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动力电池行业2022年中复盘

发布时间:2022-07-04 11:15:46   来源:中国汽车报网    浏览次数:


时值年中,动力电池行业又到了一个“复盘”的时间节点。过去的10多年来,锂电产业经历了启动期、快速成长期、规模扩张期,如今已成为助力新能源汽车推广的关键一环,为我国实现“双碳”目标贡献着自己的一份力量。

相关统计显示,2022年1~5月,我国动力电池产业继续呈现高速增长态势,装车量累计达83.1GWh,同比增长100.8%。动力电池单体和系统能量密度有了较大幅度的提升,成本却持续下降;无模组设计、刀片电池、弹夹电池等开始实现规模化应用,高镍无钴电池、固态/半固态电池等前沿技术取得突破。

日前,在第十五届高工锂电产业峰会上,高工咨询董事长张小飞表示,我国已形成强大的动力电池产业链,同时也为未来更大的万亿级储能市场打下了技术、产品和资金方面的坚实基础。当前,动力电池“五强”企业正在激烈争抢中国、欧洲、北美三大市场,全球新能源汽车格局雏形初现。在他看来,我国动力电池产业的主要优势在于制造能力和供应链,两者成为相关企业走向全球市场的重要支撑。

最近一段时间,市场外部环境遭遇“黑天鹅事件”,俄乌冲突升级、新冠肺炎疫情等多种因素叠加,给高速发展的锂电行业带来不确定性因素。锂电装备企业思客琦董事长付文辉提出倡议,行业应携手面对百年不遇之大变局,积极构建国内、国际“双循环”,完善新发展格局,继续深度参与全球供应链。

满足多元化需求 打造全局竞争力

全球能源结构正在发生重大变化,为新能源汽车发展带来巨大的机遇期和窗口期。据预测,2022年,中国新能源汽车销量有望突破550万辆,带动中国动力电池出货量超过450GWh;同时,受海外市场订单带动,主流动力电池企业将迎来较大规模的产品出口。不过,原材料价格大幅上涨,导致动力电池的成本涨幅更甚,供应商面临较大经营压力。一项市场研究指出,2022年,中国动力电池电芯的价格或将上涨15%~20%。原材料价格高企、供应紧缺,使得动力电池行业承压严重。

市场机遇与挑战并存,这也让动力电池供应商对于下一步的发展规划有了更多的思考。蜂巢能源董事长兼首席执行官杨红新介绍称,该公司产品规划主打“短”、“平”、“快”,即短刀化、平台化、快速充电;新的战略思想主要在于实现产业一体化联合及上下游产业聚集。产业一体化联合是要形成“一纵一横一服务”的战略升级:“一纵”是纵向拓展,联合产业上下游,形成一体化生态;“一横”是横向协同产业发展的高技术和优质环节;“一服务”是产业服务,借助平台资源向产业链的各环节赋能。在上下游产业聚集上,要促进区域经济产业化发展,一体化盘活锂、镍、锰、磷等矿产资源,以电池为依托,形成产业集群,与上下游企业共同搭建产业园生态,协同发展。

中创新航董事长刘静瑜指出,当下,对于动力电池行业来说,可持续发展是重要命题,其中市场化与规模化是重点。市场化一定会带来应用的多元化,而应用的多元化则会带来技术路线的多元化。为实现能量与资源极致平衡的目标,中创新航正沿着无钴化、高锰化、高压化、固态化等技术路线推进创新。据悉,中创新航的三元锂电池已做钴含量仅7%,未来将进一步降到5%,甚至低于3%。高锰化主要是降低对镍的依赖,这是中创新航的主打战场。该公司还开辟了三元锂高压电池的路线,技术水平处于领先位置。

亿纬动力研究院院长何巍认为,新能源汽车市场具有极强的复杂性与多样性,这成就了多技术路线并行的市场技术局面。技术创新包括化学体系创新与结构创新两个方面,需要相互配合以支撑动力电池向前发展,而完整的技术路线图应包括功能技术路线、质保技术路线与成本技术路线三个维度。“基于安全性与经济性的绝对优势,大圆柱电池完美兼顾了化学体系创新与结构创新两方面的需求,是中高端新能源汽车技术路线中最理想的解决方案。”他说。

