上下游夾擊、產能過剩將至 動力電池如何破局下個十年？
2018-01-26 11:03:42
摘要：動力電池的成長正在推動著越來越熱鬧的中國新能源汽車市場，其技術瓶頸與成本壓力也正在考驗著電池企業。
動力電池的成長正在推動著越來越熱鬧的中國新能源汽車市場，其技術瓶頸與成本壓力也正在考驗著電池企業。
高工產業研究院(GGII)發布的《新能源汽車產業鏈數據庫》統計顯示，2017年我國新能源汽車動力電池裝機總電量約36.4GWh，同比增長29%，中國再次成為全球最大的動力電池應用市場。其中，排名前三的企業分別為寧德時代、比亞迪和沃特瑪。
“近幾年，電池技術取得了不少進步。但國內動力電池企業仍然面臨著上下游企業的壓力，一方面下游車企面臨補貼退坡要求電池企業降低配套價格，另一方面上游原材料價格近年來上漲也給電池企業帶來壓力。”沃特瑪副總裁鐘孟光在中國電動汽車百人會高層論壇(2018)上表示。
技術推進
電池技術的進步有目共睹，作為動力電池重要指標的電池能量密度正在不斷提高。按照國家電池技術路線圖的規劃，到2020年電池能量密度單體要達到300瓦時/公斤。公開數據顯示，截止到2017年年底，我國電池能量密度單體達到230瓦時/公斤左右。也就是說，2018、2019年還需要再提高50~70瓦時/公斤。
“這個我認為是可以做到的。”中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高對記者表示，面向2025年產業化，希望沖擊單體電池400瓦時/公斤，但這需要在電池材料方面取得突破。目前市場上鋰電池使用的多為石墨負極材料，從石墨的克容量和壓實密度看，負極材料的能量密度很難再得到提高。“如果電池能量密度單體達到300瓦時/公斤，需要向硅碳負極材料轉型。如果達到400瓦時/公斤，需要變的則是正極材料。”
“鈷和鎳都是戰略物資，下一步目標——高比能量電池正極主要是無鈷無鎳材料。在400瓦時/公斤高比能量動力電池方面，國家電池創新中心開展了富鋰錳基固溶體的工程技術研究。首次研究出比容量400毫安時/克正極材料(新結構的富鋰正極材料)，這是對傳統鋰離子正極材料的一大突破。三元811正極比容量只有210毫安時/克，現在新結構富鋰正極材料已經做到400毫安時/克，這為實現鋰離子電池500瓦時/公斤的目標提供了可能性，不過目前還處于基礎研究的階段。”歐陽明高說。
但電池技術的提高應該是全面的，不能只追求能量指標。在鐘孟光看來，電池的安全性、循環壽命、低成本也是未來沒有補貼的情況下需要解決的問題。“在電池的高功率密度、高倍率充放、耐高低溫等方面都需要做出努力。”鐘孟光介紹，對于純電動公交車來說，為綜合考慮充電場站的使用效率，快充速度有時甚至比電池能量密度更為重要。目前，沃特瑪研發的高性能動力電池，已具備6C大倍率下持續充放電特性，可以實現15分鐘充電到80%。
“目前，搭載沃特瑪低溫電池的純電動汽車在新疆、東北、呼和浩特等零下30度左右的環境也連續運營了三個冬天。”鐘孟光介紹，目前在內蒙古呼和浩特市運行的電動汽車，除了因空調制熱、電除霜等增加能耗外，主要續航能耗基本與其它季節持平，電池續航衰減不高于5%。
優勝劣汰
市場蛋糕在變大，但競爭也愈演愈烈。電池企業一方面在技術上進行研發，另一方面為了搶奪市場而不斷擴大產能。公開資料顯示，2017年上半年，近20家動力電池企業進行了擴產，擴產總產能超過65GWh。如果按一輛新能源汽車配55kWh電池計算，相當于可以裝配278萬輛，如果按40kWh/輛計算，則可以裝配382萬輛。根據相關規劃，預計到2020年中國新能源汽車銷量將達到200萬輛的規模，未來動力電池產能過剩已成定局。值得注意的是，動力電池裝機總電量前十動力電池企業合計達26.81GWh，占整體電池企業的74%，行業優勝劣汰的特征十分顯著。
在原材料價格上漲、補貼退坡的大背景下，許多電池企業也面臨著倒閉的風險。比如，美國汽車電池制造商A123在短短三年內就從IPO走向破產，主要是因為電池成本依然居高不下，而訂單數量并未跟上。“電池的成本對我們做動力電池的企業來說，壓力是非常大的。”鐘孟光坦言。
以鋰電池為例，其對原材料碳酸鋰和高純球狀石墨的需求量巨大。“去年石墨漲了10多倍的價格，碳酸鋰價格從4萬元漲到不到10萬元，鈷的價格也翻了一倍。”中國工程院院士干勇說，電池原材料成本占電池成本的75%左右。此外，電池型號標準不統一，不利于標準化運營，電池回收系統也沒有建立起來。
在貝特瑞董事長賀雪琴看來，電池回收解決方案是使動力電池材料價格穩定、持續下降，最終實現可持續發展的根本方案。一方面要解決電池溯源的問題，做到每一只電池都能夠可追溯。另一方面國家要鼓勵盡快的建立專業回收機構或回收企業。“從目前來看，電池的回收是不掙錢的，回收完了以后，這些原材料賣出去只能滿足回收成本的1/3到1/2，政府應該在政策上給予這些回收企業相應的支持或者對其進行補貼，因為回收企業也要賺錢，否則很快就會關張。”中國工程院院士孫逢春在接受包括第一財經在內的記者采訪時表示。
而電池企業如果想要在競爭中取勝，歸根結底還是在于如何做到降本增效。以在電池企業中排名前三的沃特瑪為例，其降本增效的途徑有三個方面。一是降低電池成組以后的系統價格。“如果電池PACK的成本以后不低于1元/瓦時，這對我們純電動汽車大面積的普及推廣是一個非常大的挑戰。我們從電池占車輛成本的50%左右(2015年)降低至目前的35%—45%之間。除了提高能量密度，提升續航里程方面的技術創新外，在改進工藝、降低材料成本上也做了很多工作，主要是體現在電池PACK上，通過采用一些新的成組技術、輕量化的材料去實現。”鐘孟光對記者表示。
目前，國內電池企業大多使用人力為主的半自動化生產線，其制造成本較低，但不利于效率的提升，降本增效的另一途徑則是大力推廣全自動化的生產線。“沃特瑪電池從2016年底開始應用全自動化生產線，一個比較明顯的例子是，我們的PACK生產線從原來的125人下降到目前的20人左右，人力成本的下降對我們品質的提升還是非常明顯的。”鐘孟光說，目前沃特瑪電池所有的生產線都已經實現了全自動化。
第三個途徑則是通過梯級利用，降低電池生命周期的成本。“我們2015年時就成立了儲能的研究，2017年下半年已經在產品的推廣應用上邁出了一步，最明顯的就是2018年初同中國鐵塔簽訂了一個供貨的合作協議。”鐘孟光說。（《第一財經》武子曄）
