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布局未来 动力电池多技术路线暗战升级
原材料价格上涨、俄乌冲突、“双碳”行动大幕拉开、新冠肺炎疫情反复、供应链受阻……2022年,汽车行业似乎正在面临一次更艰巨的考验。即便如此,新能源汽车的推广仍在全球范围内铺开,为困顿中的汽车市场带来一线希望。最新数据显示,受中国和欧洲强劲需求的推动,2021年全球电动汽车销量翻了一番,达到460万辆,首次超过混合动力汽车。而在供应链的上游,动力电池行业正承压前行,不仅产能快速提升,更有新技术推陈出新。一直以来,通过技术创新降低成本、抢占市场份额是企业的立足之本。记者了解到,在新能源汽车产业迈向市场化的新阶段,动力电池企业之间的竞争,在某种程度上表现为不同的技术路线之争。它们中既有市场前景较为明朗可期的量产产品,又有即将投入量产、应用效果待验的创新技术,还有远景更加美好、未来十分诱人的前沿成果。把握现在很关键,布局未来也重要,动力电池行业的多技术路线“暗战”正不断升级。宁德时代CTP3.0“麒麟电池”迭代而出作为动力电池行业的龙头老大,宁德时代一直用技术创新推动汽车电动化发展。在官网上,其重点展示了CTP、CTC、高镍及高电压技术。相较于目前市场上的传统电池包,宁德时代在业界首创了CTP(Cell to Pack)高效成组技术。这项技术通过简化模组结构,使得电池包体积利用率提高20%~30%,零部件数量减少40%,生产效率提升50%,投入应用后可大幅降低动力电池的制造成本。据悉,传统电池包能量密度平均为140~150Wh/kg,CTP电池包的则达到200Wh/kg以上。宁德时代在2019法兰克福车展上首次亮相了CTP电池包,随后与北汽新能源合作首次实现量产车型应用。经过几年来的快速发展,宁德时代的CTP技术持续更新换代。今年3月,宁德时代首席科学家吴凯表示,该公司通过技术迭代,研发出第三代CTP技术,可应用于旗下磷酸铁锂电池和三元锂电池,又称“麒麟电池”。据悉,CTP3.0技术已量产就绪,预计今年4月正式上市。资料显示,CTP3.0由平台电芯模块、可拓展电气模块、柔性可拓展热管理模块和柔性可拓展箱体模块组成,其中电芯模块依然采用方形电池的形式,能够更好地利用整个电池组的空间。吴凯称,麒麟电池的系统重量、能量密度及体积能量密度将继续引领行业最高水平。“2023年将是电动汽车续驶里程突破1000km、进入大规模量产的关键时间节点,最新CTP技术在未来的重要性会大幅提升。”据他介绍,采用CTP3.0技术的磷酸铁锂电池能量密度可达160Wh/kg,三元锂电池则可达250Wh/kg。值得一提的是,在相同条件下,采用CTP3.0技术的产品,电量可比4680电池系统高13%。此外,宁德时代还提出了CTC(Cell to Chassis)技术,将电芯与车身、底盘、电驱动、热管理及各类高低压控制模块等集成,能使车辆续驶里程突破1000km;并通过智能化动力域控制器,优化动力分配和降低能耗,将百公里电耗降至12kWh以下。据悉,宁德时代将于2025年前后正式推出高度集成化的CTC电池。比亚迪“刀片电池”披荆斩棘与宁德时代一同在竞争中成长的,是一直坚持走磷酸铁锂技术路线的比亚迪。比亚迪不仅实现了动力电池的自给自足,还正凭借一己之力,以“刀片电池”披荆斩棘,拓宽外配之路。2020年3月,比亚迪正式发布刀片电池。刀片电池采用比亚迪研发的长度大于0.6m的大电芯,电池单体同样向大容量进化,但电芯形状更加扁平、窄小(长边可定制变化,单体最大稳定长度可以达到2100mm),通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”一样插入电池包内。通过一系列的结构创新,刀片电池在实现超级强度的同时,安全性能大幅提升,体积利用率也增加了50%以上,并且成本减少30%。2020年6月,首款配装刀片电池的新车比亚迪“汉”上市,续驶里程达605km。而坊间不断有刀片电池将配套其他车企的传闻流出,涉及的对象包括特斯拉、现代、蔚来、小米等。进入2022年,比亚迪动力电池产能扩张的脚步依旧快速。1月,比亚迪产业园项目正式落地湖北襄阳,将建设30GWh动力电池及零部件项目。2月,一汽弗迪新能源科技有限公司动力电池项目开工仪式在长春举行。据悉,工厂全部达产后,将实现年产45GWh的动力电池产能,为超过100万辆汽车供应刀片电池。3月,比亚迪武汉黄陂基地开始建设;动力电池盐城基地二期项目“云签约”举行。4月,比亚迪与贵阳市人民政府签署投资合作协议;与浙江台州仙居县以“云签约”的方式签署战略合作协议,年产22GWh刀片电池项目落户当地。