“我们认为,与产业链上下游合作伙伴紧密合作,为节能与新能源汽车发展提供具有竞争力、情景化的动力电池解决方案,才更有助于达成交通领域‘双碳’目标。”欣旺达电动汽车电池副总经理崔岩岩表示,电动化是实现交通运输“双碳”目标的重要路径,而这个进程中出现的痛点和焦虑既是挑战又是机遇,更是激发产业创新的源泉。据介绍,针对续驶里程、充电、保值、安全四大痛点,欣旺达提出了超级快充电池解决方案,车辆续驶里程可达700公里,充电10分钟续驶400公里以上,电池质保10年/20万公里。

捷威动力研究院副院长马华表示,不同类型动力电池的应用边界和设计思路存在一定差异,但从满足客户需求的角度讲并无本质区别。捷威动力一直生产软包电池,未来也会继续聚焦于此,但不排除涉足其他类型产品的可能。应用场景多元化使得动力电池的需求也多样化,捷威动力在高比能、高倍率以及储能电池产品方面都进行了布局。

锂电材料迎来新周期 面临技术和产业升级

有研究机构指出,为了实现《巴黎气候协定》中将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内的主要目标,2040年,全球清洁能源矿产需求将至少翻番,新能源汽车相关矿产需求将增长30倍,其中锂增长42倍,石墨增长25倍,钴增长21倍,镍增长19倍。

一方面是需求大幅增加,另一方面是资源供应紧缺,涨价不可避免地成为动力电池行业的“高频词”。高工产业研究院院长高小兵表示,2020年底以来,碳酸锂、六氟磷酸锂、PVDF(聚偏氟乙烯)、VC(碳酸亚乙烯酯)、净化磷酸、石墨化、磷酸铁等锂电材料的价格大幅上涨,其中,锂盐价格上涨幅度最大,VC的涨价周期最短。

为应对原材料涨价和市场竞争加剧等一系列挑战,动力电池行业越来越重视对材料的研发与技术革新。常州锂源研究院副院长岳海峰,介绍了提前在动力电池低温性能和快充领域研发布局的情况。在保障安全性和逐步满足常规性续驶里程需求后,新能源汽车在全球高纬度地区低温环境下的里程焦虑成为首要问题。今年4月,常州锂源发布了“铁锂1号”,通过在正极材料内部建立高速的锂离子传输通道,将磷酸铁锂材料在-20℃条件下的放电容量保持率,从常规产品的55%提升到85%,而在-40℃条件下的放电容量保持率更是由接近于零拉升至57%。此外,铁锂1号可与三元材料掺混使用,从而改善安全性和循环寿命等性能。

正拓能源研发总监李仕琦指出,硅碳负极产业化还需要解决膨胀、安全问题,同时也需锂电池上下游产业链的配合。

天赐材料董事长徐金富指出,锂电材料的新周期呈现出高成长性、高话语权、高速发展特征。材料企业也面临新容量、新技术、新供应链、新竞争、新合作、新思维的六大挑战。

星源材质研发总监王艳杰称,安全是动力电池的基础,而隔膜就是安全物质,是阻止正负极接触的材料。为满足锂电池高安全、轻量化、低成本、长寿命发展趋势,隔膜技术正朝薄型化、高性能、高安全方向延伸。围绕于此,星源材质形成了干法隔膜、湿法隔膜、涂覆隔膜产品矩阵。“到2026年,我们要实现100亿屏的隔膜产能,确保全球第二的位置。”他说。

容百科技总裁助理、正极材料事业部总经理佘圣贤认为,锂电池市场爆发一定会带来正极材料的高速增长。未来10年,正极材料有望迎来10倍的增长。其中,两个领域的增速会很高。一是铁锂材料,对应中低端乘用车需求;二是更适用于中高端乘用车的高镍三元材料。他预计,2030年高镍三元材料全球出货量将从2021年的30万吨左右达到500万吨以上,创下10年20倍的增速。

佘圣贤还表示,正极材料不会只出现一个体系一统天下的情况,因为要对应不同的应用场景,就会有不同的技术路线。同时,每隔5~10年,行业将出现一些新的材料体系,近期的钠离子电池、富锂锰基电池、无钴电池都陆续走向成熟。此外,正极材料向高级进阶,核心就是朝更高的能量密度发展,所以三元材料从低镍走向了高镍,接下来还会走向超高镍。

设备企业需降本增效 推智能制造迫在眉睫

动力电池的TWH时代到来,制造环节怎么办?

