業(yè)內(nèi)激辯:動(dòng)力電池產(chǎn)能已過(guò)剩?下一代電池技術(shù)路在何方?

鄭晨燁2023-03-17 21:43

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 鄭晨燁 “現(xiàn)在新能源的發(fā)展太快,保守估計(jì)可能到2025年,新能車的市場(chǎng)滲透率就能達(dá)到50%。”2023年3月16日,在第七屆鋰電池及電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)年會(huì)上,談及新能車市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),加拿大皇家工程院院士、福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)張久俊如是說(shuō)。

從行業(yè)宏觀情況來(lái)看,根據(jù)乘聯(lián)會(huì)發(fā)布數(shù)據(jù),3月1—12日,全國(guó)新能源車市場(chǎng)零售13.1萬(wàn)輛,同比去年增長(zhǎng)9%,較上月同期增長(zhǎng)15%。今年以來(lái)累計(jì)零售90.1萬(wàn)輛,同比去年增長(zhǎng)21%;而對(duì)比之下,同期全國(guó)乘用車市場(chǎng)零售總數(shù)為41.4萬(wàn)輛,較去年反倒同比下降17%。

全國(guó)乘用車聯(lián)合會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)崔東樹(shù)在論壇中表示,新能源汽車當(dāng)前已在5萬(wàn)元以下至40萬(wàn)元以上的各個(gè)價(jià)格段全面占據(jù)主力地位。

他認(rèn)為,近年來(lái),新能源汽車呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)的主要原因,在于新能車成本的降低,展望未來(lái),過(guò)去幾年間持續(xù)高燒的鋰礦價(jià)格,或?qū)⑦M(jìn)入下降區(qū)間,對(duì)新能車產(chǎn)品的持續(xù)降價(jià)會(huì)起到重要的推動(dòng)作用,動(dòng)力電池的市場(chǎng)需求也仍將繼續(xù)保持良好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

“長(zhǎng)期來(lái)看,車市增量的核心動(dòng)力在于新能源車降成本和規(guī)模提升。”崔東樹(shù)表示。

電池新技術(shù)

作為新能車最關(guān)鍵的部件之一,動(dòng)力電池直接影響著新能車諸如續(xù)航、安全及壽命等許多關(guān)鍵指標(biāo)。

據(jù)崔東樹(shù)介紹,2022年動(dòng)力電池累計(jì)裝機(jī)量261.8GWh,同比增長(zhǎng)84.3%。從材料方面來(lái)看,低成本的磷酸鐵鋰電池在短期內(nèi)依然保持快速增長(zhǎng),2022年市場(chǎng)份額已超越三元達(dá)到55.6%,市場(chǎng)占比較高。

在崔東樹(shù)看來(lái),純電動(dòng)將是汽車行業(yè)發(fā)展的唯一趨勢(shì),而近年來(lái)低成本電池的快速普及,有效促進(jìn)了電動(dòng)車性價(jià)比提升,對(duì)于市場(chǎng)增長(zhǎng)起到關(guān)鍵作用。

但同時(shí),崔東樹(shù)也指出,“總體來(lái)說(shuō),我們認(rèn)為(動(dòng)力)電池需要一個(gè)高端化的趨勢(shì),中國(guó)產(chǎn)品低成本的特征過(guò)于明顯,但現(xiàn)在來(lái)看,磷酸鐵鋰的低端化對(duì)行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了一定的風(fēng)險(xiǎn)。”

就目前動(dòng)力電池存在的主要問(wèn)題,張久俊亦表示,磷酸鐵鋰電池當(dāng)下面臨十大挑戰(zhàn),其除日歷壽命及循環(huán)壽命兩項(xiàng)性能指標(biāo)能滿足行業(yè)需求外,在能量密度、功率密度、安全特性及成本等方面均有不少的提高空間。

“能量密度是鋰電池研發(fā)最關(guān)注的指標(biāo),是技術(shù)更新?lián)Q代的標(biāo)志。”張久俊指出。

據(jù)了解,目前市場(chǎng)中主流技術(shù)路徑的動(dòng)力電池密度均已超過(guò)300Wh/kg,而500Wh/kg則普遍被行業(yè)內(nèi)認(rèn)為是下一代鋰電池應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

張久俊表示,鋰硫電池及全固態(tài)鋰電池在未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)500Wh/kg能量密度目標(biāo),其中,鋰硫電池以其所具有的高能量密度、高功率密度、低成本及環(huán)境友好等特性,成為產(chǎn)業(yè)及學(xué)界重點(diǎn)關(guān)注方向。

