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固态电池： 从“万里挑一”到“万无一失”
锂电池行业已从前沿技术深入大众生活，今年诺贝尔化学奖就授予了发明锂离子电池的3位先驱。随着新能源汽车大发展，动力电池应用规模快速扩大，从而带动了市场走强，同时也引发公众对安全的关注。基于现有材料体系和技术框架下，锂电池如何保证能量密度和安全性同步提升？未来锂电池产业会有哪些挑战？有业界人士提出，固态电池产业化步入2.0时代。本刊日前采访了中国科学院院士、清华大学教授南策文，他认为，固态电池产品已经进入公众视野，固态锂电池产业化是锂电池逐渐走向市场的自然选择，学界和产业界应联手推动这一进程，未来中国一定会走在这一领域的前列。为什么是固态锂电池《能源评论》：在日前披露的《新能源汽车产业发展规划（2021~2025年）》（征求意见稿中），明确提出要“加快全固态动力电池技术研发及产业化”。您对此怎么评价？南策文：固态电池正在得到社会各界的关注。现在不仅是研究电池的高校、机构、企业投身其中，还包括很多原来看似不相关的人士，比如金融投资机构也开始感兴趣，并慢慢进入。这意味着固态电池产业面临变革的机遇，表明固态电池技术和产业化值得期待。《能源评论》：锂电池产业的大发展，从根本上看还是因为市场需求日益增大，您认为主要的驱动力来自哪里？南策文：从市场来看，近年来锂电池的需求量非常大，有些以前我们都不太熟悉的领域，都开始需要应用锂电池。根据中国电子信息产业发展研究院发布的《锂离子电池产业发展白皮书（2019）》，2018年全球锂离子电池产业（不包括电池相关材料）规模达412亿美元，同比增长18%；按容量计算，全球规模达到200吉瓦时，同比增长25%。当然，最大的市场驱动力还是来自于电动汽车领域，这方面，中国毫无疑问是世界上增长最快、规模最大的。《能源评论》：随着市场规模快速增长，电动汽车用户对续航里程提出了较高要求，锂电池也出现了不少安全问题，您认为该如何解决？南策文：锂电池是一个复杂的复合系统、多层次复合材料或者复合体系。在技术上，需要突破的目标是多方面，包括长续航、长寿命、高安全、低成本以及快充等。目前关注更多是长续航和高安全。长续航需要较高的电池能量密度，我们国家的发展目标是很明确的，目前学术界和产业界的进展也非常快，现在的锂电池单体能量密度可以做到240～260瓦时/公斤；按照目前的材料体系和工艺，勉强可以做到300瓦时/公斤，但这已到了极限。如果按照原有的技术发展路线图，目前的材料体系可能就会受限制，这就需要有新的思路来解决。同时，安全是大家最关心的问题，但安全隐患是液态锂电池固有的问题。韩国今年已经发生很多起锂电池（储能站）起火、爆炸事故，假如锂电池总出现安全问题，就会打击消费者信心，锂电池产业也可能会受到打击。比如三星手机电池爆炸问题，就曾严重影响三星手机市场。高安全与高能量密度又是一对矛盾。如何在现有条件下去突破能量、安全瓶颈，很自然的选择就是固态化。《能源评论》：解决上述问题的办法有很多，为什么一定会是固态？南策文：因为用固态电解质替代锂离子电池中的电解液，可解决原来由于低闪点电解液本身引起的安全隐患，做到本质安全。另外，固态电池还有其它优点，比如：不忘初心、使用锂金属做负极，正极可以触及到高电压材料，从而提高电池能量密度；不用再担心高温储存问题，不会再有爆炸危险。总之，固态电池不仅可以显著提高能量密度和安全性，而且电池封装也会简单一些，同时可以实现电池的柔性化、异形化，可以根据不同的应用场景来设计不同的形状。可从聚合物基复合体系先行先试《能源评论》：您如何看待固态电池的研究与产业化进程？南策文：固态电池一定要走向实用化、规模化。如果一直在纸上谈，肯定不行。一个新技术出来，在热了一段时间后，一定要慢慢往产业应用方向走，哪怕迈出一小步也可以，但不迈出去不行。目前有不少大型公司，特别是国际知名车企，都宣布要量产固态电池，并制定了各自的发展路线计划。《能源评论》：推动固态锂电池发展，有哪些关键问题和技术？