在中国电动汽车百人会论坛(2022)上,比亚迪董事长兼总裁王传福提出,比亚迪继续坚持插电混动和纯电动“两条腿,齐步走”战略,坚持将磷酸铁锂电池作为正确的发展道路。他表示:“安全是新能源汽车发展的基石,成本则是必须面对的一项重要指标。当动力电池的性能迈过一定门槛后,能量密度的重要性在降低,安全、成本、循环寿命等指标的重要性在提升。比亚迪推出的刀片电池,不仅解决了安全痛点,还可以实现包体能量密度与三元锂电池相当,循环寿命、安全系数更强。”同时,他还指出,磷酸铁锂电池不含稀有金属钴和镍,从而可以避免被国外资本“卡脖子”,更加匹配社会资源承受度。蜂巢能源“短刀电池”闯天下蜂巢能源在2019上海车展上公开展示了长度600mm的短刀电池。2021年底,蜂巢能源发布“领蜂600”战略,提出将2025年产能目标提升至600GWh,并加快短刀电池新品类的商业化进程。“市场并不缺动力电池产能,缺的是车规级高品质动力电池产能。蜂巢能源将推行电动全域短刀化。”蜂巢能源董事长兼首席执行官杨红新表示,公司布局L300~L600的全尺寸短刀电池,涵盖1.6~4C的全域充电范围,适用于乘用车、储能、商用车、工程机械、非高速电车等全域使用场景,涉及从无钴、三元到磷酸铁锂的全域化学体系。据杨红新介绍,电芯结构的长薄化是动力电池演化的行业共识,也是蜂巢能源在成立一开始就重点发力的方向之一。对于选择全域短刀化的原因,他认为,短刀电池是基于第一性原理出发的科学选择,具备高兼容性,适应不同场景和平台。对于应用端企业而言,短刀电池可满足高成组率、低成本、高安全的需求,而对于电池企业自身而言,其在良率控制和大规模工业化量产方面优势明显,同时,全域短刀化可规避大规模建厂的投资风险。据悉,在装车配套上,2021年工信部发布的345批公告中,长城欧拉一款车型配套了蜂巢能源的L600短刀磷酸铁锂电芯。在生产制造上,2021年10月,蜂巢能源的首条短刀产线在位于常州金坛的二期工厂正式投产,该产线满产产能将达到2.5GWh。蜂巢能源董事、工艺资深总监刘小安告诉记者,常州金坛工厂的匀浆、涂布、辊压、模切、叠片、装配是短刀电池生产过程中的主要环节,该公司围绕这六大工序做了一系列的独家创新。比如,对于采用叠片工艺的电池生产,叠片速度一直是行业痛点,蜂巢能源目前采用双工位叠片,效率高达0.4s/片;已研发完成的下一代超高速刀片式电芯极组成型设备,叠片效率可以做到0.125s/片。据了解,蜂巢能源在全球规划了11个生产基地,常州金坛工厂为其建设的首个车规级动力电池AI超级工厂,共分四期建设,总规划产能68GWh。目前,一期、二期工厂已经正式投产,在二期工厂中建设了首条“短刀”电池量产线,满产产能将达到2.5GWh。在此基础上,蜂巢能源将打造短刀电池超级工厂,最终实现产能20GWh。亿纬锂能“押注”大圆柱电池在中国电动汽车百人会论坛(2022)上,亿纬锂能董事长刘金成接受记者采访时表示,从化学体系或结构来讲,不同技术路线的动力电池各有优势,但长期发展是看未来对市场的适应性,以及能否从根本上满足行业需求。他认为,大圆柱和叠片方案的磷酸铁锂电池将是行业主要的发展方向。大圆柱的三元锂电池在安全方面有绝对优势,将是配套中、高端车型的主流技术路线;叠片方案的磷酸铁锂电池具有经济性,将是配套面向大众市场车型的主流技术路线。刘金成还用了“四个极致”形容大圆柱电池的优势:一是极致标准,可以做到设计、制造、回收的标准化;二是极致可靠,其结构稳定,全生命周期零应力,全尺寸不变形;三是极致制造,工艺缩短了30%,生产效率更高;四是极致体系,亿纬锂能的大圆柱电池实现了镍含量90%,含碳硅的化学体系。出于降本的考量,国内造车新势力对大圆柱电池表现出兴趣。同时,它们也在观望特斯拉实际使用大圆柱电池装车后的效果。在这样的市场背景下,亿纬锂能准备放手一搏,公布了大圆柱和方形动力电池的产能建设方案。据悉,亿纬锂能新生产项目将于2022年底陆续建成,2023年上半年投产,到2023年整体产能达到200GWh左右。比克电池46系和26系大圆柱电池“反攻战”早在2015年,比克电池就率先量产了高镍三元811+含硅负极的18650电芯。据悉,比克电池目前量产的圆柱电芯,普遍使用镍含量88%或以上的三元锂正极,硅复合物含量最高可达15%的负极,而正在研发的大圆柱电池将采用更加先进的体系。在中国电动汽车百人会论坛(2022)上,深圳市比克动力电池有限公司副总裁樊文光带来了《大圆柱动力电池未来可期》的主题演讲。在比克电池看来,大圆柱电池之“大”并不只在于尺寸,更在于步子之大、前景之大和挑战之大。