“鋰硫電池的總體結(jié)構(gòu)與鋰電池相似,主要利用硫復(fù)合物作為正極材料,單質(zhì)硫在地球儲(chǔ)量豐富,鋰硫電池的能量密度能達(dá)到350-600Wh/kg,功率密度有望達(dá)到3000w/kg。”張久俊在分享中介紹。

不過(guò)雖然鋰硫電池被認(rèn)為是下一代鋰電池的主流研發(fā)路徑,但張久俊也指出當(dāng)前該類電池技術(shù)還存在循環(huán)壽命差、鋰負(fù)極安全性不足等問(wèn)題。

張久俊表示,“提高電池能量密度和壽命是電池開(kāi)發(fā)的研究重點(diǎn),探索低成本高性能電池電解質(zhì)材料是關(guān)鍵因素,安全性依然是電池技術(shù)的重中之重,盡管鋰硫電池技術(shù)還存在一些問(wèn)題,但技術(shù)已有可期的成熟度,可以進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的初試。”

除鋰硫電池這一技術(shù)路徑外,中國(guó)科學(xué)院物理所博導(dǎo)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教授吳凡還在現(xiàn)場(chǎng)介紹了全固態(tài)鋰離子電池的研發(fā)進(jìn)展,他指出,目前在中國(guó)、日韓及歐美等世界最發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū),都已對(duì)固態(tài)電池的發(fā)展制定了明確的指標(biāo)和國(guó)家級(jí)的規(guī)劃。

“固態(tài)電池從安全性、能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等角度,都可以引發(fā)下一代的電池革命。我們預(yù)判從2026年開(kāi)始,逐漸會(huì)有全固態(tài)電池的中試線開(kāi)始落地,現(xiàn)在固液混合電池已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施中試,往產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn),所以從整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,電池技術(shù)將會(huì)(逐步)被全固態(tài)電池所取代。”吳凡表示。

從技術(shù)角度看,不考慮薄膜固態(tài)電池的情況下,全固態(tài)電池當(dāng)下主要有硫化物、氧化物及聚合物三條技術(shù)路線,其中硫化物固體電解質(zhì)由于擁有最高的鋰離子電導(dǎo)率和良好的機(jī)械性能,而成為最有潛力的技術(shù)方向之一。

吳凡指出,固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)均非常明顯,從優(yōu)點(diǎn)來(lái)看,全固態(tài)電池通過(guò)把液態(tài)電解液,即可燃、易滲漏、易流動(dòng)且燃點(diǎn)非常低的電解液替換為固態(tài)電解質(zhì),從而在根本上提升了電池安全性。另外,在能量密度方面,固態(tài)電池?zé)o論在單體還是模組態(tài),其能量密度都得到了提升。

同時(shí),吳凡也表示,全固態(tài)電池當(dāng)前在界面接觸和界面的離子傳輸還存在問(wèn)題,容易出現(xiàn)離子傳輸受阻,制約電池性能。此外,由于全固態(tài)電池尚未形成產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢(shì),對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),從原材料、設(shè)備到制備工藝,均需從零開(kāi)始,這導(dǎo)致了全固態(tài)電池的成本和價(jià)格當(dāng)下遠(yuǎn)高于液態(tài)電池。

據(jù)吳凡介紹,目前在全世界范圍內(nèi),已經(jīng)投入固態(tài)電池研發(fā)的企業(yè)約有60多家,主要分布在中、日、韓、歐、美五個(gè)國(guó)家或地區(qū),其中,歐美政府和多家企業(yè)寄希望于通過(guò)固態(tài)電池改變現(xiàn)有動(dòng)力和儲(chǔ)能電池格局,競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。在技術(shù)路線及進(jìn)度方面,中國(guó)因產(chǎn)業(yè)鏈成熟,通過(guò)深耕混合固液電解質(zhì)路線而率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

瑞浦蘭鈞項(xiàng)目總監(jiān)白雪君指出,結(jié)構(gòu)高度集成化,化學(xué)體系高比能將成為動(dòng)力電池的主要發(fā)展趨勢(shì)。

據(jù)其介紹,中國(guó)動(dòng)力電池裝機(jī)量持續(xù)保持高速增長(zhǎng)勢(shì)態(tài),預(yù)計(jì)2022—2026年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到41%。此外,全球儲(chǔ)能系統(tǒng)的普及也在快速推動(dòng)儲(chǔ)能電池需求增長(zhǎng),預(yù)計(jì)未來(lái)3年年均增長(zhǎng)率達(dá)54%,到2025年新能源電池需求將超過(guò)1TWh。