南策文：在固态电池产业化过程当中，关键问题和技术是较多的。其中一个核心材料是固态电解质，因为锂电池需要固态电解质像电解液一样快速去传导锂离子，同时可以去阻断锂枝晶生成。《能源评论》：您认为，应该如何具体推进固态电池技术进展？南策文：现在的技术路线有几种：聚合物、氧化物和硫化物。从产业化的角度来讲，无论是氧化物还是硫化物，在这两个体系下做规模化的技术可行途径，目前还是很难、有许多挑战。现在比较容易的一条途径是无机-聚合物的复合体系，因为它集合了两者的优势，可以使离子电导率保持较高水平，而且可以做到柔性，保证高分子的加工性、柔性，特别是它可较大程度上利用现有锂离子电池制造平台，可基于现有平台，根据固态电解质引入以后所发生的变化特征，来调整相应的制造设备。要快速转向大规模产业化，可能最容易的一条路线还是无机-聚合物复合体系先试先行。需要注意的是，因为在复合材料体系内，优化组合的种类有很多，研究者可以选不同的材料和不同的组合，所以会有很多空间可以去做，有很多排列组合和优化组合去进行比较，但挑战也比较大。《能源评论》：固态电池虽好，但起步阶段价格往往很高，您认为，未来市场应如何开拓？南策文：现在主要还是要从典型的应用场景入手，因为固态电池要马上大规模应用，比如成为动力电池还有一段距离，因此最开始还是做特种电池，比如像军用电源、数码领域、石油、电力等行业，已经开始有应用。动力电池领域更多是在试验检测阶段，目前要解决的首要问题是安全，好消息是对现有固态电池的所有安全测试，包括针刺、冲击、挤压，甚至是枪击，都没有问题。《能源评论》：对于产业化进程中出现的问题，您认为该如何看待?南策文：目前国内有几家企业，比如清陶、锋锂、卫蓝，都在聚焦固态锂电池，全力往产业方向推进，这是非常好的现象。在推进的过程中，有问题很正常，因为只有发现问题，才能有针对性地去解决问题。实际上，产业化规模应用与实验室研究是完全两回事，我们做研究讲究的是“万里挑一”，要在一万个里面找出可能性、挑出做好的，但是产业界最需要的是“万无一失”，对产品一致性有着极高的要求，二者要求完全不一样。《能源评论》：对于创新性产品的成本问题您怎么评价，未来趋势如何？南策文：工业界对成本问题非常关注，经常来和我们沟通。在我看来，成本与规模一般是密切相关的，以清陶公司目前0.1吉瓦时的规模来计算，固态电池成本比液态电池要高2倍多。但是随着规模的增加，成本应该能降下来。大概到2022年，有了8吉瓦时量级的时候，成本可能会接近液态电池的成本。当然，即使到那时，二者的成本还是有差距，但是差距会缩小。《能源评论》：您如何看待固态电池产业的未来前景？南策文：尽管固态电池还有很多问题，但它有着扎实可行的技术方案，固态电池产品已经进入人们视野，是大势所趋。固态电池前景值得期待，在未来的产业化发展过程中，固态电池不会和液态电池去竞争、去替代，它有自身的应用场景和更新迭代的路线、产业化方向，在做研究和产业化方面，我相信我们国家还会走在前列。
来源：能源杂志
软包电池的2019“窘境”
今年以来，相比于去年的热闹喧嚣，软包电池市场陷入了“哑火”状态，不仅有软包头部企业排名掉队，整体软包市场渗透率不增反降，还陷入同比负增长的尴尬局面。在动力电池领域一度叫嚣上位的软包电池，如今似乎陷入了“困兽之斗”。去年，资本“巨鳄”选择软包动力电池企业合作或并购；软包企业相继公布入选国际车企定点供应商之列，或高调宣布斩获国际订单；软包电池产能纷纷上马；方形头部企业竞相入局，实现配套或给出量产时间表……对于软包电池市场而言，一字记之曰：火。然而今年，相比于去年的热闹尘嚣，软包电池市场陷入了“哑火”状态，不仅有软包头部企业排名掉队，整体软包市场渗透率不增反降，还陷入同比负增长的尴尬局面。市场渗透仍然羸弱今年以来，由于市场需求尚未正式放量，软包电池依旧遭到方形电池的强势碾压。高工产研锂电研究所（GGII）数据显示，2019年1-10月我国新能源汽车生产约91.6万辆，同比增长14%，动力电池装机量约46.38GWh，同比增长34%。