作为未来5~10年中高端电动汽车的最优解和电动汽车渗透率的突破口,圆柱电芯是目前主流电池形态中安全性最高的一类:第一,它的单体最小,可以分散风险;第二,每个单体由钢壳或铝壳保护,且都有独立的卸压装置;第三,采用蜂窝状排列,电芯之间天然留有空隙,电芯单体和外部之间也有很大的热交换面积,可以保证电池包的绝对安全。据称,目前不少新能源车企已敲定未来5~10年的动力电池方案,面向大众市场的车型采用方形或刀片磷酸铁锂电池,中高端车型采用三元锂+大圆柱电池的布局。樊文光介绍称,比克电池目前共有46系和26系两个系列的全极耳大圆柱电池产品。具体来看,46系电芯去年开始陆续有样品批量交付,性能表现符合预期。26系则以26105铝壳电芯为主,B样品阶段产品能量密度270Wh/kg,功率密度大于2000W/kg,配套车型的续驶里程可达700公里以上;12分钟充电,可续驶500km以上,5分钟快充,可续驶280km以上,纯快充循环寿命800次以上。按照规划,该款电芯将在2024年量产,届时能量密度将达285Wh/kg。“根据我们了解的客户需求,再结合行业的信息判断,大圆柱电池电芯到2025年至少将占全球动力电池市场30%以上的份额,超过2021年全球动力电池的总需求量。”樊文光称。据悉,未来几年,比克电池将分两个阶段在国内国际市场扩充80GWh的电池产能,并持续发力。卫蓝新能源混合固液电池量产在即在中国电动汽车百人会论坛(2022)上,卫蓝新能源首席科学家、创始人李泓透露,公司正与蔚来汽车合作,计划基于ET7车型,推出单次充电续驶1000km的混合固液电解质电池,电池包容量150kWh,单体能量密度为360Wh/kg。这款混合固液电池预计今年年底或明年上半年启动量产。据介绍,卫蓝新能源已开发出一系列产品,包括150Wh/kg针对大规模储能的混合固液储能电池、270Wh/kg针对无人机的高比能混合固液电池和300Wh/kg混合固液动力电池。在此基础上,该公司还进一步开发了360Wh/kg混合固液动力电池,该款产品可以通过针刺、过充、挤压等安全性测试,满足电动汽车的要求。卫蓝新能源认为,今后动力电池将朝着更高的比能量方向发展,同时电芯将从液体向更安全的混合固液和全固态方向发展。未来,动力电池和储能电池的发展路线包括:基于高镍和富锂锰基的正极以及纳米硅碳负极和锂碳复合负极的电芯,可以满足续驶里程达到1000km电动乘用车和电动飞机的要求;基于改性锰酸锂、磷酸铁锂、镍锰尖晶石的正极材料,与高容量的负极材料匹配,针对续驶里程600km纯电动汽车的解决方案;针对更低成本的储能应用的钠离子电池和固态磷酸铁锂电池的解决方案。需要指出的是,相关企业要想实现固态电池量产还需进一步锻造产业链,优化和开发新的正极材料、负极材料、电解质材料、预锂化材料、超级粘结剂、导电添加剂,以及新一代的金属沉积的集流体,同时开发新的前段、中段和后段的工艺,实现工厂智能化。目前,卫蓝新能源的第一大股东为合肥蓝色里程创业投资合伙企业,持股比例19.2%。其中,蓝色里程的投资人包括蔚来汽车创始人李斌。此外,卫蓝新能源的其他投资方还包括小米、吉利和华为等公司。SES混合锂金属电池决战明天动力电池距离实现“超越”,可能还差一个电化学体系颠覆性创新的距离。成立于2012年的SES电池公司,就是要实现这样的愿景。据SES创始人、首席执行官胡启朝介绍,其锂金属电池技术包括三部分,一是Hermes,新材料研发平台;二是Apollo,车用锂金属电池的工程制造能力;三是Avatar,人工智能安全监测软件。2021年,SES对外展示了第一款车规级锂金属电池,根据初步的测试数据,其容量达到107Ah,能量密度为417Wh/kg、935Wh/L,重量不到1kg。据称,这是全球首款100Ah以上的锂金属电池,也是世界上最大的锂金属电池。在2015年,SES做过一次重要的技术路线调整,从全固态锂金属电池路线转向了现在的混合锂金属电池路线。此后,SES的商业化进程一直在加速。目前,SES与通用、现代、本田三家车企一起进行A样品的联合开发,这也是全球第一款锂金属车用A样品的开发。按照目前的计划,明年进入B样品,后年C样品,2025年正式投入量产。SES宣称研发的混合锂金属电池有三大优势:一是锂金属负极的材料创新,让电池能量密度可达到400~500Wh/kg;二是电解液,希望从根本上改变锂枝晶的生长方式,提升电池的安全性;三是算法,利用人工智能监测电芯在整个生产、运行环节的健康状态,通过大量的细节数据建立模型,对风险进行精确预测。作为SES全球化战略布局的一个重要环节,SES于2018年在上海嘉定建立了生产研发中心,现在这家中心正在升级为全球第一个1GWh锂金属电池超级工厂。今年3月,SES在上海正式启动了首个A样品锂金属电池的生产和测试。目前,SES在不断扩展波士顿总部的研发团队,同时在韩国建设第二个生产基地,以响应更多车企的需求。在国内,SES的投资方包括上汽、吉利、富士康、天齐锂业等。
