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钠离子电池将成“后起之秀”?
近日,我国首个大型锂钠混合储能站正式投产。据了解,这座装机容量达400兆瓦时的储能站,每年可调节电量5.8亿度,绿电占比高达98%。业内人士认为,我国大型锂钠混合储能站的投产,为钠离子电池产业带来了新机遇,但同时也让产业发展所面临的瓶颈进一步凸显。钠离子电池产业未来的发展,需要在技术突破、成本控制以及政策完善等多方面持续探索与发力,才能真正释放潜力,在新能源领域占据一席之地。在全球新能源产业快速发展、能源结构加速调整的背景下,钠离子电池受到行业和市场广泛关注。这主要得益于其两大优势:一方面,钠元素在地球上储量丰富,远超锂、铅、钒等金属,能够有效控制生产成本,也不存在资源短缺风险;另一方面,钠离子电池的低温性能出色,在零下30摄氏度环境中仍能保留90%的电量,而锂电池在低温下电量损耗明显。凭借这些优势,钠离子电池有望推动新能源领域的技术变革。国际智能运载科技协会秘书长张翔在接受《中国能源报》记者采访时表示,钠离子电池可细分为钠硫电池、钠盐电池与钠—空气电池。其中,钠硫电池因具备高能量密度以及良好的循环稳定性,在大规模储能应用领域,如电网级储能、电动汽车等方面表现出色,在钠离子电池市场中占据重要份额。2023年,钠硫电池在钠离子电池市场中的占比达到52%,钠盐电池和钠空气电池的市场占比分别为30%和18%。目前,国轩高科、比亚迪、中航锂电、时代新能源等企业均有涉猎。除储能领域外,目前在车辆应用方面,两轮车、三轮车和低速车成为钠离子电池较有潜力的“试验田”。由于商用车对能量、电量和电功率有着较高要求,而钠离子电池能量密度低、规模较小,难以满足这些需求,所以在商用车领域的普及还需产业各方在技术、产能、应用等多个环节协同发力。张翔提供了一组数据:钠离子电池2023年出货量约0.7吉瓦时,价格仍高于锂电和铅酸电池;2024年超3.7吉瓦时,主要应用于储能(占比最高)、小动力及少量电动汽车;2025年预计超7吉瓦时,2030年有望达到109至200吉瓦时。钠离子电池的市场发展前景被广泛看好。业内人士认为,2025年将成为钠离子电池规模化交付的元年,2025至2030年间将进入高速增长阶段。“2024年,我国钠离子电池市场需求量约为11.9吉瓦时;2025年,我国钠离子电池需求量将达到28.2吉瓦时;到2028年需求量更是会攀升至95.6吉瓦时。在市场规模方面,2025年预计突破100亿元,2027年更是有望突破500亿元大关,2030年,出货量将达到347吉瓦时。”张翔说。值得一提的是,因其工作原理和结构与锂电池相似,不少业内人士认为钠离子电池有望复制锂电池的发展路径,成为电化学电池领域的“后起之秀”。参考锂电池的发展历程,2010至2020年的10年间,锂电池市场规模从不足百亿元增长至超千亿元,这也为钠离子电池的未来发展提供了想象空间。不过,张翔也坦言,钠离子电池的发展面临着不少挑战,最突出的问题在于工艺尚未完全成熟。以电极材料制备工艺为例,由于技术尚不完善,生产过程中废品率高达15%至20%,导致成本增加。“虽然已有报道称钠离子电池应用于部分车辆,但相关车辆销量并未公开,这也表明钠离子电池仍处于试验阶段,距离大规模商业化运营还有很长的路要走。并且由于现阶段生产量少,其成本甚至高于锂电池,大规模生产困难重重。”“目前,国家对钠离子电池仅有政策扶持,并没有像锂离子电池那样的补贴政策,例如免购置税等优惠措施。这使得车企在开发钠离子电池时缺乏足够的经济激励,导致该技术路线更多处于观望状态,常被当作后备技术来对待。行业期待国家能够出台更多针对性政策支持,如给予购置补贴、税收优惠、研发奖励等实质性激励措施,优化产业配套政策,构建完善的政策扶持体系,加快钠离子电池技术研发与产业化进程,推动其在新能源汽车、储能等领域的规模化应用 ,助力我国新能源产业实现多元化、高质量发展。”张翔建议。
来源:中国能源报
中国实力领跑全球动力电池市场
