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要怎樣攻克高性能汽車動力鋰離子電池難關?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年08月17日  

進入2018年,寧德時代、比亞迪等公司加快動力鋰離子電池產量擴產,我國作為全球最大的新能源汽車市場,日本松下、韓國LG化學和三星SDI已分別在大連、南京和西安建設動力鋰離子電池廠,國際電池公司產量布局我國,電池行業加速進入洗牌期。當前,要怎么樣加快支持高性能動力鋰離子電池技術的研發和產業化,實現新能源汽車產業的補鏈和強鏈,這是實現我國新能源汽車跨過發展的關鍵舉措。


我國汽車動力鋰離子電池行業快速發展,全球出貨量前十強已占七席。


目前我國、韓國、日本已經成為全球動力鋰離子電池范疇的領跑者,日本、韓國在動力鋰離子電池技術研發和制造工藝等方面具有一定優點,我國則擁有全球最為完善的動力鋰離子電池產業鏈。2017年全球動力鋰離子電池出貨量62.35GWh,中日韓三國公司包攬了2017年全球動力鋰離子電池公司銷量前十名,其中,我國有寧德時代、比亞迪等七家公司入圍,韓國有LG化學、三星SDI兩家公司入圍,日本有松下電器一家公司入圍。


從發展方向看,將來汽車動力鋰離子電池技術將向高能量密度、高循環和安全方向。動力公司加緊研發新一代高性能動力鋰離子電池,提高動力鋰離子電池比能量,要與燃油車競爭,電池性能還需進一步提升,據測算,倘若電池比能量可提升到300瓦時/公斤,才能夠滿足各類轎車的使用需求,2018年國家第二批新能源汽車目錄車型的能量密度均勻值為142.4Wh/kg。此外,動力鋰離子電池還存在電池系統壽命不夠,大概5-8年電池就要淘汰;還有電池安全問題,電動汽車爆炸和燃燒事件出現,也讓電池安全問題更為突出。


我國汽車技術研究中心公布,2017年汽車動力鋰離子電池加工公司數量不足100家,比2016年減少了33%,其中磷酸鐵鋰離子電池加工公司數量同比減少約50%。但高性能動力鋰離子電池市場卻供應不足,寧德時代、比亞迪等重點公司產量利用率在80%以上,領軍公司均在加快推動公司擴產。由此,我國動力鋰離子電池行業結構性產量過剩已有端倪,市場兩極分化分明,即高端產品供應不足、低端產量存在過剩。


一方面,動力鋰離子電池技術迭代升級加快,高性能動力鋰離子電池重大技術攻關和產業化滯后。近年,電池材料、單體電池、電池系統等關鍵技術發展較快,動力鋰離子電池技術加快迭代,推動汽車動力鋰離子電池向更安全、更長壽、充電速度更快方向發展。目前,三元鋰離子電池技術暫居主流位置,固態電池、燃料動力鋰電池等動力鋰離子電池技術正處在攻關期,石墨烯電池、固態鋰離子電池、氫燃料動力鋰電池、鋁空氣電池等新興技術均有可能顛覆將來動力鋰離子電池行業格局。國際市場上,松下、LG化學、三星SDI等動力鋰離子電池公司分別與特斯拉、雷諾、寶馬等知名車企結成產業聯盟。


國內市場上,在2015年之前,電池公司偏重布局在磷酸鐵鋰離子電池技術,比亞迪等一批公司押寶“磷酸鐵鋰”技術路線,在三元鋰離子電池漸成主流技術之際,國內僅有少數廠商具備三元鋰離子電池供貨能力,且產品性能和一致性均需提升,動力鋰離子電池研發和加工量力有待提升,對標國際先進水平(緊要是松下、LG化學、三星SDI等日韓公司),國內電池公司在技術研發和產業化方面,存在一定差距,高性能動力鋰離子電池產品供應相對不足。


另一方面,大量資本涌入汽車動力鋰離子電池行業,造成行業產量過剩,尤其中低端產量規模占比較高。近些年,受財政補貼和免征購置稅等政策影響,新能源汽車行業爆發式上升,大量資本投資進入新能源汽車范疇,尤其是電池范疇。統計顯示,2017年,國內上市公司公布的鋰離子電池及其上游材料范疇投資額總計2179億元,僅鋰離子電池項目投資額1363億元,金沙江資本、博郡新能源等部分項目投資總額超百億元。