来源:中国汽车报网
固态电池:行业下一个热门“赛道”
随着车企对动力电池的需求持续增加,无论是电池企业还是汽车企业,都在纷纷布局动力电池,甚至还有一些跨界而来的企业也参与其中。行业发展呈现出繁荣向上的喜人景象,产业创新速度加快,技术迭代周期缩短,新技术、新材料、新工艺的出现为全球汽车电动化提速提供了技术支撑。被称为“下一代动力电池方向”的固态电池,已成为行业关注的一大热点。近日,日产汽车发布2030愿景,将电驱化(纯电动、插电式混合动力)作为核心战略,提出2024年固态电池试点生产,2028年配套装车。11月29日,日产汽车发布“日产汽车2030愿景”(Nissan Ambition 2030)战略。日产汽车计划投资2万亿日元(约合1128.4亿元人民币),到2030财年,推出23款电动化车型。同时还将加大在全固态电池、无钴电池等领域的投入。此外,日产汽车还将与合作伙伴一道,提升电池产能,降低电池制造成本,全方位布局电池产业链。传统车企转战电动化在新能源汽车市场,与特斯拉、比亚迪等电动汽车先行企业相比,日产等传统车企的脚步,显得有些迟缓。而电动汽车处于快速更迭时期,隔三差五地看到企业有新车型推出。在2030愿景中,日产汽车将电驱化作为企业长期发展战略,计划投资2万亿日元,快速推进电驱化产品布局和技术创新。同时,日产汽车计划到2030财年,推出23款电驱化车型,包括15款纯电动车型。其中,日产和英菲尼迪品牌的电驱化车型占比将超过50%。基于对全球化市场的良好预期,日产汽车计划至2026财年,提升核心市场电驱化车型的销售占比。其中,在欧洲市场,日产计划推出的电驱化车型销量,将占其车型总销量75%以上;日本市场,其电驱化车型销量将占其车型总销量的55%以上;中国市场,日产电驱化车型销量将占其车型总销量的40% 以上;美国市场,截至2030财年,日产计划推出的纯电动车型销量将占其车型总销量的40%。日产汽车公司首席运营官古普塔(Ashwani Gupta)表示:“日产汽车不断追求创新,并积极推动电动车型的革新。在新的愿景下,我们将继续引领、加速向电动车型的转变,用更有趣的驾驶体验来吸引消费者,提高产品的接受度,创造一个更清洁的世界。”在“日产汽车2030愿景”发布会活动现场,日产汽车还亮相了四款全新概念车型,其中包含两款纯电动SUV、一款纯电动跑车和一款纯电动皮卡,凭借先进的技术组合,将带给驾驶者更为舒适周到的体验。短短的十来年,电动汽车从最初的零星闪现,到现在的燎原之火,其前途可谓广阔。汽车行业一直看好新能源汽车的未来。此前,在新能源汽车市场前犹豫不定的传统车企——日产汽车,现在也坚决果断地进军新能源汽车行业,大手笔布局全产业链,可以预见新能源汽车的美好未来。技术迭代推动行业进步新能源汽车行业高速发展,其核心在于以动力电池为核心的关键零部件技术的不断迭代提升。当前磷酸铁锂电池与三元锂电池已成主流,不过着眼于技术发展,不少企业、研究机构开始加大固态电池研发投入。动力电池的迭代历程,也是新能源企业技术不断创新提升的过程,因而众多企业的发展核心,都在于对电池技术的迭代更新。当前电池行业存在电池能量密度、安全性、成本等方面需要不断优化提升的问题。固态电池以其能量密度高、安全性好等优点,可以很大程度上解决行业的这些痛点,或将成为未来电池技术的主流方向。日产汽车在电动化上虽落后一步,但其野心却不小,借助固态电池技术,深度介入不同的细分市场,推出更多性能强劲的电动车型,或将成为日产电动化之路上的一大“杀手锏”。“日产汽车2030愿景”显示,日产汽车计划于2024财年在日本横滨建造有关固态电池的试点工厂,并于2028财年推出搭载独创全固态电池(ASSB)的电动车型。电池成本方面,日产计划到2028财年将全固态电池组的成本降至75美元/kWh,同时通过不断的创新,未来会将成本进一步降低至65美元/kWh,以实现电动车型的经济性。在技术更新的基础上,日产汽车还将建立全球电池供应系统,进一步降低成本,让大众出行变得更加便捷高效。固态电池全球化布局在动力电池新一轮的竞赛中,固态电池已经成为关注热点。企业全球化布局,促使固态电池成为未来电池行业的发展新方向。企业也将固态电池作为一种竞争实力,希望走在行业竞争的前端。尽管目前全固态动力电池尚处于研发、探索、和实验阶段,走向应用尚需时日,还有一些技术亟待突破,但全固态电池必将走向产业化已是行业共识,汽车业和电池业均对其寄予厚望。