近日,韩国市场分析机构SNE Research公布的数据显示,2025年第一季度,全球上牌的电气化车辆(含油混、插混、纯电)动力电池装车量合计为221.8GWh,同比增长38.8%。从全球动力电池装车量排名前十的企业名单来看,中国企业继续占据主导地位,坐拥6个席位,分别是宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬锂能、蜂巢能源,市占率合计达到67.5%。至于另外4家,依然是日本的松下,以及韩国三大电池厂商——LG新能源、SK On和三星SDI。日韩企业的增速远不及中国车企,甚至三星SDI和松下的动力电池装车量还出现了下滑。中国厂商优势再扩大 从市占率来看,在全球车用动力电池市场上,中国厂商不止占据“半壁江山”。2022~2024年,全球动力电池装车量十强榜单中,中国企业合计市占率分别为60.4%、63.5%和67.1%,今年第一季度为67.5%。可以看出,中国动力电池企业的市占率正在稳步提升。如果再加上不在榜单前十的中国企业,那么中国动力电池在全球市场的份额大约在7成左右。从上榜名单来看,宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬锂能的排名相对稳定,而蜂巢能源取代欣旺达跻身十强。从增速来看,中国电池厂商普遍保持了30%~100%的高速增长,尤以蜂巢能源增速最高。这主要归功于其去年第四季度订单量的井喷式增长,以及市场对蜂巢能源短刀电池的认可。除了长城汽车、吉利等国内客户外,随着宝马MINI新车型持续上市,以及Stellantis多款车型的热销,蜂巢能源的动力电池海外出货量及海外业务占比也在不断攀升。当然,从市占率来看,宁德时代依然保持全球第一的地位。除诸多中国汽车品牌外,特斯拉、宝马、梅赛德斯-奔驰、大众集团等海外车企也广泛采用宁德时代的电池。值得一提的是,就在5月20日,宁德时代在港交所主板挂牌上市。据此前公布的上市申请书显示,宁德时代港股上市募集到的资金将重点用于海外产能扩张、国际业务拓展及境外营运资金补充。事实上,中国动力电池全球占比之所以稳步提升,除了与国内新能源汽车市场红红火火有关,多家中国电池企业在海外市场取得突破也是重要原因之一。根据SNE Research的数据,今年1月,全球动力电池装车量十强中,6家中国企业在海外动力电池市场的份额提升至38.6%,首次超过韩国三大电池厂商。比亚迪的动力电池装车量同比增长62%,达到37GWh,位居第二。与其他同行不同的是,比亚迪的动力电池主要是内供。凭借价格竞争力,比亚迪打造了多款热销车型,今年第一季度全球销量突破100万辆,同比增长近60%。面对超预期表现,比亚迪将年度销量目标上调至550万辆,这势必将助推其动力电池装车量继续攀升。国轩高科的动力电池装车量为7.7GWh,同比激增86.6%,是榜单中增速第二快的企业。目前,国轩高科的动力电池广泛应用于奇瑞、吉利、零跑、上汽通用五菱、长安、VinFast、Rivian等车企,海外市场出货量加速增长。相比之下,中创新航承压,增速在6家中国企业中最低,为31.5%。除了激烈的竞争压力,可能也是由于中创新航较为依赖广汽、小鹏等大客户,而广汽埃安2024年销量下滑逾两成,2025年虽逐步回升,却难复当年“黑马”之势。亿纬锂能整体表现相对稳健。通过布局大圆柱电池技术的研发与应用,亿纬锂能在技术层面与同行形成差异化竞争优势。进入2025年以来,亿纬锂能接连宣布成为一汽奔腾、长安等多家车企的定点供应商。日韩厂商份额遭挤压 海外厂商中,无论是韩国三大电池厂商,还是日本的松下,表现都不太理想。具体来看,第一季度,LG新能源、SK On、三星SDI的市占率合计为18.7%,较去年同期下降了4.6个百分点。从企业情况来看,LG新能源的大客户包括特斯拉、起亚、大众集团、雪佛兰等。特斯拉销量萎靡,导致LG新能源与之相关的动力电池搭载量同比下滑近两成。好在大众ID.系列、起亚EV3销售强劲,再加上雪佛兰品牌旗下Equinox、Blazer和Silverado电动汽车的销量增长,使得LG新能源的动力电池总装车量实现了15.1%的增长,达到23.8GWh。不过,这一增速依然低于行业平均水平,其市占率也由去年同期的12.9%降至10.7%。再看SK On,其动力电池主要搭载在现代汽车和起亚汽车旗下车型上,其次是梅赛德斯-奔驰和大众集团。今年第一季度,现代IONIQ 5和IONIQ 6表现亮眼,起亚EV6同样在欧美市场热销,梅赛德斯-奔驰EQA、EQB等搭载SK On电池的车型销量良好,与去年同期持平。与此同时,大众ID.7和ID.4的强劲销量也对SK On的电池装车量增长产生了积极影响。多方助力下,SK On的动力电池装车量实现了35.6%的增长,达到10.5GWh,可以说是日韩电池企业中表现最好的一家了。三星SDI则很不乐观,其电池主要搭载在宝马旗下车型上,其次是奥迪和Rivian。宝马i4、i5、iX等车型销量稳定,但Rivian旗下的R1S和R1T车型入门级版本采用了其他企业生产的磷酸铁锂电池,这对三星SDI的电池装车量产生了负面影响。