其中，软包电池装机量约3.99GWh，同比下降10%，仅占总装机量8.6%（去年占总装机量13.4%）。反观方形电池，装机量约39.12GWh，同比增长49%，占总装机量84.35%。软包电池市场渗透羸弱，并不能简单归咎于补贴退坡以及经济大环境下行因素下新能源汽车市场增长疲软，还有以下几点原因值得注意：一是，国内动力电池市场高度集中，两大头部企业占据70%以上市场份额，其先发形成的方形电池市场阵线短期内难以攻破。虽然宁德时代的软包电池已实现东风日产及北京奔驰车型配套，但仅占其总配套装机量的3.6%。二是，国内软包电池企业仍然弱小，尚未形成能与方形头部企业相抗衡的软包电池巨头。从1-10月的数据来看，软包头部企业在装机量TOP10中仅有两个席位，其中孚能科技位于第七，卡耐新能源位于第八，但装机量均在1GWh以下。两者装机量相加仅占头两名的4%。三是，软包电池在性能突破、核心材料、成本控制、产能规模等方面尚存瓶颈，核心包装材料铝塑膜严重依赖进口，供应链依旧受限。加之工艺不同，软包电池直通率和模组/系统成组效率普遍低于方形电池。四是，严重依赖大客户，一旦大客户因性能、成本、商务关系等各种因素更换供应商或调整订单分配，软包电池企业装机排名将立刻动荡浮沉。缺乏巨头“领队”当前，放眼国内的软包电池企业，仍缺乏一个或者几个能够引领产业发展的巨头角色。企业的资本、产能、体量仍不够大，甚至在补贴退坡、应收账款等强压下，部分软包电池企业出现了生存危机。君不见南方软包大拿因客户转舵导致出货量下滑，且产品几乎在亏本出售；被大资本入主的软包奇兵，市场打开依旧缓慢；华东软包精英因管理流程审批冗长，未能及时抓住市场；被国产企业收编的软包劲旅，市场仍在酝酿当中。今年8月，曾在国内软包电池装机量排名第二的国能电池，被媒体先后曝光了欠薪、裁员、停产、供应商诉讼等一系列内外部问题，随后泥淖越陷越深。从1-10月软包电池装机量TOP10来看，两两企业之间的装机量差距不超过0.16GWh，TOP1（0.73GWh）与TOP10（0.11GWh）的差距也仅在0.62GWh，这不仅意味着软包电池尚未形成巨头效应，同时市场格局并未形成绝对态势，座次争夺仍有很大想象空间。事实上，软包电池在国际市场上的话语权并不弱。从全球范围来看，动力电池出货量排名靠前的日韩电池企业中，软包电池企业占多数，包括LG化学、AESC（被远景收购后成为远景AESC）、SKI等。其中，欧洲市场的主要电动车型包括奥迪e-tron、捷豹I-pace、奔驰EQC、保时捷Taycan和雷诺ZOE等，采用的均是LG化学提供的软包电池。远景AESC的软包电池份额贡献主要来自日产聆风。SKI是现代、起亚、戴姆勒等国际知名车企的软包电池供应商，现在也成为了大众汽车的主力供应商，并即将要为法拉利首款量产插电式混合动力汽车提供电池。国际车企青睐软包电池技术路线，除了与软包电池高能量密度、高安全性、设计灵活、放电平台好、大电流快充快放、内阻相对较小等优点有关，与日韩电池巨头前期的技术对接、市场铺垫有着重要关系。而国产软包巨头效应的缺乏，也将在一定程度上加大与国际软包电池巨头的竞争难度与竞争差距。国产软包的出路今年国内新能源汽车市场的表现，以及方形电池的市场挤压，一定程度上延缓了国内软包电池规模放量的进程。且储能、电动工具、船舶、电动自行车等细分市场，尚未出现软包电池的一席之地。国产软包电池想要寻找大规模放量的出路，似乎重心只能瞄准中高端乘用车型延伸，以及与合资/外资车企品牌的合作之路上。一方面，高能量密度、长续航要求下，软包动力电池相对于方形和圆柱动力电池能量密度相对更高。目前可量产的软包动力电池单体能量密度达到240-250Wh/Kg，而同材料体系的方形动力电池能量密度为210-230Wh/Kg，软包动力电池能量密度要比方形高出10%-15%。随着未来乘用车A级以上乘用车占比将逐步提升，雪佛兰沃蓝达、沃尔沃60系列、日产Leaf、奥迪A6L e-tron、荣威ei6、领克等中高端乘用车市场带动软包动力电池需求增长，有望带动国产软包电池占比的提升。