广泛,且更容易获取,钠电池的研发储备和产业化对保障我国电池产业战略资源供给安全具有重要意义。在未来TWh的电池生态中,钠电池应该会有一席之地。产业化可能在未来几年。国内具有比较成熟的钠电池生产研发能力的企业主要是宁德时代、中科海纳、钠创新能源。宁德时代的第一代产品单体能量密度达160wh/kg,系统集成效率达80%,零下20度容量保持率90%,在常温下充电15分钟电量达到80%,综合性能优异。目前国内钠电池产业化刚起步,供应链还没形成,钠电池材料主要依靠电池公司自身研发。随着产品迭代和提升,电池产业应用可能进一步加快,根据宁德时代估计,钠电池规模应用可能在2023年左右或以后。投资建议:继续推荐宁德时代,其余关注华阳股份(煤炭)、浙江医药(化工)、鼎盛新材(招商有色)。风险提示:钠电池技术升级和推广低于预期、成本下降幅度低于预期。1、钠离子电池简介1.1钠离子电池工作原理钠离子工作原理与锂离子电池类似。钠离子电池作为充电电池的一种,主要由正、负极、电解质、隔膜、集流体等组成。其工作原理是利用钠离子在正负极之间的可逆脱嵌从而实现充、放电的,与锂电池类似。钠离子电池的分类。钠离子电池可分为钠硫电池、水系钠离子电池、有机钠离子电池、固态钠离子电池。钠硫电池主要以金属钠作为负极、非金属硫作为正极、β-A12O3陶瓷管同时充当电解质和隔膜,是目前唯一同时具备大容量和高能量密度的储能电池。截止2020年,全球从事钠离子电池工程化的公司超过20家,包括松下、丰田等。2017年,我国首家钠离子电池公司中科海钠成立,依托中国科学院物理研究所的技术,目前在技术开发和产品生产上都初具规模。1.2 材料体系与锂电池有所不同相比锂电池,钠离子电池材料使用有差异。钠离子电池中,正极材料:使用钠离子的活性材料,常见的包括普鲁士蓝、铜铁锰或镍铁锰层状氧化物,需具有良好的电化学性、化学稳定性、热稳定性、安全性,以此保证较高的理论比容量和电池循环寿命;负极材料:由于钠的半径较大,并不能在石墨层中可逆的脱嵌,因此一般选择具备嵌入钠离子的能力强、体积变形小、扩散通道好、化学稳定性好等特点的硬碳材料。电解质和隔膜:可以沿用锂电池体系中的材料,但电解液中的六氟磷酸锂需要换成六氟磷酸钠。集流体:由于锂电池主要以石墨作为负极,铝箔作为负极集流体在低电位下易与锂形成合金,因此需使用铜集流体,而钠离子正负极均可使用价格较低铝箔作为集流体。1.3 钠资源储量丰富,成本有望继续下降钠资源储量丰富。钠资源储量丰富,地壳丰度可达2.74%,价格低廉且提炼简单。而锂储量仅0.0065%,主要分布于澳大利亚、南美地区。钠离子电池对保障我国资源供给具有重要战略意义。我国仅拥有世界锂资源储量的5.93%,且开发有一定难度,我国锂矿主要依赖进口,镍资源也主要在海外,资源供应可能是锂电池产业进一步壮大后将面临的潜在约束之一。而钠资源储量丰富、分布广泛,且更容易获取,钠电池的研发储备和产业化对保障我国电池产业战略资源供给安全具有重要意义。在未来TWh的电池生态中,钠电池应该会有一席之地。钠离子电池成本有望继续下降。钠电池外形封装(圆柱、软包、方形)与锂电池相同,同时锂电池的生产设备大多可以兼容钠离子电池,原始设备成本支出与锂电池相当。材料中,除隔膜外,钠离子电池的正、负极、电解液、集流体的价格较锂电池材料低。不过,由于钠离子电池制备工艺不够成熟、生产设备仍有待改善,生产效率较低且产品一致性及良品率均低,目前的生产成本明显高于锂离子电池。但未来当技术成熟实现规模化效应后,其降本空间更大。2、钠电池作为锂电池的补充,主要应用市场在储能等领域2.1 钠离子电池产品性能分析有望逐步替代铅酸电池,是锂电池的良好补充。钠离子电池的能量密度、循环寿命优于铅酸电池,但低于锂离子电池。对比铅酸电池,同等容量的下,钠离子电池的体积小、重量轻,且能量密度超过铅酸电池的2倍以上。同时,相比于锂离子电池,钠离子电池的内阻比锂离子电池高,发生短路时发热量少温度较低,且在放电过程中可可放电至0V,因此钠离子电池较锂离子电池的安全性能更加优异。未来首先可能取代铅酸电池并逐步实现低速电动车、储能等领域的无铅化发展。在钠离子电池储能与动力领域,国内企业中科海钠处于产品研发生产的领先地位。目前研发的产品覆盖了电动自行车、低速电动车、规模储能等领域,均可在零下20℃至55℃工作。中科海钠电池使用的技术路线是铜铁锰,生产的钠离子电池循环寿命约为4500次,与磷酸铁锂相当,优于锰酸锂和三元材料;能量密度高于145Wh/kg,与锰酸锂接近。钠创新能源致力于做镍铁锰正极材料(NaNi1/3Fe1/3Mn1/3Q2),即三元层状氧化物正极-硬碳负极体系的钠离子软包电芯,循环寿命约为5000次。