再加上奥迪Q8 e-tron销售不振,最终导致三星SDI的电池装车量出现负增长。另外,从财务业绩来看,三星SDI近日公布的财报显示,第一季度,三星SDI营收为31770亿韩元,同比下滑34%,环比下滑15%。营业利润、税前利润、净利润均为亏损,营业利润率由5.2%降至-13.7%,盈利能力急剧下降。从产品线来看,核心的电池业务板块表现不佳是主要拖累。受4680电池项目延迟以及欧洲高端电动汽车需求持续疲软影响,动力电池出货量下滑,再加上工厂利用率低、固定成本高,三星SDI的盈利能力明显下滑。相比之下,LG新能源的财务状况有所好转。数据显示,第一季度,LG新能源通过降本增效,实现扭亏为盈,营业利润达到3747亿韩元,其中包含获得美国《通胀削减法案》提供的4580亿韩元税收抵免。剔除税收抵免,其业绩仍较去年同期有显著改善。LG新能源首席财务官李昌实强调,北美市场新款电动车型的稳健出货和成本效率提升,是盈利的关键驱动因素。至于SK On,母公司SK Innovation在财报中指出,第一季度其电池业务营收1.61万亿韩元,营业亏损2993亿韩元。随着北美地区需求增加,营业亏损同比有所收窄。再看松下,作为前十中惟一上榜的日本电池厂商,松下的表现很大程度上取决于其大客户特斯拉。特斯拉销量下滑直接冲击到松下的业绩,使得其电池装车量出现下滑。再加上家电、工业设备等核心业务竞争力衰退,就在5月9日,松下宣布,计划在全球范围内裁员1万人,并终止没有盈利前景的亏损业务,整合、撤销部分分支机构。不过,电池所属的松下能源部门不在裁员范围内,且松下对于电池业务前景仍持乐观态度。SNE Research也预计,松下将通过为特斯拉推出改进后的2170和4680电池,带动销量和业绩回暖。此外,在保持对特斯拉电池供应的同时,数据中心用电池、储能等也是松下未来聚焦的重点领域。押注固态电池等前沿技术 在全球动力电池市场上,中国企业暂时领先,但市场格局仍在不断变化。当前,各大电池厂商都在竞相研发具有更长续驶里程、更快充电速度和更低成本的电池技术。尤其是全固态电池,成为各方追逐的焦点。作为下一代动力电池的重要技术路线,全固态电池受到全球主要国家的高度关注。目前,中国、日本、韩国、美国等多国企业和研发机构都在全固态电池领域加大布局。在今年3月底举行的2025中国电动汽车百人会论坛上,多位专家学者、企业和政府领导指出,全固态电池是动力电池产业竞争的下一个关键“制高点”,对产业具有颠覆性影响。一旦全固态电池实现量产,或将在很大程度上改变现有市场格局。“半固态电池技术哪个最领先?应该是我们中国,这是毋庸置疑的。”合肥国轩高科动力能源有限公司首席科学家朱星宝指出,但全固态电池的竞争才刚刚开始。日本专利调查公司Patent Result的统计数据显示,在全固态电池专利布局方面,日韩全球领先,排名前十的机构均为日韩企业,中国近年来加大了全固态电池专利布局,但与国际领先企业相比仍有较大差距。量产方面,宁德时代5月15日披露的投资者活动记录显示,公司董事会秘书兼副总经理蒋理称,公司在全固态电池上持续坚定投入,技术处于行业领先水平,2027年有望实现小批量生产。国轩高科也于5月17日宣布,公司首条全固态电池中试线已建成,设计产能0.2GWh,样品的电芯能量密度为350Wh/kg,已开启装车路测。比亚迪年初也表示,计划2027年启动全固态电池的批量示范装车应用,技术路线以硫化物为主。为了更好地与中国企业竞争,韩国电池厂商也在推进产品阵容多元化,包括磷酸铁锂电池、全固态电池等。其中,三星SDI正在同时开发磷酸铁锂电池和全固态电池,计划分别于2026年和2027年实现量产。SK On的全固态电池也计划最早2027年实现商业化。另外,现有的液态锂离子电池也在不断升级。今年年初,蜂巢能源发布了越野电池、蜂行短刀电池、商用车远路电池、商乘共用混动电池四大新品。LG新能源与通用汽车近日宣布,将合作开发新型富锂锰基(LMR)方形电池,显著降低电池成本,且据称其能量密度可较性能最优的磷酸铁锂电池高出33%。储能领域成竞争“新战场” 在抢夺车用动力电池大单的同时,诸多电池厂商也在不断扩展应用场景,布局储能、人形机器人、低空经济等新兴领域。宁德时代首席技术官高焕此前表示,未来宁德时代将在麒麟、神行、逍遥、天行等各品牌的产品上持续迭代,同时在舰船、低空经济等新场景不断推出新的产品。“未来随着新一代包括钠离子电池、M3P、固态电池技术以及产品的成熟,我们还会有更多场景被解锁。”他说。尤其是储能,被很多电池厂商视为第二增长曲线,前景广阔。鉴于人工智能、电动汽车等清洁技术的能源需求激增,储能系统可为压力日益增大的电网提供备用电源,现在已经有不少国家和地区开始推行电池储能。