另一方面，采用软包动力电池的如戴姆勒、大众、通用、日产、现代汽车等车企加速中国市场布局，也将进一步带动对国产软包电池的需求。今年1-10月，宁德时代已成为率先配套合资品牌软包电池的企业，配套车型包括东风日产轩逸、奔驰EQC，1-10月配套装机量达8822套。截止目前，孚能科技已宣布已与戴姆勒签署软包电池供应合作协议，亿纬锂能也宣布其软包电池已进入戴姆勒、现代起亚等国际主流车企供应链体系。需要注意的是，国产软包电池企业想要与日韩电池企业在市场份额上一较高下，还需在产品品质、性能提升、成本管控、产能部署、企业管理等方面花大力气下大功夫。同时，对于国际车规级产品的标准、开发、生产制造、管理等，还需要有更透彻的理解与执行。
来源：高工锂电技术与应用
动力电池无模组会是新趋势吗？
在国家有关2020年动力电池产品性能的发展要求中，有这样的字眼：动力电池单体比能量为300Wh/kg，系统比能量达到260Wh/kg。两个数字相差了40Wh/kg，谁把这一部分比能量拿走了？“罪魁祸首”就是从电池单体到电池包的过渡过程中增加的部件，这些部件降低了系统的比能量。一般来说，电池包的生产程序是电池单体、模组、再到电池包，中间增加的模组工序会“拿走”一大块比能量。很显然，如果省去模组工序将提高电池包的比能量，同一款车配装同样多的电池，配装无模组动力电池的电动汽车可以行驶得更远；或者也可以通过减少无模组电池数量的做法保持车辆续驶里程不变，这样能够降低电动汽车的成本，增强产品市场竞争力。无模组动力电池的好处显而易见，但将理论变现却并不容易。不过，这一技术难关已经被攻克，不久前，宁德时代推出了全新的CTP高集成动力电池开发平台（Cell To Pack），即电芯直接集成到电池包。再之前，蜂巢能源已经发布了该技术，比亚迪也在研发中。那么，无模组动力电池会成为新趋势吗？去掉模组可提高电池系统比能量此前发布的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》要求，2020年，锂离子动力电池单体比能量大于300Wh/kg，系统比能量争取达到260Wh/kg。这意味着从电池单体到电池包的集成效率必须超过85％。目前，乘用车普遍采用三元锂电池，最新流行的NCM811电池单体能量密度为245Wh/kg，相应的系统能量密度可达180Wh/kg，但集成效率也仅为73.5％，离85％的集成效率还有一段不短的距离。那么，在现在的条件下，系统比能量怎样争取达到260Wh/kg？有两种实现途径，一是继续提高电池单体能量密度，二是提高系统集成效率。目前来看，三元锂电池还有提高单体能量密度的空间，可以通过这条途径让系统比能量达到260Wh/kg，但是，继续提高电池单体能量密度必然带来另一问题，即安全问题。在前不久举办的“2019年新能源汽车智新峰会”上，中国汽车技术研究中心有限公司检测认证事业部副总工程师王芳就提到，通过检测可以看到，电池的能量密度大幅提升之后，安全性也明显下降。安全永远是头等大事。近年来，我国电动汽车发生多起自燃事故，给消费者带来了电动汽车不安全的印象。因此，继续提高电池单体能量密度或许不是最佳途径，而提高集成效率则成为行业新的研究方向。怎样提高动力电池的集成效率？宁德时代、蜂巢能源发布的无模组动力电池便是一个突破方向。从电池单体到集成为电池包中间会有一道模组工序，如果把这一道工序省掉会大幅提高动力电池的集成效率。那么模组是什么？有行业专家用一个形象的比喻进行了解释：把皮鞋放进鞋盒，鞋盒放入鞋柜，皮鞋就相当于电池，鞋盒是模组，鞋柜则是电池包。鞋盒存在的目的是为了让鞋柜中的鞋可以井然有序地存放。无模组技术就是把“鞋盒”拿掉，依然让“鞋子”整齐地排列在“鞋柜”中。无模组的情况下怎样实现单体电池的井然有序且不存在风险？宁德时代CTP项目组负责人告诉《中国汽车报》记者，模组的功能主要是将电芯有序串并联，采用CTP技术后，用箱体结构件可以替代模组框架的功能，把模组的框架、绝缘零件与箱体结构件有机地结合，达到结构件的最优化。