宁德时代、蜂巢能源、赣锋锂业、三星SDI、SKI、LG新能源、松下电池等企业都在加紧对固态电池的研发和推进。蜂巢能源联手中科院建设固态电池技术研究中心,计划于2025年在其量产车上搭载能量密度达350-500Wh/kg的固态电池。目前其在半固态电池技术研发方面已有突破,并率先推出了首款基于无钴材料体系的“不起火、自愈合”的“果冻电池”。与此同时,汽车企业与电池企业在固态电池布局的路上,携手合作,共同推进固态电池技术不断走向成熟,也成为全球新能源汽车产业链发展的一大亮点。目前,现代、丰田、宝马、大众、通用、本田等全球主流车企已经着手布局,纷纷加码固态电池。现代汽车计划在2025年试生产配备全固态电池的电动车,并计划于2027年部分批量生产,在2030年左右实现全面批量生产。目前其正在与三星SDI、SKI和LG新能源在内的电池企业进行合作,以推进固态电池的开发和量产工作。德国大众汽车与美国新兴固态电池企业Quantum Scape(简称“QS”)合作,将于2024年建立1GWh试生产线,通过在大众高端车型上搭载,实现其锂金属固态电池的商业化量产。QS今年1月宣称其固态电池产品能量密度超过1000Wh/L,完成近1100次的循环测试,仍可保持80%以上的容量。面对固态电池极具潜力的发展前景,全球多个国家也从顶层设计和扶持政策上予以推动。日本和德国将固态电池作为发展目标,美国侧重于成本降低;而我国则出台了发展规划,国家《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,把固态电池上升到国家层面,计划到2030年实现液态电解质演变为固态电解质。固态电池之所以如此受关注,根本在于其应用上会更安全、能量密度更高、循环安全性更强、市场潜力巨大等优点,对企业有着极大的吸引力。但是其工艺和技术目前还很不成熟、成本居高不下,是其在短时间内难以被量产的最大阻碍。当然,固态电池技术目前存在的这些痛点和不足,随着车企和电池企业的深度探索,以及产业链机构专家们的努力,必将会被逐一攻克或解决,并最终实现量产应用。
来源:电池中国网
一季度动力电池项目与储能项目汇总
2022年一季度,尽管有疫情的肆虐,尽管有春节假期的“阻隔”,却始终没有阻挡储能企业对项目的热情,在这三个月的时间里,不仅有三十余项动力电池项目火热开展,还有将近七十余项储能电站项目开工。国际能源网/储能头条(微信公众号:chuneng365)统计发现,29个储能相关项目已签约或动工,未来新增产能将达到648GWh。动力电池项目:无惧锂荒在蓬勃的新能源车市场面前,锂资源的日益供货紧缺、电池原料的疯狂涨价似乎都成为不足考虑的事情,大手笔投建动力电池生产基地已经成为各大厂商在动力电池领域圈地跑马、开疆拓土的必经之道。一季度,一共有29个项目或者签约或者动工。待这些项目完成,将增加648GWh的产能。这里边有中创新航、远景动力、欣旺达等“老牌”动力电池企业,也有赣锋锂业、春兰集团、清陶能源等新近闯入动力电池的企业。其中中创新航、蜂巢能源、欣旺达都有三个项目开工,远景动力、宁德时代、比亚迪也各有二个项目开工,保持了老大哥的锐气。2022年一季度动力电池项目汇总表以规模取胜以成潮流:以中创新航和远景动力为例。中创新航在一季度斩获了两个大项目,广州基地和眉山基地。在从中航锂电改名之后拿到的武汉基地项目已经完工一期,3月二期项目启动建设。于1月成功签约的广州基地装机规模达到50GWh,投资规模达到200亿元。广州基地主要产品包括动力电池和储能系统。项目分两期建设,致力于打造行业领先、绿色智能的标杆产业基地。于3月签约的眉山基地项目只公布了投资规模数字,达100亿元,建设规模至少在20GWh。3月在眉山的项目也包括动力电池及储能系统,中创新航在眉山市投资的第二个项目之前动力电池正极材料项目后,就在2021年年底,中创新航刚与四川彭山经济开发区在眉山签订锂电正极材料项目投资协议,建设年产10万吨锂电正极材料项目,计划总投资约18亿元。2021年4月远景动力除了项目规模突出,还强调了“零碳”二字。远景科技集团曾公开表示将于2022年年底实现全球业务运营碳中和,2028年年底实现全供应链碳中和,成为国内最早承诺实现全价值链碳中和的企业。在国内远景科技集团建设了三座零碳产业园,分别位于江苏无锡、湖北十堰和内蒙鄂尔多斯,均部署有均部有动力电池与储能电池产线。其中,无锡基地规划产能20GWh,一期项目已于2021年实现量产,二期项目在今年2月正式开工;十堰基地规划产能40GWh,其中一条产线计划在2022年底前投产。