2.2 目前的商业化应用主要在储能和两轮车储能是钠离子电池主要的应用场景。2021年6月,由山西新阳清洁新能源与中科海钠主导的1MWh钠离子储能系统在山西落地。其利用阳泉储量丰富、成本低廉的无烟煤作为前驱体,采用中科院全球首创的碳基负极材料生产技术和正极廉价原料加工工艺生产,具有成本最低、安全性能高、低温性能良好、循环寿命长等特点,可广泛应用于低速电动车、家庭储能、5G通讯基站等大规模储能装置。钠离子电池打入两轮电动车市场。2021年7月7日,国内第二大电动两轮车爱玛科技在发布会上表示将使用钠离子电池搭载在未来旗下的电动两轮车上,其钠离子电池由钠创新能源提供。2019年,钠创新能源完成了吨级材料产线。目前1000-3000吨级产线基本建成试运营,3000吨可以对应百万辆爱玛电动车。储能和两轮车市场适合钠电池,车用动力市场还需观察。钠电池规模化生产后成本低,同时安全性好,能量密度、循环寿命尚可,在储能和两轮车市场更有优势。在动力领域,钠电池优秀的低温和快充性能是锂电池的良好补充,但能量密度有一定差距,不过宁德时代提出在动力电池系统中将锂电池和钠电池混配并升级BMS的方案,可能会推动钠电池在车载市场应用。3、国内企业已经开始布局,大规模产业化可能在2023年以后宁德时代电池产业优势雄厚,已经推出钠电池产品。公司已经发布第一代钠电池产品,单体能量密度达160wh/kg,系统集成效率达80%,同时零下20度容量保持率90%,在常温下充电15分钟电量达到80%,综合性能优秀。公司材料体系均为自身研发,采用普鲁士白(铁锰基氧化物,普鲁士蓝的升级版)和层状氧化物作为正极,硬碳作为负极(克容量350mah/g)。未来下一代钠电池能量密度目标突破200wh/kg。中科海钠依托中科院物理所,钠离子电池技术领先。中科海钠成立于2017年,核心技术来源于中国科学院物理研究所清洁能源实验室,是国内首家专注于钠离子电池研发与生产的高新技术企业,公司拥有钠离子电池核心专利15篇,在钠离子电池全生产链各个环节已掌握具有完全自主研发的核心技术,目前已成功开发出的钠离子电池能量密度达到145Wh/kg。2021年4月,华阳股份全资子公司新阳能源与中科海钠合作,拟建设2000吨钠离子电池正极材料和2000吨钠离子电池负极材料项目。钠创新能源团队源于上海交大,产品覆盖广泛。钠创新能源成立于2018年,其中,浙江医药参股40%,但不参与实际经营。公司核心团队源自上海交大马紫峰教授钠离子电池技术研发团队,首席科学家马紫峰教授发表钠离子电池相关文献16篇,公司拥有30余项发明专利,涵盖钠离子电池正极材料、电解液、电池的设计制造以及系统集成与管理等。公司核心产品包括铁基三元材料前驱体、铁酸钠基三元正极材料、钠电电解液、电芯及系统应用产品等。2021年7月7日,爱玛科技在经销商大会上发布钠离子电池,电池由钠创新能源负责,未来将搭载在自己的电动两轮车上。大规模产业化可能在2023年以后。目前国内钠电池还没有形成大规模的产业链,电池企业处于前期的电化学体系积累阶段,材料主要依靠自身研发。未来随着产品成熟度持续提升,国内钠电池产业链可能逐步形成,根据宁德时代预计,可能在2023年以后。投资建议钠电池工作原理与锂电池类似,生产设备也基本兼容,材料体系有一定变化,钠电池凭借能量密度和循环性能的优势,有望在储能和两轮车等市场获得商业应用。在车用动力电池领域,钠电池优秀的低温、快充、安全性是对锂电池的补充,但能量密度和循环性能差距较大,不过宁德时代提出了动力电池中采用锂电池和钠电池混配辅以BMS升级的方案,有望推动钠离子电池在交通领域应用。钠离电池作为一种新的路线,其核心的原材料供应更大宗和普遍,有助于摆脱电池上游战略资源瓶颈,能更好的满足未来TWh时代电池技术多样化需求,是锂电池良好的补充,预计其规模的应用可能在2023年以后。推荐与关注:宁德时代:7月29日发布第一代钠离子电池产品,已经完成前期的电化学体系积累。华阳股份(煤炭):间接持有中科海钠1.66%的股权。浙江医药(化工):持有钠创新能源40%股权。鼎盛新材(有色):钠电池中铜箔改用铝箔。风险提示1)钠电池技术升级和推广低于预期。钠电池的能量密度、循环性能还有待提升,如果技术无法持续升级,可能导致推广不及预期,下游应用空间比较有限。2)成本下降幅度低于预期。钠离子电池理论成本会更低,但目前还没有进入大规模量产阶段,生产工艺和设备还不够成熟,因而成本还比较高。若成本下降幅度低于预期,可能导致大规模商业化应用低于预期。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
钠离子电池能取代锂离子电池吗?

