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太蓝新能源:锂电行业前景广阔动力电池渐进发展

发布时间:2022-09-10 06:33:31
来源:火狐体育网页下载app 作者:火狐体育官方app

  长坡盈积厚雪、红海市场滑翔,随着新能源汽车市场力量的显著提高,动力电池赛道逐渐迎来全面爆发的时刻。电化学产业平稳发展,材料升级和技术革新也在不断提升动力电池的能量密度及其他核心指标。优异的一致性、高能量密度、高倍率性能、长循环寿命、更加安全稳定——动力电池下一站发展的目标与锚点;而对全固态电池的深邃冀望,正推动越来越多的科研院所、企业机构登攀锐进。

  「太蓝研析」是太蓝新能源开设的太蓝研究院、生产制造基地锂电方向科研专家/资深工程师人物采访栏目,通过信息化访谈有效认知锂电池技术动态和相关市场领域。深耕于先进固态锂电产业研发,太蓝力量正当时,并且将不断发荣滋长。

  本次访谈对象是太蓝研究院电芯研发中心负责人,我们与其探讨了动力电池的两大主力类型、半固态电池产品市场意义、动力电池及储能方向的发展前景,时下热议的上游材料价格问题、新能源汽车动力电池安全性等内容。

  Q:目前市场上新能源汽车常见的两个电池种类是磷酸铁锂电池和三元锂电池,它们各自的优缺点都有哪些,哪一种电池的发展前景会更好呢?

  第一个方面是关于二者的材料特性,市场之前是以三元正极材料这种动力电池为主,因为它的能量密度、充放电倍率和低温性能等方面比磷酸铁锂要有优势,循环寿命表现也不错,能达到1000次以上。

  但是磷酸铁锂材料也有自身优势:安全性、循环寿命和单位Wh成本都比三元锂电池更有优势。在很多应用领域如储能电池产品上,磷酸铁锂电池循环寿命能达到5000次、6000次,甚至上万次,目前三元锂电池还无法达到这样的性能。

  磷酸铁锂材料有两方面缺点:一方面就能量密度而言,磷酸铁锂电池会比三元锂电池低;另一方面是低温性能差,比如温度在0℃、-5℃,以及低至-20℃低温环境的充放电,它的性能不如三元材料,这是由于磷酸铁锂材料本身的结构决定的。

  另外一个重要的因素是政策导向,例如2021年12月10日,工信部正式发布《锂离子电池行业规范条件(2021年本)》和《锂离子电池行业规范公告管理办法(2021年本)》。值得注意的是与意见稿相比,相关标准要求降低了,动力电池方面,正式稿取消了“能量型动力电池项目单体能量密度应≥180Wh/kg,电池组能量密度应≥120Wh/kg”的要求,并对磷酸铁锂和三元电池分别提出限制,三元单体电池能量密度≥210Wh/kg,电池组能量密度≥150Wh/kg;磷酸铁锂单体电池能量密度≥160Wh/kg,电池组能量密度≥115Wh/kg。这意味着对磷酸铁锂要求降低。反映到市场上,2022年6月份动力电池月度数据显示:6月,国内动力电池装机总量中,三元电池产量18.3GWh,占总产量44.3%,同比增长148.9%,环比增长12.5%;磷酸铁锂电池产量22.9GWh,占总产量55.5%,同比增长194.8%,环比增长19.2%。这是磷酸铁锂电池首次在动力市场份额中超过三元电池。

  同时,2021年我国磷酸铁锂产量总计为41万吨,同比上涨179%,相较往年大幅提高,主要因为磷酸铁锂材料在电池端应用占比持续提升。所以政策调整对动力电池能量密度影响巨大,既而也会影响产业化道路的选择。

  从长期发展来看,针对于不同的应用场景区别讨论,例如磷酸铁锂电池在中低端电动车市场具有竞争力,而三元电池在高端电动车市场具有竞争力。而在追求安全、使用寿命和成本等储能应用方面,已将三元电池排除在外,磷酸铁锂电池的地位无可替代。

  简而言之,两种材料各有优缺点,两种材料会长期并存,具体要看用户领域如何细分。

  Q:就目前市场情况而言,半固态电池产品的实际意义和市场价值有什么样的体现?

