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    新能源汽車帶動鋰電產業全鏈比拼發展機遇期

    經濟參考報發布時間:2022-10-31 10:18:02

      編者按:新能源汽車的蓬勃發展帶動鋰電產業進入前所未有的大發展機遇期。隨著需求的升溫,無論是技術的快速創新,還是應用的迅速落地,鋰電產業全鏈條展開了大拓展、大比拼。這個產業發展的一大特點是多技術路線、多應用模式、多組合方式的快速發展與探索,這種全產業鏈聯動式的發展模式將是未來產業競爭的中國優勢。

    鋰電產業經濟拉力加大

      記者 邵魯文

      位于中國東部省份山東省棗莊市的山東精工電子科技股份有限公司內,鋰離子電池智能化生產線正在全自動化運行。這家企業生產的鋰電池,被廣泛使用在國內外品牌的高爾夫球包車上,占全球高爾夫球包車所用動力電池85%以上的市場份額。

      山東棗莊因煤而建、因煤而興,與煤炭相關的主導產業一度占棗莊經濟結構的八成以上。隨著煤炭資源枯竭,當地積極探索發展鋰電作為替代產業。如今,這里已有鋰電企業57家,形成了較為完整的全產業鏈,產品供應中國眾多知名企業并遠銷歐美、亞洲等地區。在近日開幕的2022中國(棗莊)國際鋰電產業展覽會上,又有26個鋰電產業項目簽約,總投資額達1095億元。

      作為新能源產業的重要組成部分,發展鋰電產業是中國推動能源變革、完成“雙碳”目標的舉措之一。隨著全球汽車產業綠色低碳轉型持續提速,鋰電池產業發展迎來關鍵戰略窗口期。

      工信部賽迪研究院發布的2021中國鋰電產業發展指數白皮書指出,2021年中國鋰電產業規模大幅上漲,鋰電池市場規模達到324GWh,是2017年的4倍。此外,截至2021年底,中國動力電池產能約占全球的70%,世界10大鋰電池廠家當中,中國占據6席。從全球范圍來看,中國已連續5年成為全球最大的鋰電池消費市場。

      近幾年來,中國多地加速布局鋰電產業,一批優質項目接連落地。例如,鋰電池研發制造企業寧德時代近期與四川省成都市簽署協議,雙方在換電運營、研發、資源綜合利用、電池關鍵材料制造、新能源及儲能等領域開展全方位合作;山東棗莊去年與鋰電池模組解決方案及產品提供商欣旺達簽訂項目投資協議,建設“年產能30GWh動力電池、儲能電池棗莊項目”,達產后預計實現年產值約200億元。

      市場規模不斷擴大推動了中國鋰電企業技術持續進步。在2022中國(棗莊)國際鋰電產業展覽會上,欣旺達發布了超級快充動力電池,相關產品通過對材料體系、電池工藝及關鍵結構的創新,實現了一次充電可以續航600至700公里,充電5分鐘續航200公里,即使在-20℃的低溫下能量保持率也高于85%。

      “中國的鋰電池技術水平在迅速提升。目前,三元電池系統能量密度超過每公斤200Wh,磷酸鐵鋰電池系統能量密度超過每公斤160Wh,處于量產產品的國際領先水平。隨著市場規模持續擴大,新技術不斷涌現,不少已接近進入應用階段。”中國電池工業協會理事長劉寶生說。

      劉寶生告訴記者,鋰電池產業的快速發展也帶動了各地布局全產業鏈協同發展,一些區域形成了一條覆蓋鋰電上下游的完整產業鏈。比如,山東棗莊市形成了鋰礦開采加工、正負極材料、隔膜、電解液、終端應用、回收拆解的完整產業鏈條和產業生態;江西宜春市的137家鋰電新能源企業,涵蓋鋰資源采、選、冶,鋰電池關鍵材料與零配件、鋰離子電池、儲能電池、新能源汽車、鋰電池回收等領域。

      記者注意到,山東棗莊、四川宜賓、福建寧德、江西宜春等地市,正在逐步完善支持鋰電發展的配套措施,借助打造具有特色的鋰電產業集群,為當地經濟發展提供新增長極,并取得初步成效。山東棗莊今年上半年的鋰電產業營收已達到2021年全年營收,到2023年當地鋰電產業產值力爭達到300億元,2025年達到800億元。四川宜賓市預計,今年全年動力電池產銷量共計將達到80GWh,全市動力電池全產業完成產值在700億元以上,同比增長300%以上。