钠离子电池是锂电池的潜在替代品,但锂离子电池的阳极却不能为钠离子电池提供同样的性能。对于钠离子电池来说,缺乏结晶结构的无定形碳被认为是一种有用的阳极,因为它有缺陷和空隙,可以用来储存钠离子。氮/磷掺杂的碳也具有不错的电性能。在《Applied Physics Reviews》中,来自浙江大学、宁波大学和东莞理工大学的研究人员描述了他们如何应用原子尺度的基本物理概念来构建钠离子电池的高性能阳极。掺杂的非晶碳,特别是富电子元素掺杂的非晶碳,是一个很好的储钠阳极,但对于钠存储的工作原理或掺杂碳的掺杂效果,还没有获得一致的解释。为了寻求答案,研究人员使用能级轨道的概念来解释吡咯氮和一个磷氧键的亲和力、它们的原子相互作用、电子分布和电子云配置。为了更近距离地了解独特的存储行为,他们应用了第一原理计算,这是一种利用基本物理量来计算物理性质的方法。它基于电子密度函数,这是量子力学的一个概念,可以揭示晶体的分子结构。当他们分析了嵌入在改性碳材料内的钠离子的电子分布、体系化学参数和吸附能量时,他们发现吡咯氮和磷氧键显示出真正的钠存储潜力。研究人员设计了一种水热处理方法来构建磷-氧结构的前体,然后在碳阳极上掺入双电子丰富的元素,显示出增强电池的循环寿命和容量的电化学性能。他们的阳极实现了5000次循环寿命,容量增强到220毫安时/克,并减少了容量损失(0.003%/循环)。论文标题为《Sodium storage behavior of electron-rich element-doped amorphous carbon》。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
2020年以来主要液流电池签署项目汇总

新型储能政策推动液流电池进入商业化前期,国内装机规模未来2年有望实现成倍增长,并在大规模可再生能源并网与电网调峰领域率先爆发。2021年以来,锂离子电池上游原材料价格暴涨与产能紧缺,暴露出过度依赖单一技术路线的风险:锂电池下游需求快速释放造成上游价格上升,产能供应不足,导致储能与电动车、两轮车、智能家居等下游“抢电池、抢原料”的情况发生。另外,储能锂电池产品寿命不长、火灾爆炸等事件时发等问题也影响了锂电池储能产品的应用。2021年7月,国家发改委和能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,文件提出要坚持储能技术多元化,推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用,实现液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期。液流电池等新型储能电池的政策春天正逐步来临。液流电池在大规模储能的优势:超长循环寿命、高安全稳定性、绿色环保液流电池通过不同电解液离子相互转化实现电能的储存和释放。与传统二次电池相比,其电极反应过程无相变发生,可以进行深度充放电,能耐受大电流充放。与其他电化学储能技术相比,液流电池最突出特点就是循环寿命特别长,最低可以做到10000次,部分技术路线甚至可以达到20000次以上,整体使用寿命可以达到20年或者更长时间。其次,液流电池的储能活性物质与电极完全分开,功率和容量设计互相独立,便于模块组合设计和电池结构放置;储存于储罐中的电解液不会发生自放电;电堆只提供电化学反应的场所,自身不发生氧化还原反应;活性物质溶于电解液,电极枝晶生长刺破隔膜的危险在液流电池中大大降低;同时流动的电解液可把电池充电/放电过程产生的热量带走,避免由于电池发热而产生的电池结构损害甚至燃烧;最后,液流电池的电解液可以实现回收再利用,相比铅蓄和锂离子电池,不会对环境造成污染。产品分类看,液流电池按照电解液体系的不同可分为全钒、铁铬、锌溴等不同技术路线。全钒液流电池是目前商业化最为成熟的液流电池路线。首先,全钒液流电池经过多年示范考核,其大规模储能的工程效果已得到充分的验证,其他路线由于示范时间短,仍需要经历较长的验证周期;相比铁铬等技术路线,全钒液流电池的电解液、隔膜、膜电极等原材料供应链已经初步成型,国产化进程不断加快,已能够支撑起开展百兆瓦级的项目设计与开发,其产业配套更加成熟;最后,全钒液流电池系统(10MW-4小时储能配置)的单瓦时成本已经能够控制在2-3元的水平,已经具备初步商业化应用的条件。