英国能源咨询公司Rho Motion的数据显示,储能电池在全球电池市场的占比已从2020年的5%增长至20%。特斯拉首席执行官马斯克去年也在财报电话会议上表示,储能系统“正像野火一样迅速蔓延”。储能领域的热潮为中国和韩国电池企业的竞争,开辟了新的战线。“中国和韩国企业将电池之争从电动汽车领域扩展到储能领域。”英国《金融时报》指出。尤其是美国储能市场高度依赖中国磷酸铁锂电池,而在美国加征关税后,中国电池企业面临高关税,这就让韩国电池企业看到了希望。以LG新能源为例,为了抢抓储能领域商机,LG新能源决定2025年启动磷酸铁锂电池生产,这比原计划提前了一年。另外,今年3月,LG新能源宣布赢得波兰国家能源集团(PGE)的储能电站订单,这将是波兰最大的储能项目。同月,LG新能源还宣布拿到台达电子的4GWh美国住宅储能系统订单,在欧洲和北美市场提升了竞争力。与此同时,LG新能源还在太阳能电动汽车、海上风电等领域加速布局,并在人形机器人、无人机等新兴应用场景积极探索。中国厂商也一样。今年年初,宁德时代斩获阿联酋的19GWh储能订单,也是中东最大储能订单。产品方面,5月7日,宁德时代发布全球首款可量产的9MWh超大容量储能系统。比亚迪则中标沙特的12.5GWh储能项目,随后又与可再生能源公司Grenergy签署协议,为其位于智利北部的阿塔卡马绿洲项目第六期供应3.5GWh储能系统。国轩高科也在储能领域收获颇丰,接连斩获储能订单。今年上半年,国轩高科推出新一代7MWh储能系统舱、第三代智能移动储能充电车等产品。亿纬锂能则称,当前公司订单充足,消费电池、储能电池已处于满产满销状态。其中,2024年亿纬锂能的储能电池出货量达50.45GWh,同比飙升91%。据第三方机构InfoLink统计,亿纬锂能2024年储能电芯出货量超越比亚迪位居全球第二位,仅次于宁德时代。据该公司透露,其马来西亚工厂储能项目按照既定规划稳步推进,预计2026年年初开始量产。就连特斯拉,也在推进储能产品销售。今年2月,特斯拉上海储能超级工厂投产仪式在上海临港举行,首台超大型商用电化学储能系统Megapack下线,而该工厂规划年产能为1万台Megapack。可以看出,包括储能在内的新兴领域,正成为中外电池企业未来增长的重要驱动因素。
来源:中国汽车报
磷酸铁锂大单频现,价格下行考验韧性
近期,磷酸铁锂行业在面临价格持续下行压力的同时,依然捷报频传,百亿元级别的长协订单持续涌现。这不仅凸显了市场需求的强劲韧性,也揭示了行业内领先企业通过技术升级和国际化布局寻求突破的积极态势。其中,宁德时代在推动高压实密度磷酸铁锂产品迭代方面的布局尤为引人注目。根据5月19日公告,万润新能将与宁德时代合作,在2025年5月至2030年间向后者供应约132.31万吨磷酸铁锂产品,按照当价格估算,交易总金额将超400亿元。宁德时代承诺每月度采购量不低于承诺量的80%,双方还将共同推进高压实密度磷酸铁锂产品的迭代和量产导入。高压实技术被视为提升磷酸铁锂能量密度和产品价值的关键方向。龙蟠科技则凭借其在海外磷酸铁锂产能的提前布局,接连斩获国际大单。6月初始,龙蟠科技控股公司锂源亚太便与亿纬锂能马来西亚签署协议,约定2026至2030年间向后者合计销售15.2万吨磷酸铁锂,合同总金额超50亿元人民币。此前,锂源(亚太)在2025年1月与福特汽车的电池合资公司Blue Oval Battery Park, Michigan签署为期五年的磷酸铁锂供货协议。此外,常州锂源还在去年年底与韩国LG新能源修订了供货协议,将供应26万吨磷酸铁锂正极材料。在国内市场,龙蟠科技同样表现不俗。5月,其控股子公司常州锂源及南京锂源与楚能新能源达成协议,预计2025至2029年间向后者销售15万吨磷酸铁锂,预估总销售金额超50亿元。为支撑其全球业务拓展,龙蟠科技集团于5月30日向常州锂源增资3.697亿元人民币,主要用于支持印尼工厂二期发展及湖北襄阳工厂的新磷酸锰铁锂生产线。龙蟠科技的印尼项目是中国磷酸铁锂行业在海外投产的首个生产基地,其稀缺性正在为企业带来潜在的价值提升。另一正极材料生产商丰元股份亦在4月宣布,其全资子公司丰元锂能与惠州比亚迪电池签订为期三年的磷酸铁锂合作框架协议,比亚迪承诺在同等商务条件下优先采购。上述大单的签订,共同反映出下游需求的稳固。然而,与订单频现形成对比的是,磷酸铁锂行业正经历严峻的价格、利润双重考验。2024年,正极材料环节成为锂电产业链中营收与利润降幅最为显著的一环,主要归因于锂盐原材料价格的急剧下滑。