由于部分公司(包括社會資本)對動力鋰離子電池、新能源汽車行業缺乏一定的認知,技術儲備不足,追求及早投產和規模效應,導致中低端產量占據一定比例。2017年我國新能源汽車動力鋰離子電池裝機總電量約36.4GWh,其中,三元鋰材料裝機電量占比不足44%,而磷酸鐵鋰、錳酸鋰等其他材料占比超過56%。而且,由于前兩年動力鋰離子電池技術標準不完善、加工設備自動化程度不高、加工工藝水平較低等因素,部分低端產品達不到新能源汽車推廣對動力鋰離子電池技術標準的要求,比如,電池產品達不到補貼新政要求的電池能量密度標準,2018年新能源汽車推廣使用財政補貼政策,提高動力鋰離子電池系統能量密度門檻,要求純電動乘用車的動力鋰離子電池系統能量密度不低于105Wh/kg。


由此看,國家應加大對高性能動力鋰離子電池的研發和加工支持力度。


在研發環節,發揮龍頭公司在協同創新體系中的主體用途,沖破關鍵共性技術,探索動力鋰離子電池技術新路徑


首先,要強化全國動力鋰離子電池創新能力建設。進一步完善國家動力鋰離子電池創新中心的運作機制,完善公司的股權結構和法人治理結構,重點提升電池領軍公司在“公司+聯盟”架構中的市場決策地位,更好地發揮電池公司市場主體用途,破解電池材料、單體電池、電池系統等行業技術瓶頸。大力建設省市級的動力鋰離子電池創新中心,提議以寧德時代、比亞迪、國軒高科、天津力神等電池公司為骨干,整合科研院所力量,進一步張大開放和吸收國際公司加盟,形成以關鍵共性技術研發供給、轉移擴散和首次商業化為目標,開展關鍵共性技術和前瞻技術研究,以及知識產權布局和儲備,建設動力鋰離子電池技術集成與研發開放平臺,探索汽車動力鋰離子電池技術新路徑。


其次,加大動力鋰離子電池理論研究及技術研發的支持力度。結合新能源汽車、電池新材料相關規劃,明確動力鋰離子電池關鍵技術和重點范疇,加大“國家重點研發計劃”、自然科學基金等國家重大科技項目對動力鋰離子電池相關理論和核心技術的研究;引導工業轉型升級資金、以及各類工業發展專項資金,重點扶持動力鋰離子電池的研發;引導地方政府新能源汽車產業扶持政策,重點加大由推廣使用環節向前移至動力鋰離子電池等關鍵技術研發的資金投入。


在加工環節,發揮產業政策調節用途,增強財政金融引導用途,支持高性能動力鋰離子電池產業化


首先,要發揮產業政策引導性用途,支持高性能電池產品使用。結合汽車動力鋰離子電池行業白名單工作,考慮到單體能量密度、性能參數、單體類型、產品安全等方面因素,建立和形成汽車動力鋰離子電池公司品牌機制,鼓勵下游整車公司集成使用,如完善“雙積分”政策,相應提升相關產品的積分值,引導汽車行業大規模使用高性能電池產品。


其次,產融結合支持高性能電池產業化項目。增強汽車行業主管部門與財政、金融等部門的對接合作,形成差異化金融政策,支持融資和投資重點向電池行業白名單傾斜,控制不符合國家標準和產業趨勢的動力鋰離子電池新建項目貸款額度,督促金融機構審慎放貸。


此外,還要繼續提高高性能動力鋰離子電池使用推廣的財政扶持力度。結合電池能量密度和能耗系數,逐步提高動力鋰離子電池系統能量密度門檻要求,鼓勵高性能動力鋰離子電池使用,推動實現《促使汽車動力鋰離子電池產業發展行動辦法》2020年新型鋰離子動力鋰離子電池單體比能量超過300瓦時/公斤、系統比能量力爭達到260瓦時/公斤等緊要目標。


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