铁铬液流等路线虽然具备更大的降本空间,但从技术瓶颈突破、产业链培育和产能建设的进度看,未来五年其他液流电池路线的成熟度和成本水平仍难与全钒液流电池相媲美。液流电池与其他电化学电池技术对比资料来源:公开资料,高工产研新能源研究所(GGII),2021年10月综上,液流电池是更适合大规模、长时间储能场合的储能电池技术路线。从产业配套成熟度看,全钒液流电池将是未来五年主流的液流电池技术路线。随着装机规模的快速提升,液流电池的储能性能优势将会越发突出。2020年以来市场回顾:签订项目数创新高,产业链企业扩产加速需求端看,目前液流电池电化学储能装机量占比偏低,无论是全球还是中国,比例均低于1%。但2018年以来液流电池签订项目数和装机项目数均创新高,市场热度明显提升。以国内为例,根据不完全统计,仅从2021年到2021H1,国内规划的液流电池装机量超过6GW,容量超过20GWh。预计2022-2023年该批项目将会密集投运,整体规模将在2021年的基础上翻番,届时有望为国内液流电池市场带来巨额订单需求。2010-2020年全球液流电池装机量增长情况(MWh)资料来源:美国能源部2020年以来主要液流电池签署项目资料来源:公开资料、高工产研新能源研究所(GGII)整理.,2021年10月供给端看,根据GGII产业调研,大连融科、北京普能世纪、乐山伟力得为代表的电池企业,苏州科润、攀钢钒钛为代表的上游配套企业自2018年以来陆续融资扩产,为即将爆发的液流电池市场屯兵备粮。2021年国内主要液流电池产业链扩产项目(部分)资料来源:公开资料、高工产研新能源研究所(GGII)整理.,2021年10月现阶段液流电池市场规模较小,整体竞争格局尚未全面打开,大连融科与北京普能世纪涉足液流电池时间较长,其凭借着电堆产品迭代能力、供应链整合能力和MW级液流电池项目设计运维能力暂时处于国内领先地位,其装机规模也遥遥领先国内其他同行。但随着其他新进入者的加入与扩产项目的完成,未来市场竞争格局仍将存在较大的变数。产品技术端看,液流电池最为诟病的是其能量密度偏低,生产成本偏高。要推进液流电池储能技术的普及应用,还需要将电堆的功率密度、能量密度和转化效率再提升一个层次,从而降低电池的成本,提高其可靠性和稳定性,这是行业已经达成的发展共识。GGII预测未来5年,液流电池的产品技术发展将重点围绕着电堆结构设计的数值模拟仿真、更高效低成本电堆原材料(离子交换膜、双极板和碳毡等)、高功率密度电堆开发和电解液体系创新等四大方面开展。"十四五"储能液流电池规模预判:2025年全钒国内装机有望突破1GW随着各地液流电池储能示范项目落地并获得技术验证,"十四五"期间将是液流电池从定点示范走向推广的重要机遇期。高工产研新能源研究所(GGII)预测,"十四五"期间全钒液流电池凭借着更为成熟的产业配套和产品技术、更低的初次投入成本,将成为主流的液流电池技术路线。2025年全钒液流电池国内装机量有望突破1GW,新增的装机量主要来源于电源侧的可再生能源并网和电网侧的削峰填谷两大应用领域。增长的驱动力主要包括:1)新型储能政策号召下,国电投、华能、华润等能源央企加快投资液流电池等新型储能示范项目,推动液流电池装机量上一个台阶;2)大连融科、普能等国内产业链企业扩产项目投产,带动电解液、电堆产业链配套规模扩大,制造成本进一步下降;3)国内电价市场化改革持续,取消工商业目录电价、扩大峰谷电价差等电价改革措施在国内逐步落地,增强市场对不同储能技术路线的包容性和液流电池商业盈利性;4)锂离子电池安全隐患和储能时长有限缺陷使液流电池得到新的成长机会。为全面了解储能液流电池供求发展、技术路线、企业布局、未来前景等状况,高工产研新能源研究所(GGII)通过实地走访、电话调研、参考公开资料等途径获取了大量的行业信息并进行深度分析,最终形成《2021年中国储能液流电池市场调研分析报告》。报告共分7章,从储能细分领域(电源侧、电网侧和用户侧)、储能液流电池需求规模、竞争格局、产品与技术、重点企业、风险与建议等方面,为想要了解储能液流电池从业者提供全面的行业数据和分析报告。数据范围说明●本报告数据更新至2021年6月。●本报告数据以中国大陆地区数据为主,少量涉及全球其他地区数据。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
钒电池产业链深度解析