锂盐价格已从2022年末的约每吨60万元,降至2023年末的10万元,至2024年末进一步跌至7.7万元。受此影响,2024年磷酸铁锂行业毛利率持续下探至3%左右。头部铁锂材料企业,2024年在满产、且单吨成本控制在3万元以下的情况下,单吨毛利不到5000元,且营收和毛利的降幅远超销量增幅,显示出以价换量策略面临巨大压力。而市场价格的下行趋势仍在持续。今年5月,在供给过剩及上游低成本锂矿产能释放的影响下,碳酸锂价格已跌破每吨6万元。市场预测,年内锂价低位可能进一步下探至每吨5万元。传导至磷酸铁锂市场,截至五月底,动力型和储能型磷酸铁锂的市场均价分别降至每吨3.2万元和3.1万元,环比上月有所下降,较年初则下降约1000至1500元/吨。在此背景下,铁锂行业亟待结构性转型。高压实磷酸铁锂因其性能优势,被视为提升产品价值的重要途径。据悉,2.6g/cm³以上的高压实磷酸铁锂产品可实现每吨约2000元的溢价,但当前行业内此类产能相对集中且紧缺,扩产步伐谨慎。不过,海外市场对磷酸铁锂的需求正在加速起量,同样将为行业带来新的增长点。近期,韩国两大电池制造商LG能源和三星SDI均计划在与通用汽车公司共同拥有的美国工厂引入磷酸铁锂电池生产线,释放出信号。通用汽车计划在其7款电动车型中的5款部署磷酸铁锂电池,包括雪佛兰Bolt、Equinox、Blazer及Silverado EV等主力车型。LG新能源与通用汽车合资的田纳西州工厂,部分产能将转向LFP电池生产。三星SDI则与通用汽车同意于2027年在印第安纳州合资厂导入电动车用磷酸铁锂电池生产线。综上所述,尽管磷酸铁锂行业短期内面临价格下跌与利润空间收窄的挑战,但频现的大额订单,特别是来自海外市场以及高压实等高附加值产品的订单,反映出需求的坚实基础和产业升级的明确方向。行业普遍认为,优质产能的供应尚显紧缺,低端产能则面临出清压力。未来,海外市场的成功拓展以及高压实等技术的突破,将是引领磷酸铁锂行业走出当前困境、实现价值重塑的关键。
来源:高工锂电
中国动力电池回收产业:千亿蓝海下的三大挑战与九个研究方向
行业现状近年来,随着中国新能源汽车产业的蓬勃发展,动力电池的需求量也急剧增加。然而,动力电池的使用寿命有限,随之而来的是大量退役动力电池的回收问题。中国政府高度重视动力电池回收利用,出台了一系列政策措施,推动产业健康发展。图1 2014-2024年有关新能源汽车动力电池管理的国家政策图2 2020年5月至2024年,地方政府推进动力电池回收利用的补贴政策表1 中国与其他国家在废动力电池管理7个维度上的政策演进阶段(截至2024年)产业规模扩张迅速:2023 年,中国企业占全球动力电池装机量的 63.5%,在头部企业中名列前茅。其中,宁德时代和比亚迪共同占据超过一半的市场份额,达到 52.6%。中国动力电池产量从 2016 年的 30.8 GWh 猛增到 2023 年的 675 GWh,增长了 21.9 倍。电池装机量的持续扩张为闭环回收系统创造了强劲的原料来源,促进了工业共生框架的形成。从 2013 年到 2023 年,中国废旧动力电池呈指数级增长,并于 2020 年后进入加速退役阶段。2025 年的废旧动力电池量将在 53 万吨到 127 万吨之间。动力电池回收市场规模由2018年的58.3亿元上涨至2023年的269.5亿元,显示出巨大的发展潜力和经济价值。图3 中国动力电池回收市场规模。(a)表示全球动力电池装机量Top10的情况(单位:GWh)。其中有方块和三角形标记的是中国企业。(b)表示2013-2023年中国动力产能、电池装机量;(c)表示中国2013-2023年退役动力电池预估产生量。(d)表示2018-2027年中国动力电池梯次利用和回收利用市场规模预测值中小企业占据主导:自 2013 年以来,中国注册的动力电池回收企业数量每年都在增加,从最初约 811 家增长到 2023 年的超过 5万多家,呈现出“低资本集聚”的时空演变模式。注册资本低于5百万元的企业比例从 41% 上升到 66%,低于5千万元的企业比例达到了 98%。废旧动力电池数量的激增激励了大量的企业进入该领域。从空间上看,该行业仍然主要集中在东部沿海省份,与“胡焕庸线”的划分非常相似。图4 2013 - 2023年中国大陆动力电池回收企业数量、注册资本占比、及2023年各省回收企业分布情况梯次利用与资源再生并存:主要有两种途径可以充分利用动力电池的价值。一种途径是梯次利用将能量消耗达到特定水平的废旧动力电池进行再利用(电池容量为 60%–80%);另一种途径是回收无法再利用的电池(电池容量低于 60%)。