4月17日,江西星盈科技投產(chǎn)儀式暨2019中國新能源企業(yè)家高峰論壇在江西上饒舉行,中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍在會上以“中國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢”為主題發(fā)表了演講,電車資源選取部分演講內(nèi)容整理如下:
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍
一、中國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2018年中國動力鋰離子電池裝機量
三元電池:裝機量為331億Wh,占總裝機量58.17%。從配套車輛類型來看,主要配套在新能源乘用車上,占比90.4%。
磷酸鐵鋰電池:裝機量為221.9億Wh,占總裝機量39%;從配套車型類別來看,磷酸鐵鋰電池主要配套在新能源客車上,市場占有率為72.5%。
錳酸鋰電池:裝機量為10.8億Wh,占總裝機量1.9%;主要應(yīng)用在新能源客車上,占比66.7%。
鈦酸鋰電池:裝機量為5.2億Wh,占總裝機0.9%;主要作為快充電池應(yīng)用在新能源客車上。
在各類動力電池方面,目前市場主要是三元電池和磷酸鐵鋰電池占據(jù)主導(dǎo)地位;從發(fā)展趨勢來看,三元電池占比將快速提升。
2.動力電池行業(yè)特點:市場集中度顯著提高
2016年以來,動力鋰離子電池行業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩。隨著國家政策的深度調(diào)整,動力電池行業(yè)集中度將持續(xù)提升。
2016年前20強企業(yè)裝機量占比為83.1%,前5家企業(yè)裝機量占比為64.5%。
2017年前20家企業(yè)裝機量320.9億Wh,占比87%;前5家企業(yè)裝機量223.43億Wh,占60.5%。
2018年前20家企業(yè)裝機量522.3億Wh,占比91.8%;前5家企業(yè)裝機量占比73.6%;前2家占61.3%。
2018年作為中國動力電池市場的關(guān)鍵一年,各個企業(yè)面臨著補貼大幅度下滑、能量密度及續(xù)航門檻大幅提高、企業(yè)資金鏈緊張等多重壓力,市場進入洗牌階段,無論是二三線梯隊企業(yè),還是被邊緣化的動力電池企業(yè),均有被淘汰出局的風(fēng)險。
3.2018年三元動力電池占比明顯提升
從市場需求看,乘用車將是未來新能源汽車增長的主力。由于補貼政策的引導(dǎo)和三元電池本身的高密度特性更能滿足新能源乘用車市場的需求,從國內(nèi)主流電池生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)看,三元電池已成為電池技術(shù)發(fā)展的重點。高鎳三元材料電池被業(yè)界普遍看好,吸引眾多動力電池企業(yè)的積極布局。三元電池企業(yè)多在集中布局高鎳三元電池的研發(fā),技術(shù)路線從目前主流的NCM523體系正向NCM622、NCM811和NCA快速推進。
2019年,由于補貼退坡幅度較大,國家加大對動力電池安全性的關(guān)注,磷酸鐵鋰電池的占比有望進一步提高。2020年補貼取消后,磷酸鐵鋰電池、三元電池和錳酸鋰電池將會擁有各自的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展空間。
4.電池安全性應(yīng)引起企業(yè)高度重視
三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池能量密度、降低材料成本等方面具有明顯優(yōu)勢,但安全性和穩(wěn)定性問題卻較為突出。由于高鎳三元正極材料的技術(shù)壁壘較高,在制備工藝、設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠遠高于普通三元材料,國產(chǎn)高鎳三元材料走向成熟仍需要克服多項技術(shù)難題。
2017年和2018年,企業(yè)為得到更高的補貼,在提高系統(tǒng)能量密度的要求下,降低了電池系統(tǒng)的熱管理要求,存在很大的安全風(fēng)險。另外,大部分企業(yè)在三元電池生產(chǎn)方面還缺乏足夠的經(jīng)驗積累,電池的安全性和壽命都有待檢驗。企業(yè)應(yīng)高度重視電池單體和系統(tǒng)的安全性。
5.補貼退坡敦促全產(chǎn)業(yè)降成本
2019年補貼降幅超過50%以上,系統(tǒng)能量密度門檻穩(wěn)步提升,整車能耗要求提高,純電動乘用車里程門檻進一步提高。
補貼下調(diào)使得動力電池環(huán)節(jié)首先受到?jīng)_擊,動力電池企業(yè)的利潤空間正在一點點被吞噬,電池企業(yè)短期內(nèi)壓縮成本的意愿十分強烈。電池企業(yè)將通過向上游隔膜、電解液、負極、正極等環(huán)節(jié)壓價等“降本”措施,以及提高能量密度、標準化、規(guī)模化生產(chǎn)等“增效”措施來盡可能彌補。