在“碳达峰、碳中和”背景下,以风电光伏为主的清洁能源将逐渐取代以煤炭、石油为主的化石能源。由于风电、光伏间歇性发电的特点,储能正在从过去的“可选项”变为发展新能源过程中的“必选项”。#钒电池#当前储能相关支持政策推出速度显著加快。2021年7月15日,国家发改委、国家能源局正式印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,明确到2025年新型储能装机规模达30GW以上,未来五年将实现新型储能从商业化初期向规模化转变,到2030年实现新型储能全面市场化发展。文件提出要坚持储能技术多元化,推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用,实现液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期。目前主要的液流电池包括铁铬电池、锌溴电池及全钒电池等。其中,全钒液流电池是目前研究和应用最广泛的液流电池技术,其十分适合作为储能电池,尤其是在光伏、风电等新能源领域。以钒电池为代表的液流电池,2019年装机规模为20MW,2020年装机规模达100MW,据不完全统计2020年以来钒电池项目,装机量已经超过6GW,容量超过20GWH。按照《关于加快新型储能发展的指导意见》政策制定目标,2025年累计实现新型储能30GW装机量,钒电池渗透率20%+,当前渗透率为1%左右,由于光伏、风电等将带动储能行业高速发展,钒电池未来发展前景广阔,2021至2025年有望是钒电池渗透率提升的第一阶段爆发期。钒电池有望成为储能行业大发展赛道上的新星。钒电池的工作原理:资料来源:UET钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,VRB),为液流电池的一种,是一种基于金属钒元素的氧化还原的电池系统,其电解液是不同价态的钒离子的硫酸电解液。从应用领域来看,钒液流电池当前已实现在智能电网、通信基站、偏远地区供电、可再生能源及削峰填谷等项目中的应用。全钒液流电池,寿命长、规模大、安全可靠的优势尤为突出,可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站不易燃烧,可实现100%放电,而不损害电池,成为规模储能的首选技术,在调峰电源系统、大规模风光电系统储能、应急电源系统等领域具有广阔的应用前景。钒产业链上游:资源端储量丰富钒在地壳中为第17种常见元素,在地壳中的含量为0.02~0.03%,分布广泛。钒常以钒铁、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于冶金、宇航、化工和电池等行业。钒很少形成独立的矿物,主要赋存于钒钛磁铁矿、磷酸盐岩、含铀砂岩和粉砂岩中,此外还有大量的钒赋存于铝土矿和含碳物质中(如石油、煤)。绝大多数的钒供应来源于共伴生矿床:钒产量中大约有71%来自钒钛磁铁矿炼钢后得到的富钒矿渣,18%直接来自钒钛磁铁矿,二者合计达到89%,其他的钒来自钒铀矿、含钒燃油灰渣、含钒石煤、废化学催化剂等等。钒主要以伴生元素赋存于钒钛磁铁矿中:资料来源:USGS全球钒矿储量主要集中在中国、俄罗斯、南非,中国储量占全球的43%。中国的钒矿产量占全球62%。2020年全球钒静态开采年限达到253年,相比于其他金属20-50年的静态开采年限,钒的资源十分充足,其资源储量完全有能力保障需求的数量级增长。中国的钒矿产量占全球62%:资料来源:USGS, 行行查国内钒资源主要以钒钛磁铁矿共伴生存在为主,分布区域主要有四川攀枝花地区、河北承德地区和辽宁朝阳地区。从钒储量来看,四川攀枝花地区的钒资源最为丰富,攀枝花市境内钒钛磁铁矿保有储量达237.43亿吨,其中钒资源储量达1865万吨,约占全国储量的62%,攀钢钒钛是国内最大的钒产品生产商,2020年公司钒产品产量占国内产量的18.75%。具备钒制品(折合V2O5)产能2.2万吨/年,外加托管的西昌钢钒的产能1.8万吨/年,公司实际控制的产能达到4万吨/年。我国主要钒生产企业还包括河钢承德钒钛新材料、川威特殊钢、四川德胜集团钢铁、承德建龙特殊钢等。经历产能出清过后的钒行业集中度提升,竞争格局优化,龙头企业定价权进一步提升。攀钢钒钛行业龙头地位得到强化与巩固,定价权得以进一步提升。