當前,我國新能源汽車市場持續火熱,數據顯示,今年1-5月新能源汽車產銷量均突破200萬輛,同比均增長1.1倍。伴隨這一態勢,新能源汽車動力電池裝機量也實現了大幅提高,今年1-5月,我國動力電池累計裝車量達到83.1GWh, 同比增長了100.8%。
行業正在快速增長,與此同時也面臨發展中的變化和難題,比如電池原材料漲價和供需問題、用戶對電池比能量和安全提出新需求等等。帶著上述議題,6月16日,清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高與來自動力電池、原材料等企業的嘉賓展開了對話,試圖為行業發展指明方向。
圖片來源:歐陽明高院士工作站
電池原材料應形成穩健的供需體系
今年以來,圍繞新能源汽車最火熱的話題是動力電池原材料漲價。以動力電池中主要材料碳酸鋰為例,2021年初電池級碳酸鋰僅為5萬元/噸,但截至6月19日,電池級碳酸鋰價格已上升至47.5萬元/噸,一年多增長近10倍。且由于上游原材料成本上漲,國內數十家新能源車企上調了車型售價,自上而下,新能源汽車“漲”聲不斷。
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歐陽明高認為,全球動力電池原材料的儲量總體是夠用的,只是當前新能源汽車需求突然爆發,導致上游原材料出現了短期的供需缺口,另外原材料價格上漲也可能存在一些非正常的炒作導致。
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作為鋰電池正極材料供應商的掌舵人,寧波容百新能源科技股份有限公司董事長白厚善在與會嘉賓中最有發言權,他表示,如果沒遇到當前的新冠疫情,鋰價現在已穩固地呈下降態勢。而之所以現在波動仍較大,主要在于5、6月份汽車生產恢復而導致了需求回調。
對于原材料漲價,動力電池裝車量增速較快的中創新航感受頗深。中創新航科技股份有限公司研究院院長鄭翔透露,面對上游資源帶來的壓力,中創新航盡可能在一些環節進行了降本,比如單GWh的生產成本已經下降了30%,人力成本也下降了25%以上。但是在他看來,上游原材料成本漲幅實在太大,且原材料成本占到電池成本的70%-80%,這意味著電池企業自身降本的空間比較有限,所以動力電池企業更希望上游材料價格得到進一步控制。
白厚善樂觀判斷,鋰價大趨勢肯定是下降的,鎳價后續也會迅速下降,其預計明年金屬鎳的市場供應量會超過40萬噸,鎳價會從現在的2萬多美金每噸下降到明年1.5萬美金以下。
有分析認為,動力電池原材料大漲,原因不僅在于通貨膨脹、企業投機問題,還在于新能源汽車需求激增,鋰礦資源短期供應難以滿足。有資料表明,目前全球80%的鋰礦產能分布在海外,特別是澳大利亞和南美等國家和地區,且擴產周期平均在3-5年,這意味著新能源汽車爆發之下,鋰礦資源十分緊俏。
寧德時代新能源科技股份有限公司首席科學家吳凱在會上表示,當前我國鋰資源主要依賴進口,但是我國鋰礦儲量也比較豐富,只是沒有開發好。而要有效解決原材料供應的問題,我國要增加鋰礦的勘探和開采,加大自供能力;其次行業要把電池回收、重復利用做到位,這不僅會減少原材料依賴還能實現行業的綠色發展。
孚能科技(贛州)股份有限公司董事長兼CEO王瑀則呼吁供應鏈企業要協同發展,他舉例稱,“2021年我們會把未來10年的需求給到上游供應商,上游供應商再傳達給它們的上游客戶,但是大部分供應商都不相信這些需求的真實性且沒有做好準備,最終導致有些合同沒法落實,電池企業也變成了受害者。”王瑀認為,原材料供應短缺是計劃性問題,這就要求整車、電池企業、上游材料以及資源端要做好未來協同,同時要做好長期共同發展的計劃。
高安全、高比能量仍是動力電池的必要課題