中国电动汽车市场中的动力电池正极材料中磷酸铁锂 (LFP)和锂镍钴锰氧化物(NCM,包括 NCM111、NCM523、NCM622、NCM811) 是主要材料,约占市场的 99%。在中国,废旧动力电池的资源化利用工艺主要包括湿法冶金、火法冶金和物理拆解,这些过程都已实现商业化应用。图5 以电池材料企业、动力电池生产企业、整车企业和第三方企业为主导的4种回收商业模式。紫色、红色、蓝色和黄色线条分别表示电池材料企业、动力电池生产企业、整车企业和第三方企业主导的回收模式过程三大核心挑战1产能过剩,供需失衡截至2023年12月,全国156家白名单企业的动力电池二次利用和回收处理能力达379万吨/年,其中梯次利用157万吨/年,回收拆解222万吨/年。官方白名单企业的产能利用率仅为16.4 %。回收企业处理废旧动力电池能力闲置的主要原因有:废旧动力电池预测偏差:我国西部地区锂资源丰富,动力电池生产能力先进,但目前仅有6家经官方认证的回收企业。这种回收处理能力分布不均,弱化了西部地区动力电池产业链中的回收环节。回收渠道不规范:废旧电池持有者与后端回收企业之间存在信息不对称,中小型回收商囤积电池,白名单企业电池回收量少。众多回收价格昂贵的渠道激增,但是没有针对消费者端的法律规定,持有人既没有义务也没有责任处置废旧动力电池,缺乏有效的约束回收网点布局不合理:尽管在全国范围内建立了超过1.6万个回收服务网点,但其背后大都是低频次的回收业务量。大部分收集型回收网点没有在营业场所设置提示性信息,也没有作业流程规范示意图。一项对澳大利亚消费者的研究表明,超过50%的参与者不知道废旧动力电池的收集点。多数回收企业采取自建回收网点的方式,缺乏统一规划,存在网点分布不合理、利用率低、管理不规范等问题。图6 官方发布的动力电池白名单回收企业在中国大陆的分布地图。(a)为中国工信部发布的各批次白名单回收企业的地理位置;(b)表示每个批次中业务类型的数量;(c)表示中国大陆各地区经认证的回收企业总数2可持续发展失衡2022年,动力电池的重要原材料碳酸锂的价格大幅飙升,而自2023年以来,原材料价格暴跌。这种显著的价格波动直接影响了动力电池回收行业的经济效益,缩小了利润空间。一些主要的动力电池回收公司报告了2023年营业利润的负增长。随着新电池的生产成本不断降低,梯次电池的价格优势并不显著。回收经济效率低有三个原因:经济效益不高:白名单回收企业需要大量的基础设施。例如,格林美公司2019年汽车电池绿色拆解回收项目的设备投资占比63.6 %。相比之下,非正规回收企业往往使用简陋的工具进行拆解,从而导致严重的环境污染和重大的安全隐患例如爆炸和火灾。截至2023年,中国电动汽车电池的认证回收率保持在30 %以下。利润分配机制不明确:电池回收行业涉及的供应链和众多处理阶段,利润分配机制不明确,使利润率的确定变得复杂,利益相关者的参与度降低。零售商的目标是吸引消费者并提高销售额,而制造商的目标是提高逆向物流效率并降低成本。这种不同的优先事项造成了运营冲突。绿色技术应用不足:尽管一些公司和研究机构在废旧动力电池回收技术方面取得了进展,但先进的绿色处理技术的总体利用率确很低。各种电池处理技术之间的兼容性问题依然存在,高效提取有价金属的关键共性技术和设备一直缺乏突破。为了促进回收实践的采用,并开发具有成本效益的精确分离和处理方法,未来在回收领域的研究必须是全面的。3产业链协同不足动力电池的回收涉及多个利益相关者,缺乏有效的沟通平台,导致信息不对称。梯次利用是废旧动力电池高效利用的首选途径。然而,关于电池模型的标准多样、一致性差和对数据隐私的保护使废动力电池的测试和分类复杂化。电池剩余寿命的不一致性和评估技术的不成熟阻碍了统一标准的制定,影响了梯次使用的安全性和市场接受度。电池状态评估困难:按照国标委2018年颁布的《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》来看,动力电池一共有145种规格,包括圆型电池6种,方型电池125种,软包14种。退役电池的状态多样性增加了检测和分类的难度,提高了回收处理成本,不利于大规模开展梯次利用与回收再生。供应链信息追溯难:尽管政府鼓励建立全面的电池追溯系统,但现有的数据收集设备和技术的不足,无法全面、准确、及时地记录和传输电池的整个生命周期数据。不同企业之间在电池设计、制造工艺和材料选择方面存在显著差异,导致上传的数据也各不相同,这阻碍了追溯的完整性。碳排放核算体系不完善:现行废旧动力电池质量管理标准缺乏碳足迹核算、区域排放因子测算、回收材料使用指导等关键标准。