刘静瑜提出了中创新航的三个制造理念,极简制造、极限制造、智能制造。她表示,极简制造需要产品设计简单、工艺简单,并且使得装备变得简单。在极简制造中,其电芯零部件数量减少25%,工序降低30%,成本因此降低很多,包括工厂的占地面积也随之减少,即单位占地面积产出可提高50%。

崔岩岩强调了绿色智能制造的重要性,具体来讲有三个措施:第一,制造基地、园区采用智能电网和自主开发的储能系统,实现用电的绿色化、高效化、集约化;第二,制造基地与当地政府及行业伙伴开展战略合作,逐步将绿电使用比例提升至90%;第三,通过工艺设备的创新,实现工艺的简化、降低排放,实现高效率、高精度制造。除了在生产环节应用低碳技术外,推广低碳的管理也非常关键,欣旺达借助区块链技术与行业伙伴一起实现电池碳足迹全生命周期的追溯,有利于碳排放的管理,助力“双碳”目标达成。

海目星激光董事长赵盛宇表示,大量的新型电池结构涌现,并快速产业化、规模化,对制造企业关键工艺、关键结构可批量化的能力提出了更高要求。海目星激光着力于通过激光赋能动力电池工艺制程创新,拥有高速激光切割应用控制技术、高速多路激光控制技术、高速运动张力控制技术、高速动力学稳定性、结构轻量化、拓扑优化、除尘控制等技术。

大族激光副总裁黄祥虎认为,未来3~5年,新能源汽车市场的快速发展,有望带来巨大的锂电装备需求,而面临原材料涨价等压力的传导,锂电装备企业做好降本增效迫在眉睫。大族激光的相关装备已获得批量订单,将保质保量,按时交付。据悉,大族激光实现了从电芯到模组的锂电池闭环设备链布局,前段、中段、后段、组装段都有独立的子公司和产品中心。更为重要的是,锂电产业进入大规模扩产周期,实现产业链的合作共赢需要与头部企业联合开发新工艺、新技术,打通新技术沟通渠道,协调供应链,共同促进降本增效。同时,为助力“双碳”目标实现,锂电制造环节也必须加快向零碳转型。

付文辉指出,动力电池电芯、系统结构的创新迭代,不断驱动锂电设备企业积极探索新工艺、新技术,从而提高制造效率。在新周期下,思客琦提出了产品新矩阵、市场新打法。比如,为顺应新周期的变化,在电芯、智能物流与回收拆解上有所发力,特别是回收拆解,部分头部企业已把相关拆解设备作为生产线的标配。

在纳特斯总经理祝利民看来,锂电设备的设计要预先考虑其延展性,不仅是指尺寸的延展性,还涉及工艺、智能化的延展性,要从衔接的合理性、兼容性及切换的灵活性等多维度布局。同时,工艺的升级与更新也将逐步走向灵活化,设备要向功能化、模块化、制造化和数字化、市场化多维度演变。

在设备交付之后,运维环节同样重要,同样是产业提质增效的关键。利元亨研究院院长杜义贤,道出了目前运维环节的几大痛点:缺乏设备故障处理的经验积累;设备底层的数据不全、不可控,价值利用程度不高;电池生产企业认为设备运维服务响应较慢。针对上述痛点,利元亨提出LEIP解决方案,并集成对匹配件的管理、IOT、FOTA、故障引导、预测性维护、工业管理六大功能。基于该解决方案,利元亨实现了双层高速宽幅涂布机放卷尾料利用率提升,激光模切分条一体机实现切刀预测性维护,激光切叠一体机OEE爬坡影响因素可视化,化成容量一体机实现锂电池化成容量一致性预测等。

据华磊迅拓售前规划总监赵伟介绍,智能制造成熟度分为流程化管理、数字化改造、网络化集成、智能化生产、产业链创新5个等级。提高原材料领域智能制造能力成熟度水平可以从两大方面推进,一是基于数字化模型实现制造工艺关键环节的仿真分析及迭代优化,建成全流程一体化管控平台开展工艺流程和参数的动态优化调整,实现工艺与制造全面协同;二是改善工艺和配方优化效率,提升生产效率,提高能源综合利用效率,降低设备运维成本、安全事故发生风险。