產(chǎn)能已過(guò)剩

記者注意到,針對(duì)近來(lái)市場(chǎng)傳言動(dòng)力電池產(chǎn)能將出現(xiàn)過(guò)剩的情況,與會(huì)專家也均發(fā)表了各自的見(jiàn)解。

張久俊指出,從機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看,到2025年,新能車所需要的動(dòng)力電池產(chǎn)能將達(dá)到1200GWh,但動(dòng)力電池目前的產(chǎn)能規(guī)劃就已經(jīng)超過(guò)了5000GWh,超出預(yù)期太多。他表示,在2023年或2024年,動(dòng)力電池產(chǎn)能就將出現(xiàn)過(guò)剩。

“(電池企業(yè))不要再盲目的增產(chǎn),低頭拉車的同時(shí)也要抬頭看路,產(chǎn)能都已經(jīng)過(guò)剩了還投產(chǎn),不是往坑里跳嗎,此外,國(guó)內(nèi)電池廠商也要開(kāi)發(fā)國(guó)際市場(chǎng),國(guó)際市場(chǎng)仍有很大的市場(chǎng)空間。”張久俊說(shuō)。

對(duì)于用儲(chǔ)能來(lái)消化鋰電池產(chǎn)能的思路,張久俊認(rèn)為,將寶貴的鋰資源放到儲(chǔ)能中是一種浪費(fèi),儲(chǔ)能上更合適發(fā)展鈉離子電池或鉛炭電池。

而吉利汽車研究院動(dòng)力電池系統(tǒng)總師賈宏濤則認(rèn)為,眼下新能車疊加儲(chǔ)能的高速增長(zhǎng),將使得鋰電池市場(chǎng)需求在長(zhǎng)期依舊保持在高位區(qū)間,同時(shí),隨著行業(yè)的發(fā)展,電池產(chǎn)能、產(chǎn)線也將進(jìn)行升級(jí)迭代,也會(huì)不斷出現(xiàn)淘汰,產(chǎn)能的變化是動(dòng)態(tài)和結(jié)構(gòu)性的;所以,從產(chǎn)能角度來(lái)看,貌似已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)剩,但站在需求來(lái)看,永遠(yuǎn)是不夠的。

“高端的產(chǎn)能永遠(yuǎn)是不夠的,低端產(chǎn)能會(huì)不斷被淘汰,所以動(dòng)力電池市場(chǎng)的供需是動(dòng)態(tài)變化,具有結(jié)構(gòu)性的特點(diǎn)。”賈宏濤說(shuō)。

白雪君也認(rèn)為,有效的、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能永遠(yuǎn)是不夠的。她表示,眼下市場(chǎng)技術(shù)迭代不斷加速,企業(yè)對(duì)產(chǎn)能布局應(yīng)當(dāng)樂(lè)觀且謹(jǐn)慎,根據(jù)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)一步步進(jìn)行研判,同時(shí),行業(yè)內(nèi)不應(yīng)只著眼于國(guó)內(nèi)市場(chǎng),也需重點(diǎn)關(guān)注東南亞新興市場(chǎng)及歐美地區(qū)。

在崔東樹(shù)看來(lái),動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)盲目擴(kuò)產(chǎn)所導(dǎo)致的惡果,在歷史上已有前車之鑒。

他表示,回顧近年來(lái)對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的跟蹤,其感覺(jué)行業(yè)投資極其盲目。“基本上就屬于看天吃飯,看著今天說(shuō)兩年之后的事,所以就出現(xiàn)了2020年大量電池企業(yè)及礦產(chǎn)企業(yè)倒閉的現(xiàn)象。”崔東樹(shù)說(shuō)。

在他看來(lái),2017年—2019年新能車市場(chǎng)的爆發(fā)性增長(zhǎng),導(dǎo)致大量電池項(xiàng)目盲目進(jìn)行高投入,結(jié)果在疫情及宏觀經(jīng)濟(jì)下行壓力增大等多重影響下,當(dāng)2020年新能車終端市場(chǎng)增長(zhǎng)停滯時(shí),需求低迷和供給過(guò)剩共同導(dǎo)致了電池行業(yè)在當(dāng)年出現(xiàn)危機(jī)。

“最近連續(xù)兩年(新能車)爆發(fā)式的增長(zhǎng),實(shí)際上又導(dǎo)致所有的(電池)領(lǐng)域投資又進(jìn)入一個(gè)狂熱階段,近萬(wàn)億的錢進(jìn)入了電池領(lǐng)域,但趨勢(shì)不看周期,我們認(rèn)為2023年電池就已經(jīng)過(guò)剩了,行業(yè)將會(huì)進(jìn)入慘烈的競(jìng)爭(zhēng)。”崔東樹(shù)說(shuō)。

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