“省去模组件后，电池包可以节省成本，提高系统能量密度，最终能够降低消费者购买成本，增强电动汽车的市场竞争力。”该负责人说。无模组电池优势多宁德时代CTP项目组负责人告诉《中国汽车报》记者，采用无模组技术后，电池包体积利用率提高了15％～20％，电池包零部件数量减少了40％，生产效率提升了50％，将大幅降低动力电池的制造成本。优点不止于此，提高电池包的体积利用率无疑将增大车辆内部空间容量，让驾乘人员不再感到局促；减少了中间环节，生产效率也会大幅提升。一般来说，动力电池的生产过程中，每道工序都设有检测关口，以往的生产方式是电芯通过一定框架构成模组，模组必须进行下线检测，然后进行存储、转运。如果电池包与模组不在同一厂区，生产电池包之前，生产车间对外来的模组必须再次进行进货检验、上线检验。去掉模组之后，生产效率会大幅提高。最重要的是，采用无模组技术之后，电池包的系统能量密度有了较大提升。宁德时代CTP项目组负责人告诉《中国汽车报》记者，无模组电池包能量密度较传统电池包提升了10％～15％，传统电池包能量密度平均为180Wh/kg，而无模组电池包能量密度可达到200Wh/kg以上。无模组电池安全性更高尽管无模组动力电池优点很多，但行业内也有技术安全的担心。不过，宁德时代CTP项目组负责人告诉记者，完全不必担心安全问题，且无模组技术的应用还会降低安全风险。他解释说，以往的电动汽车自燃事件中，起火原因多在于动力电池的热失控，而热失控的原因则在于动力电池在充放电过程中产生的热量无法及时疏散出去。无模组技术因为减少了电池包中零部件的使用量，可以给电池包腾出更多的空间，电池的散热通道也就更加顺畅。不过，在以往发生的多起电动汽车起火事件中，也有些是因为电动汽车行驶过程中产生的震动导致电池接触部位磨损最终酿成的。模组在电池包中起着固定单体电池的作用，去掉模组之后单体电池的固定能否保障？宁德时代CTP项目组负责人告诉《中国汽车报》记者，在传统电池包中，通常使用螺栓固定模组，每个电池包有成百上千个螺栓，任何一个螺栓没有固定好，都可能带来安全隐患。无模组技术采用的则是其他方式，比如新型结构胶水、限位框架等。胶水具有一定的吸收震动能力，可以相对减缓车辆行驶震动带来的影响。另外，防水等级较差也导致了我国多起电动汽车起火事件的发生，采用无模组技术后，防水等级能否保障？宁德时代CTP项目组负责人告诉《中国汽车报》记者，传统电池包上原有的绝缘、防水、防热扩散、加热冷却等功能在无模组电池包上都没有减少，反而做了优化，安全性能得到进一步提高。从理论上看，采用无模组技术后，电池包的安全性不受影响，反而有所提高，但毕竟这类新型动力电池还没有接受实践检验。国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组动力电池首席专家、中国电子科技集团公司第十八研究所主任肖成伟就表示：“无模组技术减少了动力电池的结构件，缩减了生产流程，优势显而易见，但安全性还需要进一步验证。”此外，动力电池的全生命周期包括退役之后的梯次利用以及回收处理。有观点认为，一般退役的动力电池，并不是所有电芯都有损坏。在传统有模组的电池包中，只需要挑出有损坏电芯的模组，其他没有问题的模组可以直接进行梯次利用。但没有模组后，剔除损坏电芯的难度增加，梯次利用就变得很麻烦。对此，华友循环科技总经理鲍伟表示：“有模组的电池拆解起来比较难，没有模组的电池减少了很多部件，拆解相对容易。但采用无模组技术之后，从退役电池包中挑出可用单体电池重组成新的电池的过程会变得比较复杂。”对此，宁德时代CTP项目组负责人有着不同的看法，他告诉《中国汽车报》记者，退役动力电池梯次利用最理想状态是整包直接利用，无模组电池包的目标就是达到这一水平。如果维修和梯次利用过程中需要拆解或更换模组，宁德时代也会提供解决方案。
来源：中国汽车报
提升动力电池能量密度方向在哪儿