2018年,瑞士聯(lián)合銀行(UBS)對松下、LG化學(xué)、三星SDI和寧德時代的電池進行測試評估,特斯拉超級工廠生產(chǎn)的松下電池成本是0.11美元/瓦時(約合人民幣0.76元/瓦時),遠低于其他三家競爭對手,其中寧德時代的電池成本約0.15美元/瓦時(約合人民幣1.03元/瓦時),在四家企業(yè)中成本最高。
雖然寧德時代目前是全球最大的動力電池生產(chǎn)企業(yè),而且已穩(wěn)坐我國動力電池裝機量頭把交椅,但是在成本控制上與國際先進水平還存在不少差距。而寧德時代的現(xiàn)狀,也折射出我國動力電池企業(yè)在成本控制方面的不足。與國外鋰電巨頭相比,我國動力電池企業(yè)面臨著巨大的降成本壓力。
6.核心技術(shù)顯著增強與國外仍存在一定差距
我國動力電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,推動各環(huán)節(jié)技術(shù)水平快速提升。電芯實現(xiàn)了三元NCM811電池的量產(chǎn)應(yīng)用,產(chǎn)品單體能量密度達到260Wh/kg,系統(tǒng)能量密度達到180Wh/kg;方形、軟包生產(chǎn)設(shè)備和圓柱電池后段設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn),自動化程度和設(shè)備精度顯著提升;正極材料NCM811和NCA材料初步實現(xiàn)國產(chǎn),并在部分產(chǎn)品上實現(xiàn)應(yīng)用;硅碳負極材料已量產(chǎn),并出口到國外;濕法隔膜國產(chǎn)產(chǎn)品已占主導(dǎo),產(chǎn)品性能接近國外水平;電解液實現(xiàn)了新型添加劑的研發(fā)和量產(chǎn)。
雖然我國動力電池各環(huán)節(jié)技術(shù)取得一定發(fā)展,但企業(yè)總體研發(fā)水平仍相對薄弱、產(chǎn)品一致性差、同質(zhì)化問題嚴重、安全問題頻發(fā),特別是在電池能量密度、BMS、生產(chǎn)設(shè)備和原材料方面與國際先進水平存在一定差距。
二、中國動力鋰離子電池市場發(fā)展趨勢
1.新能源汽車成為國內(nèi)未來重點發(fā)展方向
2015年10月30日,工業(yè)和信息化部正式發(fā)布《<中國制造2025>重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖(2015年版)》。《中國制造2025》提出純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、節(jié)能汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車是國內(nèi)未來重點發(fā)展的方向,井分別提出了2020年、2025年的發(fā)展目標。
隨著新能源汽車在家庭用車、公務(wù)用車和公交客車、出租車、物流用車等領(lǐng)域的大量普及,2020年中國新能源汽車的年銷量,將達到汽車市場需求總量的5%以上,2025年增至20%左右。在國家碳排放總量目標和一次能源替代目標需求下,2030年新能源汽車年銷量占比將繼續(xù)大幅提高,規(guī)模超過干萬輛。
2.國家對動力電池提出明確發(fā)展目標
《節(jié)能與新能源汽車國家規(guī)劃(2012——2020)》:電池模塊的質(zhì)量密度達到300Wh/kg以上,成本降至1.5元/Wh以下。
“十三五”計劃——新能源汽車重點研發(fā)專項(2016-2020):
●產(chǎn)業(yè)化的鋰離子電池能量密度達到300Wh/kg以上,成本降至0.8元/Wh以下;
●電池系統(tǒng)能量密度達到200Wh/kg以上,循環(huán)壽命達到1200次以上,成本降至1.2元/Wh以下;
●新型鋰離子電池能量密度達到400Wh/kg以上,新體系電池能量密度達到500Wh/kg以上。
《中國制造2025》:
●2020年:電池能量密度達到300Wh/kg;
●2025年:電池能量密度達到400Wh/kg;
●2030年:電池能量密度達到500Wh/kg。
汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃:
●2020年:電池能量密度達到300Wh/kg以上,力爭實現(xiàn)350Wh/kg,系統(tǒng)比能量力爭達到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下;
●2025年:電池系統(tǒng)能量密度達到350Wh/kg。
3.雙積分政策實施,外資車企將加速在華新能源汽車布局
《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》自2018年4月1日起施行,2019年起正式考核。根據(jù)辦法,2019-2020年,車企銷售車輛中新能源汽車積分比例分別為10%和12%。
雙積分政策的推出,外資車企為了適應(yīng)政策要求,加快與國內(nèi)新能源汽車企業(yè)的合資步伐,這將推動海外(尤其是歐洲)傳統(tǒng)車企加緊電動汽車在華布局,合資與自主的較量將在電動車領(lǐng)域再次上演,國內(nèi)核心零部件供應(yīng)商迎來歷史性發(fā)展機遇。