到2022年,我國推廣應用新能源汽車已推廣十年有余,工信部曾指出,我國新能源汽車累計銷量已從2012年底的2萬輛,大幅攀升到今年5月底的1108萬輛,自2015年起,產銷量連續7年位居世界第一。與此同時,動力電池單體能量密度相比2012年提高了1.3倍,價格下降了80%。這說明,新能源汽車產業在10年間取得了很多關鍵成就。
然而隨著規模增長,新能源汽車用戶體驗成為產業發展的新課題,比如用戶更希望新能源汽車能夠更安全、更長續航、更快充電、更長的使用壽命,這都對動力電池的發展提出了新要求。
不久前,業內曾探討過“新能源車要不要實現1000km續航”的話題,雖然各方觀點不一,但可看到的是,動力電池比能量水平在不斷攀升。目前,三元方形電池能量密度接近300Wh/kg,軟包電池已達到330Wh/kg;半固態電池能量密度也已突破360Wh/kg,預計到2025年將實現400Wh/kg;未來鋰硫電池能量密度有望達到600Wh/kg。
王瑀認為,動力電池能量密度與汽油相比相差很遠,不止10倍,所以增加能量密度是一個永久的話題。白厚善則表示,充一次電不能跑1000公里會讓用戶十分焦慮,原因在于未來的車是智能汽車,除了動力消耗,其他方面耗電量將占到30%以上,所以提升能量密度非常重要。
不過,提升能量密度的同時又要保證電池安全,在新能源汽車接連發生起火事故之下,與會嘉賓一致認為,電池安全是第一要義,如果安全性不達標,能量密度再高也無法投放市場。
實際上,圍繞電池安全、續航、體積形態等方面,行業內出現了多種技術路線的布局。比如在電池分類上,主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,去年以來,磷酸鐵鋰電池憑借更安全、更低成本的優勢加速“上車”,今年1-5月,磷酸鐵鋰累計裝車量達到49.0GWh,滲透率為58.9%,已反超三元電池。
與此同時,鈉離子電池具備低溫充電、快充性能表現突出的特點,錳基固態電池低溫性能好又兼具經濟性,這些技術路線目前均有電池企業在研發布局。
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而在結構上,業內已有軟包、硬殼、圓柱之分,有長刀、短刀之別,更有CTP、CTC、One-Stop、麒麟電池等技術設計。作為軟包電池的代表企業,王瑀認為軟包電池是三種方向(軟包、方殼、圓柱)的最佳選擇,其一,方殼電池從卷繞到疊片也是采取的軟包方法,與軟包電池有殊途同歸的趨勢;其二,軟包電池目前穩定性沒有問題、成組方案也超過方殼。
更傾向于方殼電池的寧德時代吳凱觀點有些不同,其認為軟包電池在封裝上屬于半密封狀態,而方殼通過激光焊接能做到全密封。另外在他看來,方殼和軟包各有特點,存在即合理。
除了電池結構,電池企業在降本方面也布局了多種路線,比如蜂巢能源致力于電池的“低鈷化”甚至“無鈷化”,同時在磷酸鐵鋰、中鎳高電壓、高鎳、固態電池等領域進行了全面布局。中創新航選擇了中鎳路線,另外其也在布局低鈷、無鈷、高錳、半固態、固態等電池技術。不難發現,基于安全與成本的考量,電池企業在減少鈷和鎳等貴金屬資源的依賴。
圖片來源:蜂巢能源官微
但是白厚善卻有不同的看法,他認為,長期來看,三元電池一定會成為主流方向,尤其是高鎳電池,在他看來,高鎳的安全性已不是問題,另外隨著電池回收循環逐漸成熟,高鎳電池的高成本屆時會有所回落。
從上述來看,動力電池企業在技術路線等方面呈現百花齊放的態勢,布局中各家有各家的道理。歐陽明高表示,這恰恰反映了我國動力電池產業目前的創新勢頭迅猛,需要繼續保持。在歐美、日韓等發達國家在動力電池領域持續深耕的趨勢下,我國動力電池企業不僅要腳踏實地,還要仰望星空,持續關注和儲備中長期相關技術創新方向。
來源:蓋世汽車
作者:Nicole
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