更安全可靠的性能、更长距离的续驶能力、更短的充电时间、更长的电池寿命……在这些现实需求面前，锂离子动力电池技术仍然面临诸多瓶颈，例如在电池能量密度难以有较大突破的情况下，为了追求长续驶，车上搭载的电池越多车身重量就越大，这极大地影响车辆安全性，并延长充电时间；此外，快速充电在一定程度上会缩短电池使用寿命。动力电池能量密度的上限是多少？如何兼顾其安全性？有专家认为，解决这些难题，一方面要在技术研发上下功夫，解决锂离子电池能量密度提升及安全性问题；另一方面要在氢燃料电池和固态电池领域寻找出路。能量密度可无限提升？在锂离子电池方面，很多企业立足现实，在提升能量密度上作文章。“锂离子电池增强能量密度是一个趋势，从理论上看几乎是无止境的。”蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新告诉记者，能量密度足够高时电池体积可以大幅缩小，甚至能缩小到只占电动汽车底盘中间通道位置，而且几乎碰撞不到，安全系数也有提高。如其所言，若技术上可以实现，串联所形成的电池包，尺寸大概只有70～80厘米，一改目前常见的铺满底盘的电池模组形式，在提升续驶能力的同时，也改善了安全性能。锂电池中的电解液可谓是锂电池的“血液”，事关电池的安全与性能。长期从事电解液产品研究与制造的昆仑化学有限公司董事长郭营军表示，昆仑化学通过全新设计的电解液配方，使电解液的性能有了较大幅度提升，而且成本下降18％左右。“动力电池在能量密度上有非常大的发展空间，潜力无限，值得大家发挥优势，共同去研究，为未来出行提供更强动力。”杨红新告诉记者。固态电池更具优势动力电池方面，除了目前常用的锂电池之外，氢燃料电池、固态电池都是有发展潜力的。但是，由于制氢成本较高而且安全性受到质疑，所以进展缓慢，只有固态电池由于具备更安全、更耐用、更小巧等一系列优点，受到业界重视，研发进展较快。如今，固态电池受到业界广泛推崇。“与锂电池相比，全固态电池热失控温度上限更高，安全性好。”国轩高科动力能源有限公司筑波研究院院长程骞认为，固态电池在-30℃～100℃都可以工作，甚至可以不再需要热管理系统，不需要液冷和强制风冷。与锂离子电池相比，固态电池有独特的优点：一是安全性比液态锂电池要高得多，可以直接使用金属锂来做负极，更为轻便，体积比锂电池缩小很多；二是固态电池能量密度显著提高，有可能达到目前锂离子电池的两倍以上；三是固态电池可以制成轻薄的柔性电池，可达到数千次弯曲而不影响性能，从而极大拓展了其应用空间。从目前的情况看，固态电池的研发费用及生产成本还居高不下。如果技术成熟再加上生产成本下降，那就会形成巨大的市场。据悉，日本、韩国、法国、美国、中国等国家都在研发固态电池。日本更是将固态电池研发提升到国家战略高度。丰田、松下、三星、三菱、宝马、大众等企业都有了一定的固态电池技术储备。值得注意的是，还有一种新型的质子交换膜燃料电池也吸引了业界的注意。近日，湖南大学材料科学与工程学院黄宏文教授课题组与美国阿克伦大学彭振猛教授合作，研制出一种可用于质子交换膜燃料电池阴极的新型催化剂。这种催化剂不仅兼具优异的催化活性与耐久性，而且成本低廉。这一成果的出现，有望大大降低质子交换膜燃料电池技术的商用成本，推动该类高效燃料电池在电动汽车上的应用。工信部等四部委2017年印发的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》提出，积极推动固态电池等新体系电池的研究和工程化开发，目标是2020年单体电池比能量达到400Wh/kg以上，2025年达到500Wh/kg。当前，汽车业身处“新四化”产业变革期，而一切变革的基础是动力电池取得技术突破。新能源汽车的前行之路上，只有解决了动力电池的短板和焦虑，才能使未来出行的世界更美好。
来源：中国汽车报
动力电池回收盈利“迷雾”