欧盟的新电池法规强制执行严格的生命周期碳和效率标准,但大多数地区缺乏统一的碳核算框架,这阻碍了数据的可比性。九个研究方向动态预测模型:利用机器学习等人工智能技术,精准预测退役动力电池数量,优化企业产能规划。行为经济学干预:通过行为经济学和人工智能技术,引导消费者选择正规回收渠道。逆向物流网络优化:结合运筹学和地理信息系统,优化回收网点布局,提高回收效率。多智能体动态建模:模拟不同政策方案对回收产业的影响,制定差异化政策,提高经济效益。博弈论协调机制:构建博弈论模型,优化产业链上下游企业之间的利润分配机制。工业生态工程框架:评估和推广绿色回收技术,淘汰落后工艺,促进产业可持续发展。隐私保护状态评估算法:利用信息科学和电化学技术,开发隐私保护状态评估算法,提高电池评估准确性。区块链电池护照系统:利用区块链技术,建立电池护照系统,实现电池全生命周期溯源和跟踪。多代生命周期评估框架:建立多代生命周期评估框架,准确核算电池碳排放,推动产业绿色转型。图7 废旧动力电池管理存在的挑战,以及相应的研究方向(摘自:<循环经济研究社>)
来源:<循环经济研究社>
9分钟充电80%!南都电源联合太蓝新能源突破轻型动力锂电池快充难题
电动二轮、三轮车也能快充?是的!充电 9 分钟,骑行一整天。日前,南都电源联合太蓝新能源,宣布突破轻型电动车锂电池快充与热管理难题,共同研发的超充电池支持 6C 超快充,9 分钟即可将电量充至 80%。冷芯电池的三重创新革命该款超充电池基于太蓝新能源新一代大圆柱技术——冷芯电池,其“结构 + 材料 + 工艺”三位一体的协同创新体系,为大圆柱电池快充能力升级,带来重大突破。结构层面,冷芯电池独创的轴向+底部双区域穿透散热结构,有效改善大圆柱电芯热管理问题;材料层面,通过提升正、负极材料电子和离子传输速度,进一步提高电池充放电速率;工艺层面,通过模块化设计大幅提升产线通用性,为大规模商业化应用铺平道路。凭借三重突破,冷芯大圆柱电池技术解决了传统圆柱电池快充性能与散热效率的冲突,再加上 -30℃ 至 55℃ 宽温域工作性能加持,目前已完成 30 余项核心专利布局,推动了中国企业在大圆柱电池领域,从技术跟随者到规则定义者的进程。构建“性能+安全”的双重护城河热管理是解锁电池快充的关键钥匙。圆柱电芯的结构导致电池包内,圆柱侧面与冷却板接触面积有限。与此同时,为提升整体能量密度,电池包内的电芯一般采用高密度排布,进一步加剧了散热难度。为解决散热难题,南都电源从电池包结构和工艺多方面出发进行设计。一方面,针对冷芯电池壳壁特性,进行结构匹配设计,采用高导热界面材料填充微观空隙,确保电芯与冷却板之间实现零间隙紧密接触,使电芯产生的热量能够通过冷却板快速导出。另一方面,通过计算流体力学优化冷却流道布局,配合均温板设计,使电池包内部形成高效的三维热传导网络,确保电池包内部温差≤3℃,有效避免局部热点产生,显著提升电池系统在快充及极端工况下的安全阈值,同时延长电芯循环寿命。不止如此,南都电源还设计了连续热传导气道和定向开阀结构,确保能快速、定向排出电池热失控时产生的气体。更为关键的是,南都自研轻型电动车用 BMS 系统,从硬件功能、性能及可靠性设计、软件平台化到智能化应用,均实现了全方位升级,大幅提升了电池包在实际应用中问题感知、智能分析、远端处理等能力,保证了电池系统在充放电过程中的安全和高效。此次南都电源与太蓝新能源的强强联合,不仅以冷芯电池技术重构了轻型动力锂电池的性能边界,更通过全链路热管理的创新,给行业树立了安全快充新标杆,为全球轻型电动车企提供了兼顾性能与安全的解决方案。随着该款超充电池的商业化落地,电动二轮、三轮车市场将迎来重大变革,绿色出行的技术红利有望惠及全球更多用户。
来源:南都电源
在废旧锂电池里“淘金”
5月22日,中南大学冶金与环境工程学院的实验室里,24岁的张子洵正在做磷酸铁锂浸出实验。作为中南大学新能源与储能工程专业硕士、湖南锂峰科技有限公司(简称“锂峰科技”)创始人,他用3年时间把“退役锂电池回收”这个看似冷门的领域,变成年产值超千万元的创业蓝海。当别人在锂价波动中焦虑时,他在黑粉里淘出了真金;当行业困于“小散乱污”时,他用技术赋能重构产业逻辑。在长沙这座“工程机械之都”与“创新策源地”的交叉路口,他的故事像一把钥匙,打开了废旧资源回收的新维度。麓山启梦 从黑粉废料到技术蓝图2021年,彼时还在读大三的张子洵在学校实验室里第一次接触到磷酸铁锂黑粉。这种退役电池拆解后的黑色粉末,看起来像煤灰,却蕴含着锂、铁、磷等资源。数据显示,到2030年,我国动力及储能电池累计退役量将超过300万吨。