钒产业链下游:钢铁为主要应用领域,储能需求高速增长钒的下游包括钢铁与铸造、钛合金、化工以及储能,钒的应用集中在钢铁领域,占比达到85%。储能方面则被用在全钒氧化还原液流电池中。根据Roskill,得益于对螺纹钢标准的执行,中国的钒使用强度已经超过了世界平均水平,正在超发达国家迈进。到2030年,全球钢铁对钒的需求将达到约136000吨,年均复合增长率达到2.7%。“双碳”背景下钢铁行业对钒的需求增量有限。随着储能的高速增长,钒电池有望带动钒需求呈现爆发式增长。Roskill预测到2030年,VRFBs的钒需求将以约56.7%的复合年增长率增长。世界银行预测,到2050年,单是储能领域的钒需求量就可能达到2018年全球钒产量的两倍。钒电池与锂电池相比的优劣势从成本端来看,与锂电池相比,钒电池最大的劣势就是成本。随着消费电子和新能源汽车对锂电池行业的拉动,锂电市场规模急剧扩大,技术不断进步,加上规模效应,带来成本的大幅下降。资料来源:CNKI, 行行查由于尚未规模化商用,且受制于设备、产能以及高额的前期投入,目前钒电池成本约为锂电池的2-3倍。以当前集装箱交付的价格(含电池包、温控系统、换流系统、消防系统、监控系统等),目前钒液流电池成本达3-3.2元/Wh,对比目前储能锂离子电池成本约1.2-1.5元/Wh,钒电池仍面临巨大的价格压力。全钒液流电池储能系统由电堆、电解液、管路系统、储能变流器等组成,其中电堆和电解液成本占系统总成本的85%左右。随着政策推进,钒电池形成规模化、集群化产业后,电池成本有望进一步下降。全钒液流电池关键技术:资料来源:《全钒液流电池》,行行查相比锂电池,安全是钒电池最大的优势。与目前储能电站的主流电池——使用非水电解液的锂电池不同,由于全钒液流电池电解质离子存在于水溶液中,发生过热、爆炸的可能性大大降低,液流电池的安全性能让其在电池领域脱颖而出。另外,不同于锂80%供应在海外,钒的供应大约50%在国内,资源不会受制于人。钒的需求结构一直相对稳定,90%来自钢铁,储能目前只占1%。但是随着储能进入爆发期,2025年占比有望超过15%,2030年有望超过30%。正如2015年的锂钴和2018年的镍的发展格局,新的需求领域带来了新的成长空间。随着储能行业的快速发展,钒产品未来的需求空间打开,钒有望成为继锂钴镍之后能源金属。钒电池放电过程:资料来源:北京普能从钒电池的历史发展沿革来看,钒电池相关研究源于1984年UNSW对2/3价与4/5价钒离子电对在氧化还原电池中的应用,并于1988年开始进入工业研发阶段。1995年,中国工程物理研究院电子工程研究所从率先在国内开始钒电池的研制。先后研制成功了500W、1000W的钒电池样机,成功开发了4价钒溶液制备、导电塑料成型及批量生产、电池组装配和调试等技术。2002年,钒钢龙头企业攀枝花钢铁公司以深化资源利用为目的,与中南大学合作介入了钒电池的研发。2009年,中国普能实现对全球最大钒电池公司VRB Power Systems公司的资产收购,包括其拥有或控制的所有专利、商标、技术秘密、设备材料等。此外,VRB PowerSystems公司的核心技术团队加入合并后的公司。资料来源:行行查从钒电池市场格局来看,目前钒电池市场体量较小,龙头格局未显,产业仍处于发展初期。目前全球范围内研发和制造企业主要包括日本住友电工SEI、大连融科、北京普能、美国UniEnergyTechnologies等。国内钒电池生产企业主要为北京普能、大连融科、武汉南瑞(国网英大子公司)、上海电气及伟力得。根据国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》所制定的目标,到2025年新型储能装机规模将达30GW以上,与目前的装机量相比仍有巨大的空间。钒电池由于其寿命较长,安全性较好,其在储能领域的渗透率将稳步提升,2025年钒电池在储能领域渗透率有望达到15%-20%。国家能源集团北京低碳清洁能源研究院储能技术负责人刘庆华表示:“十四五”时期,我国全钒液流电池将迎来非常好的大规模推广时机。随着各地全钒液流电池储能示范项目落地并获得技术验证,未来5年内预计将是全钒液流电池从成熟走向推广的重要窗口期。”

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
为储能电池“加料” 我国科学家研制出新型钒液流电池电极材料