尽管未来市场潜力巨大，但截至目前，动力电池回收的“盈利性”，还不容乐观。多位业内人士向高工锂电表示，自从参与到动力电池回收产业中，看着市场前景无限风光，可利润方面就是不见起色，有种做“公益”的感觉。如果不是奔着未来动力电池退役规模量大，动力电池回收污染风险大，可能早就退出这个市场了。如今这种“公益”依然在持续。据了解，目前主流动力电池回收企业，大部分都还没有实现盈利。不过业内人士一致认为，随着动力电池退役规模量扩大，再加上技术进步，运输，包装，拆解等成本下降，未来盈利前景会好一些。当然在这个过程中，会有一番市场竞争厮杀，实力强的企业会脱颖而出。临近年关，动力电池回收行业投资热潮日趋高涨，高工锂电认为，有必要对动力电池回收行业相关问题等进行整理复盘。01、疾风骤雨式的投资导致产能过剩复盘过去几年动力电池回收的市场，存在的明显问题是：缺乏实际盈利考虑，企业一窝蜂扎堆，让动力电池回收行业产能过剩。华友循环的总经理鲍伟认为，各家企业动力电池回收业务市场份额差不多，还没有绝对的龙头出现。布局上看，大部分也是出于承担回收社会责任和提前圈地抢占市场。另外他还表示，目前在动力电池回收行业的投资，存在产能过剩，有过热趋势。原因是从数据上看，2018-2020年全国累计报废动力电池将达12万-20万吨，2025年或累计达35万吨。可现在的动力电池回收企业，建设及规划的处理产能合计已超过50万吨，远超实际所需。也有业内人士反馈，由于一些媒体的夸张市场宣传和对政策指引的误解，在动力电池回收产业，投资存在盲目性和有点太激进，并没有以真实的市场需求为指导。进而存在产能过剩，导致一些合规企业不但没赚到钱，反而还亏损，靠其他方面经营利润续命。高工锂电初步统计，目前布局动力电池回收领域企业超30家，主要包括格林美、华友钴业、中天鸿锂、赣州豪鹏、芳源环保、邦普集团、乾泰技术、桑德集团、中航锂电、北京赛德美、巡鹰新能源、骆驼股份、雄韬股份、泰力、东鹏新材料、光华科技、中友循环、金源新材、西恩科技、盐城星创、佳纳能源等企业。02、产权不完善下的动力电池量少价高除政策因素影响外，动力电池大规模退役未到来和回收体系不完善，导致合规回收企业手中的退役动力电池量少价高。一方面，动力电池大规模退役潮要到2021年前后才爆发，导致市场上存在的可回收利用的退役动力电池量并不多，不足以合规企业进行瓜分。另一方面由于回收体系不够完善，一些相关利益方受商业利益驱动，退役动力电池一部分流入“小作坊”式的市场。另一部分则用高价竞标等手段，以较高的价格售卖给合规回收企业。因此对合规回收企业而言，一方面退役动力电池的供给远远不能匹配产能，另一方面回收的动力电池价格偏高，这必然会出现亏损。另外不同动力电池企业生产的动力电池在材料、配方、规格和构造等方面各有不同，电池型号较多、产量分散，这也给合规企业的回收和梯次利用等商业模式盈利带来很大难度。03、“小作坊”赚钱，合规企业亏损“小作坊”由于分散在售卖退役动力电池企业附近，运输成本和人工收购成本低。同时由于没有环保监管，营业资质等一系列责任承担，固定成本不高，利润高，进而通过渠道收购废旧动力电池的能力强。不过值得注意的是，“小作坊”回收的退役动力电池，有一部分可能会以次充好，流入动力电池梯次利用市场，产生一定安全性风险。还有一部分，因拆解时技术不过关，产生的废料会对环境造成严重污染。相对应的合规企业在环保、设备、厂房、人员等方面投入不菲，同时退役动力电池供给地分散，运输复杂性和运费较高。某种程度上，合规企业固定成本高，有时回收在经济上得不偿失。这一方面要求回收企业要有一定规模量，才能摊薄成本，降低边际成本，增加边际利润，最终实现整体盈利。另一方面，需要回收企业满足市场需求，协同产业上下游，采取适当的降本增效措施，提升盈利能力。华友循环的市场负责人介绍说，在全国7个主要城市建立回收服务网点，能有效降低回收前端的运输、贮存成本。同时愿意为整车厂承担退役动力电池回收利用主体责任。还建设有电池包柔性自动化拆解生产线，能在保证安全环保的前提下，提高电池回收利用残值。然而需要注意的是，电池包尺寸繁杂，标准不统一，拆解技术难度大，再加上规模量一时半会上不去。对合规企业而言，盈利之路依旧艰难。