不仅如此,远景的“零碳”建设还走向了海外,2021年,远景在杜埃建设法国第一座数字化、绿色的动力电池超级工厂;并在英国创建世界首个集汽车生产、电池制造、智能电网、可再生能源电力系统的零碳新工业区;今年3月,远景动力宣布将在美国设立第二座智能电池制造基地。整体来看,远景动力已在日本、美国、法国、英国布局了10大生产基地和多个研发与工程中心,零碳电池规划产能到2025年将超过300GWh。就近建设成为趋势:除了老牌动力电池公司在今年一季度布局,今年1季度还杀出数匹黑马。2月27日,捷威动力20GWh锂电池生产基地项目在安徽滁州天长市签署,捷威动力将为此投资100亿元,产品类型涵盖磷酸铁锂、三元材料体系,计划于2023年底前投入使用。事实上捷威动力已经在天津、嘉兴、盐城、长兴都建立了电池生产基地。捷威动力更看重的是苏、浙、皖长三角核心区域的布局,其目前规划2025年实现100GWh的电池产能规模。不仅如此,就在前一天,捷威动力刚刚与奇瑞新能源在签署战略合作协议,奇瑞新能源拟采购捷威动力未来3年共计约50亿元金额动力电池。天长的基地大规模无疑将对这一供货协议提供强有力支持。从这一点也可以看出,整车厂的建设在一定程度上也会对动力电池的基地建设产生影响。今年安徽省公布了8000多项重大项目,其中大批与新能源车及动力电池相关的项目,这其中与奇瑞重镇芜湖、比亚迪起点合肥有极大关系,当动力电池生产靠近整车厂之时,无论是物流还是产品质量控制都将产生正向影响。14省市动力电池装机规模统计表这一点从宁德时代的一个布局也可以看出来。2月19日,宁德时代瑞庭电池基地项目、智能科技项目落户上海临港新片区,该项目将致力于研究低能耗长续航动力电池系架构及控制系统集成开发和应用、高效能电池系统热管理及低温环境应用技术研发应用及多层级电池安全防护技术研发。但从其建设地可以看出,更多的考虑因素是方便为特斯拉上海超级工厂供货。将产品线靠近整车厂,就近提供货源,这是一个趋势。另外一个趋势是,将电池基地建在临近原材料产地。江西、四川都在成为动力电池巨头们关注的重点区域。储能电站:大风正起目前,全国已有20多个省(区、市)出台了新能源配建储能相关政策,很多政策都要求新能源项目配置5%—20%、1—2小时的储能项目。除了这些被强制要求配置的系统,各个有志于从储能领域挖掘商业盈利模式的企业也在建设储能电站中投入了热情和资金。共享储能电站大行其道:共享储能是储能领域挖掘商业利润最为突出的一个方向。共享储能电站大批量出现是一季度的一个特色。这其中,龙源电力是投建主力,其中龙源电力在2月17日一共发布了5个共享储能电站的可研编制招标,这五个项目都位于甘肃省。除了甘肃,龙源电力还在安徽省投建了一座1GWh的共享储能示范基地,显示了龙源电力在共享储能电站发力的决心。除了甘肃省、山西、新疆、山东也都是共享储能建设重镇。从表中可以看出甘肃在1季度有进展的共享储能电站有7座,山西则有四座,山西省的四座共享储能电站都是属于在1月份山西省公布的山西首批“新能源+储能”试点示范项目。2022年一季度共享储能电站推进情况表新能源企业建设在项目配置的储能系统普遍为自建自用模式,储能资源不能得到充分利用。此前国内外的储能应用主要有3种情况,即电源侧储能,主要调节电厂平滑出力曲线,参与一次调频;负荷侧储能,主要利用峰谷用电差价适时充放电,节约用电成本;电网侧储能,主要用于电网调峰、调频,确保电力稳定供应。而共享储能是以电网为依托,将电源、用户和电网三方储能资源进行全网优化配置,在满足电源、用户自身储能需求之余,也可以灵活调整运营模式实现全网共享储能,并由此形成比较成熟的商业模式。独立储能电站商业光芒日显:一季度共有19座独立储能电站从签约到并网发电,各有进展。19个项目累积规模达到5229MW/5930MWh这些储能电站的投建主体包括平高集团、国网山东电力、上海电气等公司。这其中山东的独立储能电站盈利最早见到曙光,已经有华电滕州新源热电有限公司滕源华电储能电站和三峡新能源(庆云)关家三峡储能电站、国家电投海阳101MW/202MWh储能电站也被纳入山东省电力现货市场。另外华能山东公司黄台储能电站也已经具备自主参与电力现货交易资格。2022年一季度独立储能电站项目建设情况汇总表电网侧储能电站也有三个分别投入运营:这其中东莞两座储能电站是由南方电网所投建,而江北储能电站则为平高集团所投建。2022年一季度电网侧储能电站汇总表用户侧储能电站潮起:储能电站在功用中常常因使用主体对象的不同而分为用电源侧储能、电网侧储能、用户侧储能。严格说来,无论是独立储能电站还是共享储能电站,都是为了帮助新能源发电的消纳而来。除了发电侧储能之外,一季度电网侧储能电站和用户侧储能电站也都有投建。