这个数据让他开始关注锂电池回收行业现状:一方面是我国锂资源仅占世界16%左右,而锂电池出货量却占60%以上的事实;另一方面是大量资源随低效回收流失的现状。“这不是技术问题,而是关乎产业链安全的战略问题。”而真正让他下定决心的,是2022年在某退役锂电池回收企业的调研经历。他看到车间里堆积的黑粉如山,企业负责人苦笑着说:“按现在的工艺,每处理一吨黑粉利润空间太少了,就连覆盖人力成本都有些困难。”原来,传统湿法回收产生的大量废水、低下的经济效益、高昂的设备成本,像三座大山压在行业头顶。回程的高铁上,张子洵望着窗外掠过的青山,突然想到中南校训“知行合一、经世致用”,“为什么不把实验室的理论,变成企业能用的技术?”2022年6月的一个雨夜,中南大学冶金与环境工程学院的会议室里,张子洵对着白板画出第一张工艺流程图。坐在对面的,是从业30余年的首席工程工艺专家朱小红和资深设计专家伍荣华——这两位行业前辈,正是他在导师张佳峰引荐下结识的“关键先生”。回忆起创业起点,张子洵笑着说:“朱工用铅笔在餐巾纸上画了个反应器草图,说‘就按这个方向试’,那一刻我突然觉得,梦想有了实实在在的形状。”双重闯关 从产能攻坚到“技术护城河”在位于中南大学科技园的锂峰科技办公室,记者看见荣誉架子上摆放着数瓶不同颜色的金属粉末。张子洵说:“这瓶深灰色的是磷酸铁锂粉末,银白色的是磷酸铁前驱体粉末——前者是待破解的‘城市矿产’,后者是团队攻坚的目标产物。”张子洵的创业带着几分“草莽英雄”的色彩,2022年11月,锂峰科技在中南大学正式注册成立。“从有创业的想法到真正成立公司不过数月。”张子洵笑着说。锂峰科技团队承接的首个项目是某企业实施的“年处理2万吨退役锂离子电池回收”项目。整整半年的时间,张子洵的日程表像被掰碎的拼图:白天是研一的专业课程课堂,夜晚在实验室与团队伙伴讨论工艺设备选型、改工艺图,偶尔还要去企业实地调研。“身体上的累大家都能坚持,最让人焦虑的是短期内看不到设计成果。”张子洵表示,庆幸的是,团队拧成一股绳,最终坚持了下来。历经3年的努力,该项目目前已实现投产并出货,锂回收率稳定在93%,不仅帮客户节省了1000多万元设备投资,更让行业看到:高效回收可以同时实现经济效益与环境效益。“你们这些学生娃,还真能把书本知识变成真金白银。”现场的工人师傅向张子洵竖起了大拇指。创业之路从不是坦途。当前新能源行业波动剧烈,锂价从2022年每吨60万元的高位跌至2024年初每吨12万元以下,导致回收企业面临原料库存贬值、订单缩减、传统工艺盈利失灵的多重压力。危机倒逼创新。在专家团队的建议下,锂峰科技启动“技术护城河”升级计划:一方面,自主研发磷酸铁锂黑粉的全元素回收技术,实现了电池级碳酸锂和电池级磷酸铁的再生,铝的杂质含量可以稳定控制在万分之一以下,该技术处于行业领先水平。另一方面,自主研发了三元锂离子电池黑粉回收镍钴锰锂并再生得到硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰以及碳酸锂,或者硫酸镍转化成电积镍,甚至一步得到三元前驱体的技术。创业密码 一座城市的产业基因赋能如今,锂峰科技与安徽某公司合作的10万吨“退役锂电池回收”项目正在如火如荼建设。张子洵的手机里,新的洽谈信息不断弹出。这个曾经在实验室里测算锂回收率的青年,如今正带领团队在循环经济赛道上全速奔跑。在张子洵看来,锂峰科技能在短短3年内从“学生创业项目”成长为行业新锐,离不开长沙独特的产业生态。“长沙是工程机械之都,三一重工、中联重科的精密制造能力,让我们的设备选型成本比沿海低15%左右。”他举例说,公司自主研发的高效萃取槽,其核心搅拌装置就是委托长沙本地机械厂加工。“从设计图纸到样品交付只用了15天,这种效率在其他地方很难想象。”政策春风更让这位年轻创业者感受到城市温度。从2024年印发的《湖南省大力支持大学生创业若干政策措施》等纲领性文件,到“创客中国”“互联网+”等年度创业赛事的持续举办,处处彰显着城市对青年人才的渴求与新兴产业的培育决心。张子洵告诉记者,锂峰科技正积极申报创业扶持基金并参与多项赛事,不仅收获了政策资源支持,更在与同行的交流中结识了众多创业伙伴。“这些政策,不是简单的资金补贴,我能深切感受到这座城市为年轻人搭建的梦想孵化平台既充满温度又富有活力。”“有人问我,为什么要创业?”张子洵指了指胸前的中南大学校徽,说:“这里有敢为人先的城市基因,有从实验室到生产线的完整链条,更有愿意为年轻人搭梯子、架桥梁的各界力量。当你的梦想与一座城市的发展同频共振时,你就会明白,所谓创业,从来不是一个人的孤军奋战,而是一群人、一座城,共同书写的未来答卷。”
来源:长沙晚报