记者从长沙理工大学获悉,该校丁美、贾传坤教授团队,联合重庆大学教授孙立东、中科院北京纳米能源与系统研究所研究员孙其君,及中科院金属研究所等多个科研团队,利用电沉积和氧化还原靶向催化交叉结合技术,共同开发出了一种大规模储能钒液流电池用的普鲁士蓝复合电极材料,可显著提高钒液流电池功率密度和能量效率。这种新型电极材料,有望助推钒液流电池“提质降本”,为其进一步商业化应用提供了新思路。目前,成果进入应用孵化阶段,这一研究成果也于日前发布于全球工程技术与材料类著名期刊《SMALL》上。可再生能源开发和利用的迫切性,众所周知。可再生能源的快速发展,则有赖于高安全、低成本、长寿命的大规模储能新技术。电化学储能,是储能技术的一个重要分支。其中,钒液流电池因具有循环寿命长、安全可靠、功率与容量独立等优点,是目前最有应用前景的大规模储能技术之一。不过,要将这类电池产业化,则“受制”于电池性能和成本。电极材料是决定钒液流电池功率成本和效率的关键材料之一。目前,最常用的电极材料为碳毡或石墨毡,这类电极材料对钒离子的催化活性低,比表面积也低,成为钒液流电池“提质降本”,进入商业化应用的瓶颈。寻找到高活性、低成本的电极材料,是业内专家研究的热点和重点。研究团队历时3年,开发了该种普鲁士蓝复合电极,有效提升了钒离子反应活性,从而显著提高了钒液流电池功率密度和能量效率。“用这个复合电极组装的钒液流电池,功率密度较碳毡电极提升了50%以上。在100毫安每平方厘米的电流密度下,能量效率甚至超过88%。”丁美说。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
钒电池能否挑战锂电池地位?业内专家:前者更适合规模储能环节

锂电池产业已经十分成熟,资本市场也已经孕育了宁德时代(300750,SZ)等优质龙头。新能源电池的路线这么多,这一产业未来是否还会有黑马杀出?钒电池成为被看好的其中一条路线。今日(7月31日),由四川省钒钛钢铁产业协会和中国铁合金在线联合主办的第十届中国钒业发展论坛在成都召开。会上,钒电池技术路线成为业内热议问题。多位业内专家表示,随着风能、太阳能等清洁能源的发展,储能环节将为钒电池带来巨大的需求。相较锂电池,钒电池的安全性、储能容量都有优势。不过,钒电池要完成成熟的商业化进程,还需要解决高成本等制约条件。中国科学院金属研究所研究员严川伟表示,大规模储能环节适合钒电池。图片来源:每经记者 胥帅 摄钒电池需求在规模电力储能在第十届中国钒业发展论坛上,钒资源的发展等成为热议问题。“加快培育世界级钒钛钢铁现代产业集群。”四川省经济和信息化厅党组成员、副厅长翟刚在论坛上表示,四川钒资源储量约占全国总储量的63%,大部分集中在四川攀西地区。其中,攀钢集团钒产业国内第一,目前也是世界排位第一。在四川省“5+1”现代产业体系中,提出加快建设钒钛钢铁稀土等先进材料产业。钒电池,曾经在2018年火过一阵。伴随钒电池概念的兴起,2018年的攀钢钒钛因掌握上游资源被资金热炒。当年9月到10月间,攀钢钒钛(000629,SZ)股价上涨超过了50%。不过钒电池的商业应用迟迟未有突破,炒作幅度自然无法与成熟的锂电池板块相比拟。从规模看,截至2019年底,中国已投运储能项目累计装机规模32.4GW,其中电化学储能的累计装机规模位列第二。这当中,锂离子电池的累计装机规模最大,为1378.3MW,占比80.6%;钒电池为代表的液流电池装机规模仅有20.52MW,占比1.2%。不过钒电池的装机量正在逐步增长,据国际钒技术委员会统计,全球在运行的钒电池项目达到113个,总装机为39.664MW,总容量为209.8MWh。四川星明能源环保科技有限公司副总工程师张忠裕表示,2020年上半年,国内外钒电池生产和应用市场已逐渐活跃。“钒电池现在处于商业化前期,它主要应用于新能源储能环节。”张忠裕告诉《每日经济新闻》记者,储能是钒电池的最大优势,特别适用风力发电、光伏发电的储能环节,“像光伏发电主要在白天作业,晚上没有阳光怎么办?”中国科学院金属研究所研究员严川伟表示,新能源产业链的储能需求,对钒电池这类液流电池来说是刚性需求。“储能必须做到能源安全,要求电池具备稳定性。大规模储能环节,钒电池安全的稳定性就很高。”严川伟对《每日经济新闻》记者表示,根据《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,以10%为配比,2020年光伏发电储能达到6GW,储能金额为300亿元。