其中重庆两座用户侧储能电站实现并网运行,上海和广东也各有一座电站建设进行招标。2022年一季度用户侧储能电站汇总表长时储能电站继续拓展应用空间:储能电站基本以磷酸铁锂电池和三元电池为储能系统,但是在火热的一季度,也有六座与锂无关的储能电站有了新进展。其中在大连的全钒液流储能电站吸引了很多人的关注。电化学储能中的钒液流电池技术是长时储能中最有希望规模化的一支。在长时储能越来越受到关注的当今,钒液流储能系统的技术进步尤其为人所关注。除此之外,还有三项压缩空气储能储能电站进行签约,分别位于江西九江、湖北应城和山东泰安。压缩空气储能和抽水蓄能一样具有投资大的特点,葛洲坝能源在九江投建的项目投资额达到80亿元,规模达到6GWh。华电电力投建的山西朔州飞轮储能项目也在3月开建,这一项目目采用5MW/5MWh锂电池储能和2MW/0.4MWh能量型飞轮储能组成混合储能系统,这这是混储系统首次在国内电网调频场景中应用。在青海,龙源电力投建一个熔盐储能储热项目,这一项目是青海新型储能示范项目之一。2022年一季度非锂储能电站汇总表山东甘肃广东项目最多:从储能电站投建单位可以看到国企依旧是投建主力。其中平高集团、国网山东电力、三峡新能源、国家电投都在努力耕耘,也有数座电站由私营企业投建,其中包括宁德时代参与的江门汇宁项目、阳光新能源、天合光能来参与。从项目地来看,山东是建造“大户”,甘肃则在一季度立了多个共享储能电站项目的flag。广东作为用电大户人家也非常关注储能电站的建设。16省区市共享储能电站数量统计表轰轰烈烈的一季度已经过去,签约的项目在也陆续执行中,相信在接下里的二季度也照旧是建设“高热”期。
来源:国际能源网
电池成本大幅增加 各方努力稳定市场
近期,受产业周期、疫情、国际局势紧张等多重因素影响,电池制造业上游原材料成本涨幅不断扩大,每吨电池级碳酸锂价格在一年内增长10倍。有业界人士认为,这已经背离了供需规律,是非正常增长。中国汽车工业协会副秘书长陈士华表示,从需求角度判断,锂电池价格上涨或将还会持续一段时间。不过,在主管部门调控和各方努力下,动力电池价格将逐步回归理性。电池原料全线涨价“不涨撑不下去”已经成为电池企业最无奈,却也是最真实的心声。电池涨价的原因主要是原材料全线涨价。动力电池主要原材料包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液等,这些原材料受锂、镍、钴等大宗商品或化工原料价格影响较大。根据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据,从2021年初到2022年3月,正极三元锂材料均价从12.4万元/吨上涨至36.8万元/吨,涨幅高达196.8%;涨幅更为离谱的磷酸铁锂材料均价由4万元/吨飙升至16.2万元/吨,涨幅为305%。在整个产业链中,上游原材料的涨价更令人瞠目,锂辉石涨幅达到了444%,均价从2.5万元/吨涨至13.6万元/吨,这直接导致电池级别的碳酸锂均价从 5.3万元/吨上涨至 49.5万元/吨,833.9%的涨幅。从已发布业绩的上市公司中可以看到,多家锂电池产业链上游企业净利润大幅度上扬。主管部门统筹应对动力电池作为新能源汽车的核心部件,其成本占比约为40%左右。近期原材料涨价引发的连锁反应,已引起行业主管部门高度关注。工信部日前组织召开动力电池上游材料涨价问题座谈会,要求产业链上下游企业加强供需对接,协力形成长期、稳定的战略协作关系,共同引导锂盐价格理性回归,加大力度保障市场供应,更好地支撑我国新能源汽车等战略性新兴产业健康发展。中国科学技术协会主席万钢直言,电池材料价格的快速增长,尤其是去年下半年以来已经背离了供需需求的增长,产生了一种非正常的增长。新能源汽车行业想要提升电池供应材料的供给水平也要依靠发展与管理,需要围绕资源开采与提炼、电池技术研发创新、回收利用系统建设等方向来推动科技创新。万钢建议要在低镍、低锂、低钴或者无钴电池的研发方向上发力,以解决被上游 “卡脖子”的风险。同时,对于锂及其他动力电池原材料交易市场必须加强管理。万钢强调要在国际物流渠道与贸易流程化方面加强国际合作,以保障全球动力电池材料的供应。工信部副部长辛国斌强调一定要推动关键原材料价格回归理性。如果原材料价格不能回归理性,将对中国新能源汽车产业带来极大影响。中国汽车工业协会副秘书长陈士华表示必须开展保供稳价工作,“该挤挤水分了!总不能逼着动力电池和新能源汽车生产企业限产、停产给你看吧,那时没有赢家。”中国科学院院士欧阳明高预计两三年后将恢复完全的供需平衡,甚至到了2025年还将出现电池产能过剩的局面。