  A:在产业层面,太蓝新能源布局于氧化物领域,太蓝研究院主要的技术方向是全固态电池。但目前全固态产品就生产工艺和电池系统、以及市场接受度来讲,暂时还没有实现100%全部量产。

  在液态到全固态中间有一个过渡阶段,就是逐渐导入半固态产品。半固态电池理论上使用半固态电解质,那么它所使用的液态电解质数量会相对减少,从安全的角度来看,半固态电池产品会比液态电池的安全性有大幅提升,这也是技术进步的一个必经过程。聚焦整个产业,很难实现一个全新的固态电池产品瞬时取代液态电池产品,那么从液态延伸至半固态再过渡到全固态,从产业发展和市场的接受度来讲,个人理解这会是一个比较合理的成长阶段。相当于半固态电池的产业化落地是一个过渡过程,衔接液态电池到全固态电池的演变。

  太蓝的核心技术优势着重于全固态电池产品,利用不易燃的固态电解质替代易燃的液态电解质,其安全优势已得到广泛认可。但是这个量产的目标不可能一蹴而就,我们可以在发展过程中利用半固态电池生产模式去检验自己的材料和电池配方、设备及生产工艺,这也是一个必要步骤。

  一个全新的技术体系去替代现有的成熟体系,无论从电池的技术研发或是其他材料、设备的升级,如果没有颠覆性的技术出现,难以快速铺叠占据市场。半固态电池产品从中试到量产,经历的相应环节也是在帮助我们累积经验,为后续制备固态电池做一个先行准备。从目前测试数据看,太蓝半固态电池产品在电性能方面不输液态电池,在安全性能方面具有明显优势。

  Q:最近的热议话题——原材料价格上涨,从整个市场环境来说,企业如何处理与上游供应链的关系。

  A:由价格走势可知,2020年6月磷酸铁锂原材料价格约37000元/吨,2021年6月价格涨至约50000元/吨;到今年6月,磷酸铁锂价格攀升至约150000元/吨,涨幅达几倍之多。锂矿及各类原材料价格普涨,这些都是和电池材料直接相关的,包括一些电解液材料价格也都在上涨。

  原材料价格的上涨,我个人目前的理解也并不完全是因为国内新能源行业的快速发展,而是因为全球整体的市场活动影响,经济贸易类活动受到疫情影响,部分工厂生产效率偏低,产能扩张滞后,以及市场主动调节等多种因素叠加作用。

  第二个方面从原材料涨价或者工业化方面来讲,实际上国内市场应对这些问题也有一些自己的战略,例如企业去持股锂矿、钴矿,或是开发一些新的技术进行盐湖提锂。虽然国内锂辉石矿数量不多,但盐湖数量较多,关于盐湖提锂的相关技术,行业一直都在重视发展。

  第三个方面,解决材料问题的方法——目前各大电池和原材料厂商都在投资建立原材料回收企业,利用废旧电池回收锂、镍、钴、锰等元素。政府也在扶持相关行业,工信部在近期表示,“为加强动力电池回收利用体系建设,将研究制定《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》和行业急需标准,健全动力电池回收利用体系。”从投资市场的反馈来看,很多机构都在瞄准电池回收行业;因为回收废旧电池的成本较低,接近于全面报废后的价格,但是从中可以提取出锂、钴、镍、锰等,还有铜箔、铝箔,可以获取一定的利润差值。这也是一个解决原材料供应链问题的有效途径。

  最后一方面可能是通过技术进步去解决原材料用量问题,比如说提高电池的能量密度,这样可以用更少的原材料。由于钴的价格过高使得电芯成本居高不下,因为钴的主要产地政局不稳,且当地限制钴矿石出口。于是发展高镍电池,因为高镍电池使用的钴相对较少。简而言之,可以通过技术进步来逐步解决原材料价格这个公共问题。

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