不只是光伏,电网削峰填谷同样存在巨大的储能需求。商业化突破需降低成本通常来说,钒电池都会被用来与锂电池比,但严川伟认为这样的比较并不科学。严川伟表示,锂电池和钒电池的应用场景不一样,比较优势不一样,缺点也是各不相同。更为关键的是,锂电池已经进入成熟的商业化运作,钒电池距离这一市场水平还有一段路要走。“锂电池的理论和应用很成熟,能量密度很高,这是优势。但钒电池是用于规模电力的用途。”严川伟说,这涉及到不同的产业环节,钒电池适合大容量储能应用,锂电池则涉及小容量。基于不同的应用场景,两种电池展现的技术优势也各不一样。钒电池充放电不涉及固相反应,电解液使用的损耗非常小。基于这一优势,钒电池用于大规模电力储能时,会减少传输阶段的电力损耗。张忠裕说,况且钒电池体量比锂电池大,这决定它很难直接用于新能源汽车。但需要注意的是,钒电池虽然展示了在储能领域的技术优势,可商业化进程为何没有大的突破?“主要还是成本太大。”张忠裕说,他此次在论坛的报告主题就是降低钒电池成本,“10kW/40kWh钒电池储能系统为例,储能系统成本占比最大为钒电解液成本,占总成本的41%,电堆成本达到37%,两者总和达到78%。降低钒电池价格最有效的办法就是降低钒电解液及电堆的生产成本。”严川伟表示,降电堆成本就是要开发低成本材料、提高电流密度,降电解液成本就是要有低成本的钒源、低成本技术路线。张忠裕说,钒电池的材料成本高,“主要是没有大规模商业化,缺乏产业配套的企业。产业成熟,规模经济起来了,单位成本就会降低。”另一方面,张忠裕认为,钒电池产业环节具有较高的门槛,即初始的投资要求较高,“虽然拉长时间周期,整体成本和锂电池差不多。但它的初始投入资金就高出很多。”所以,严川伟也建议企业要进入钒电池领域,需要明确在产业链的定位。严川伟和张忠裕均表示,钒电池解决了经济性问题,那么产业化和商业化的那天就能很快到来。但也有业内人士表示,钒电池是钒需求潜在增长点,但不确定性很大,“有一定前景,仍需要通过示范工程验证”。不过总体来看,钒电池的未来还是被广为看好,钒矿资源也会有需求。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
description
中国科学家研发出新一代全钒液流电池电堆

中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)11日发布消息称,该所研究员李先锋、张华民领导的科研团队近日成功研发出新一代低成本、高功率全钒液流电池电堆。风能、太阳能等可再生能源固有的随机性、间歇性、波动性、直接并网难等特性,一定程度上限制了可再生能源的发展利用。全钒液流电池是一种高性价比、高能效、长寿命的规模储能技术,其可将不稳定的可再生能源储存,并实现平稳输出利用。经测试,该电堆在30千瓦恒功率运行时,其能量效率超过81%,100个循环容量无衰减。据介绍,全钒液流电池储能系统由电堆、电解质溶液、管路系统等组成,其中电堆起到了至关重要的作用。而相对于传统全钒液流电池电堆,新一代电堆采用的可焊接多孔离子传导膜可以提升离子选择性,提高电解液的容量保持率,此外,多孔离子传导膜的成本远低于商业化的全氟磺酸膜,从而可大幅度降低电堆成本。“我们通过应用自主研发的可焊接多孔离子传导膜,实现了对电池电堆组装工艺的改进。”大连化物所研究员李先锋表示,新一代全钒液流电池电堆不但保持了传统电堆的高功率密度,相比传统电堆,其总成本也下降了40%。大连化物所方面表示,新一代全钒液流电池电堆的成功研发,将大幅度降低全钒液流电池系统的成本,推动全钒液流电池的产业化应用。上述工作得到了中国科学院“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目的支持。(完)

作者: 杨毅 详情

视频系统 更多

  • description 819电池节丨为行业加油,为梦想添能

供应信息 更多

  • description 厂家生产不锈钢超声波振动筛 锂电振动筛 超声波精细筛分设备定制
  • description 免维护铅酸蓄电池
  • description VRLA 船舶潜艇机车铅酸蓄电池外壳 OPZS 200ah
  • description 2V 太阳能机车铅酸蓄电池外壳 OPZV 200ah

求购信息 更多

品牌推荐