专家们认为,全球锂资源的可采储量在2005年到2010年之间提升了400%,如今探明的可采储量达到了2200万吨,如果以NCM811电池来计算,可以生产227TWh的动力电池,即便每辆车都搭载100千瓦时的电池,仍可满足22.7亿辆电动汽车的生产需求。与此同时,当市场需求逐渐增大,锂资源会出现新的勘测量与可采储量,资源上一定可以满足新能源汽车产业的发展需求。此外,新能源汽车产业对于锂资源并不是一次性使用,专家预计2030年之后动力电池的回收再利用将形成规模产业,预计2025年将有1.25亿千瓦时的回收量,也将极大缓解上游原材料开采不及时带来的压力。届时,恐慌性库存储备带来的需求将回归正常,但是欧阳明高也建议要在当下采取有力措施打击囤积居奇,以抑制原材料价格在短期内出现大幅波动。扩产创新多管齐下国内电池级碳酸锂价格近期已呈现企稳趋势,价格涨幅出现回落。业内人士分析,宁德时代、比亚迪、中创新航等多家动力电池企业今年已开工总投资近千亿元的新项目,预计将新增产能超200GWh。随着上述项目投产、车企自建或合建电池厂,动力电池供需紧张势必大幅改善。有专家认为,今年下半年上游原材料价格疯涨势头将得到扭转。作为电池行业龙头企业的宁德时代在近期提出了新的抵抗原材料涨价风险的方案,推出新型电池,高技术实力,以减少对原材料的损耗。宁德时代透露将在4月推出第三代CTP电池技术,其内部将其称为 “麒麟电池”。据了解,第三代CTP技术具备极速、无损、安全、高效等特点,能够适配磷酸铁锂和三元锂两种电池体系,对应能量密度分别达到160Wh/kg、250Wh/kg以上,在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,其容量相比特斯拉推出的4680电池可以提升13%。比亚迪在日前的电话会议上也提出了刀片电池新的产品技术研发路线,刀片电池的规模效应、良率提升可以带来成本优化。比亚迪方面表示,刀片电池发布后便引领市场,使磷酸铁锂路线重回主赛道,在化学成分、结构、生产工艺上都具备极高竞争力,助力公司车型竞争力显著提升。而纯电动车在500-600km续航里程水平下,整车对电池的要求已经发生了根本的改变,电池的能量密度重要性在降低,电池的成本、循环寿命、安全性等要求将会更高。公司亦会将刀片电池成本方面作为研发重点之一。图片(来源: 中国工业报/作者:郭宇)
来源:中国工业报
追赶中韩厂商 推进海外找矿:日本拟扩大车载蓄电池产能
参考消息网3月18日报道据共同社网站报道,日本政府已开始讨论设定2030年前后日企生产蓄电池的目标。报道表示,蓄电池对于普及纯电动汽车不可或缺。近年来中韩厂商发展迅猛,日企已逐渐失去以往的优势。日本政府最快将在今年春季汇总写有上述支援方向性的国家战略。据报道,日本政府已提出目标——到2030年将搭载在新能源汽车上的车载蓄电池国内产能提升至100吉瓦时,未来还将新增海外工厂的生产。积蓄通过太阳能等可再生能源发电所产生电力的“定置型”蓄电池重要性与日俱增,预计也将写入目标之中。随着蓄电池市场扩大,作为材料的锂或镍等原材料需求或将激增。另一方面,以俄罗斯为主要产地的镍因乌克兰局势紧张出现了供应隐患。在推进采购方多元化成为课题的情况下,日企向海外开采项目出资时,将允许日本石油天然气公司和金属矿物资源机构(JOGMEC)也能出资超过二分之一,从而助力日企获得权益。日本经济产业省称,日企车载锂离子电池的市场份额在2015年按容量计算占到40%,但到2020年降至21%。相反,中国厂商从28%升至37%。中国的宁德时代新能源科技公司与丰田汽车等全球车商合作,影响力不断提升。
来源:参考消息网
美媒:美车企竞相研发电池技术
美国汽车制造商及其供应商正在竞相研发更便宜、储能更大且充电速度更快的新一代电池。电池的化学构成已经成为通用汽车、丰田、福特和大众等公司董事会以及白宫讨论的最热门话题之一。在政府的资金和技术支持下,这些大公司正在热烈欢迎致力于改造电池的初创企业,这样它们就不会被电动汽车带来的工业革命落下。由于消费者对电动汽车的需求迅速增长,汽车制造商正在上“电池化学速成班”。如今,电池占到电动汽车成本的四分之一至三分之一。这些电池大多是由少数亚洲公司生产的。就连在电动汽车市场上占据主导地位的特斯拉也依赖亚洲供应商,并寻求将更多制造业务引入国内。斯特兰蒂斯公司等汽车巨头正在向“因子能量”公司之类的初创企业提供大量现金。“因子能量”公司在波士顿附近沃本的一个办公园区拥有不到100名员工。美国能源部正在考虑为生产电池或供应生产电池所需零部件及重要矿产的企业提供资金支持。统计显示,已有至少10份申请等待该机构审批,要求获得总额逾1500万美元的资金以支持电池相关项目。
来源:上海热线