雙積分政策是一把“雙刃劍”,會有力地促進新能源汽車總規(guī)模的擴張,但是自主品牌新能源汽車的市場空間會有較大的壓縮。雙積分政策實施的力度越大,對自主品牌的空間壓縮程度就越大。
4.2020年補貼取消后,各種混合動力車型用電池技術(shù)值得關(guān)注
在國內(nèi)外純電動車和插電式混合動力車取得較快發(fā)展的同時,混合動力車輛,特別是微混車輛等各種節(jié)能汽車也在國際上得到快速發(fā)展。為了適應(yīng)各國對汽車節(jié)能減排不斷提高的要求,達到降低燃油消耗,促進燃油效率提升和CO2減排的功能,又能滿足各類客戶對車輛性價比的需求,微混車輛正加快向輕混車輛發(fā)展。輕混車輛要求電池能提供更高的能量,甚至功率。于是,車用48V電源系統(tǒng)正在得到加速發(fā)展與應(yīng)用,而且是鋰離子電池可能顯示優(yōu)勢的又一擴展應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展機遇。
我國一汽、上汽、長安、北汽、江淮、吉利等企業(yè)都已將48V電驅(qū)動技術(shù)列為較為可行的技術(shù)路線,開發(fā)應(yīng)用48V電池系統(tǒng)的乘用車。國內(nèi)外48V電池研究、生產(chǎn)與應(yīng)用都取得了顯著進展。其中,國內(nèi)一些大型鋰離子電池企業(yè)已經(jīng)分別開發(fā)出48VLFP/C、NMC/C、NMC/LTO等不同鋰離子電池體系產(chǎn)品。
5.鋰離子電池技術(shù)發(fā)展方向
鋰離子電池技術(shù)進步,主要來自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究與應(yīng)用進展,通過新材料的開發(fā)進一步提高電池性能,提高質(zhì)量、降低成本、改善安全性。為滿足下游應(yīng)用對電池能量密度提升的要求,一方面通過采用高比容量的材料,另一方面可通過提高充電電壓,采用高電壓材料。
近中期:在優(yōu)化現(xiàn)有體系鋰離子動力電池技術(shù)滿足新能源汽車規(guī)模化發(fā)展需求的同時,以開發(fā)新型鋰離子動力電池為重點,提升其安全性、一致性和壽命等關(guān)鍵技術(shù),同步開展新體系動力電池的前瞻性研發(fā)。
中遠期:在持續(xù)優(yōu)化提升新型鋰離子動力電池的同時,重點研發(fā)新體系動力電池,顯著提升能量密度,大幅降低成本,實現(xiàn)新體系動力電池實用化和規(guī)模化應(yīng)用。
6.高度重視動力電池梯次利用和回收再利用
隨著新能源汽車的快速發(fā)展,我國動力電池退役將漸成規(guī)模,車用動力電池退役后,需要考慮其梯次利用和回收再利用。
要開展梯次利用,首先要了解退役電池的品質(zhì)和安全性能。電池企業(yè)要建立大數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)平臺和對電池檢測評價方法。大數(shù)據(jù)要包括電池單體研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、電池包研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、電池包車載運行監(jiān)控數(shù)據(jù)等。通過大數(shù)據(jù)對退役電池進行健康評價,以確定電池能否進入梯次利用市場。
要實現(xiàn)梯次利用,需要重視電池單體和電池包的標準化,在一個企業(yè)內(nèi)部盡可能采用較少規(guī)格的單體電池,既可以提高生產(chǎn)自動化水平以降低成本和提高產(chǎn)品一致性,又便于今后梯次利用時的拆解和重組。因此,在動力電池設(shè)計階段就要為后續(xù)的梯次利用和拆解回收做準備。
結(jié)束語
我國電動汽車已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化階段。2018年我國電動汽車銷量已達到125萬輛,繼續(xù)成為全球最大電動汽車市場。
動力鋰離子電池市場需求巨大,但行業(yè)競爭激烈,行業(yè)的整合正在持續(xù)進行中,市場將進一步向優(yōu)勢企業(yè)集中。未來三到四年,將是動力電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)最為艱難的一段時間,尤其是在降本壓力上,上下游企業(yè)將面臨前所未有的挑戰(zhàn),這需要整個產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作配合共渡難關(guān),企業(yè)要快速擴大規(guī)模,并通過產(chǎn)品性價比綜合優(yōu)勢占領(lǐng)市場份額。動力電池企業(yè)要將質(zhì)量和安全放到首位,只有擁有雄厚技術(shù)積累、足夠資金支撐、產(chǎn)品具有性價比優(yōu)勢和對市場快速反應(yīng)的廠商才能在未來激烈的市場競爭中占得先機,贏得市場。
企業(yè)要抓住一帶一路建設(shè)、國際產(chǎn)能合作等機遇,設(shè)立國際化的研發(fā)機構(gòu),積極進行海外布局,推動產(chǎn)業(yè)合作向合作研發(fā)、品牌培育等產(chǎn)業(yè)鏈高端環(huán)節(jié)去轉(zhuǎn)移,加快融入全球市場。