04、重重迷雾后的市场应对措施应对动力电池回收难题，除了政策方面，最主要的还是市场上动力电池厂与整车厂、动力电池回收企业相关产业链的紧密合作。动力电池厂最了解电池构造，具备动力电池拆解回收的技术优势。可以在电池设计环节，充分考虑梯次利用和便于拆解的场景需求，提前和动力电池回收企业建立联系，制造易拆解的动力电池。同时做好全生命周期管理，尽量统一电池型号标准，完成电池溯源标记。整车厂方面，因回收动力电池较为方便，可以加快完善电池回收体系，降低动力电池回收企业的收购成本。另外在商业模式上可以充换电并举，以旧换新，加速退役动力电池梯次利用。在动力电池梯次利用上，车企、电池企业、储能企业、第三方回收企业都在加紧部署动力电池的梯次利用。中天鸿锂总经理陈进昭表示，由于客户对退役动力电池关注点主要在安全性，续航里程，充电便捷性，智能化监测水平，防丢失上。因此在中国铁塔和国家电网的储能领域和低速电动车应用方面，中天鸿锂通过装载芯片，智能提取和监控退役动力电池参数指标，确保相关需求实现。动力电池回收企业则需加大技术投入，在提高拆解效率和经济利益上进行研究，降低固定成本支出。另外建立性价比高的回收方式，帮助动力电池企业和整车厂承担一定的回收责任，通过上下游产业链的双赢来提高盈利性。总之，动力电池回收行业前景向好。不过对回收企业而言，要量力而行，实事求是，才能铸造好城市“矿山”。
来源：高工锂电
澳矿企与韩国电池回收商签署钴锂供货协议
外媒报道称，澳大利亚锂业有限公司（ASX：LIT）子公司Envirostream Australia Pty Ltd（持股24％）与韩国电池回收商SungEel HiTech签署了采购协议，将向后者销售从澳大利亚回收的锂电池中提取的钴镍锂等混合金属粉尘（MMD）。Envirostream是澳大利亚唯一一家具有收集、分类、切碎和分离废旧锂电池组件的综合能力的公司。LIT作为澳洲本土的大型锂矿企业，正在寻求通过整合锂回收、提取和加工等方式来建立垂直整合的锂加工业务。2019年10月，LIT斥资10万加元（约合人民币52.9万元）收购Envirostream的部分股权，收购完成后其持股比例从18.9％增加到23.9％，进一步增强其在锂盐加工领域的竞争实力。SungEel HiTech成立于2000年，是韩国一家电子废物回收和精炼公司，致力于从废旧锂电池中回收重要的能源金属。随着新能源汽车市场持续增长，动力电池需求量持续上升进而拉动上游锂电池原材料产销量增长。然而，由于中国新能源汽车补贴大幅退坡和市场竞争加剧，导致下游锂盐市场需求大幅萎缩，锂盐产能过剩，促使锂盐价格大幅下滑，进而对澳大利亚锂矿开采企业的经营情况产生极大影响。当前，大批锂矿企业都在缩减产能或停产，以减少锂矿价格暴跌带来的损失。与此同时，随着废旧锂电池数量的增长，从废旧电池中回收钴锂金属的经济价值日益凸显，从而吸引众多企业布局。据了解，LIT拥有专有的破坏性提取技术（SiLeach®和LieNA®），可以从废旧电池和矿山废料中回收提取锂材料并生产锂电池，从而降低原料采购成本，缓解锂原料供应不足的压力。其中，SiLeach是一种湿法冶金工艺，可以从云母或矿物中提取锂，其中包括一种去除氟和钙和热转化的新工艺，锂回收率已超过90％。SiLeach工艺与热转化工艺的区别在于它不受矿石进料尺寸或杂质含量的限制，消除了生产高纯度氢氧化锂或碳酸盐的要求，从而大幅降低成本。LIT公司董事总经理Adrin Griffin表示“通过为电池行业提供可持续发展的技术，我们计划开发垂直整合的锂生产业务。这些结果清楚地表明可以更好地利用现有资源，并减少能源金属需求增加所带来的环境压力。”今年7月，LIT与中国电池制造商德朗能（DLG）成立了合资公司Soluna Australia Pty Ltd，将为澳大利亚的住宅和工业储能系统市场提供磷酸铁锂电池储能产品和三元电池等其它产品。其中，LIT全资子公司VSPC将使用其（SiLeach®和LieNA®）技术生产磷酸铁锂正极材料供应给德朗能生产电池，当前正在向德朗能提供样品进行测试。
来源：高工锂电