      “在‘雙碳’愿景的推動之下,未來中國動力電池市場仍將出現較大增長,鋰電相關產業對經濟發展的提振效應會進一步釋放。”工信部賽迪研究院高級工程師馬承恩說。

    鋰金屬電池攪熱能量密度賽道

      記者 李唐寧

      隨著全球能源結構轉型和新能源汽車等產業儲能需求提升,“續航焦慮”問題不斷推動行業技術邊界拓展,呼喚電池能量密度升級。作為新一代動力電池的重要技術路線之一,我國自主研發鋰金屬電池近日實現規?;慨a。業內人士認為,我國電池行業正迎來風口期,500Wh/kg的高能量密度鋰金屬電池在電動航空應用領域正在逐步成熟,未來在新能源汽車產業的應用也值得期待。

      儲能需求帶動創新

      今年上半年,我國新能源汽車市場持續火爆,完成銷量259萬輛,同比增長117%,累計滲透率超過22%。

      這也帶來了動力電池需求量同比高增。截至7月,國內動力電池年內累計裝車量134.3GWh,同比增長110.6%。與此同時,電子產品、電動工具以及航空等領域的電動化發展,對電池的裝載重量、安全性能、能量密度等都提出了更高的要求。

      專家認為,能源存儲問題的解決是加快新能源利用的重要前提,未來我國動力電池及其相關行業的發展對于促進我國實現能源轉型,實現碳達峰、碳中和目標具有重要意義,我國電池行業正迎來風口期。

      過去幾十年,我國電池體系經過多次迭代,目前三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈉離子電池、燃料電池,以及近期實現規?;慨a的鋰金屬電池“百家爭鳴”,各條路線在低電池成本、高循環壽命、充放電效率、高安全、高能量密度等性能方向發力。工業和信息化部數據顯示,2021年,中國三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池單體能量密度分別平均達到280Wh/kg、170Wh/kg,相比2012年,動力電池單體能量密度提高超過220%。

      我國鋰電池材料國內供給充足、供應鏈完整,鋰電池憑借其優異性能仍是全球電池體系的主導。隨著各方資源在鋰電池領域的研發投入實現進展,鋰金屬電池等新技術及材料逐步具備產業化的可能。

      清華大學教授張躍鋼認為,鋰是自然界最輕質的金屬元素,為提升鋰電池能量密度,負極技術路線會經歷從石墨到硅碳,再到金屬鋰的發展趨勢,鋰金屬電池將是高能量密度電池的“終極目標”。

      “鋰金屬電池采用純金屬鋰作為負極,具有超高的理論比容量和極低的電勢,這使鋰金屬電池有望將電動汽車的續航里程提升一倍以上,是當前電池行業創新突破性技術的重要發展方向。”張躍鋼說。

      自主研發不斷突破

      金屬鋰的活性極強,作為電池負極在安全性方面技術挑戰很大,導致全球在鋰金屬電池技術的研發長期停留在實驗室階段。

      在這方面,安徽盟維新能源科技有限公司在研發生產領域取得了突破。通過采用功能化電解液有效解決關鍵安全問題,可批量提供500Wh/kg鋰金屬電池產品。2022年6月,公司批量交付的第三代METARY Exx產品在臨近空間環境的低氣壓寬溫差工況下的測試數據表現優異,將被批量應用于新一代電動航空飛行器。

      近日,盟維科技位于合肥經開區的鋰金屬電池自動化制造線及z21創新實驗室正式啟用,實現了鋰金屬電池從實驗室階段(TRL3)到批量商業化交付階段(TRL6-8)的突破。業內人士認為,這標志著我國自主研發新一代動力電池技術企業在規?;慨a道路上實現重大進展,也說明我國在500Wh/kg高端能量型動力電池產品的批量交付方面居于領先位置。

      盟維科技聯合創始人兼CEO周莉莎表示,盟維科技從基礎材料、電芯工藝、制造設備、結構設計四大關鍵環節對鋰金屬電池進行持續系統性創新研究,完成了鋰負極保護、阻燃電解液、隔膜修飾等一系列關鍵技術的創新突破,有效抑制了負極鋰枝晶的生長,大幅提高了金屬鋰負極的穩定性。目前,600Wh/kg的新型超高能量密度鋰金屬電池原型樣品在公司創新實驗平臺已順利完成驗證。成本方面,雖然處于產業化初期的鋰金屬電池與現有大規模生產的傳統鋰離子電池相比成本略高,但隨著未來技術進步和規?;瘧猛七M,成本將被逐步攤薄并繼續下探。

      市場主體積極布局

      業內人士普遍認為,誰掌握了下一代電池科技,誰就有機會在未來的電動汽車市場取得先機。當前,全球各大電池企業、整機車廠都在積極布局汽車動力電池。中國科學院院士歐陽明高表示,未來中國動力電池創新要從電池結構創新逐步發展到材料體系創新,未來10年,電池體系還將經歷多次技術變革,在2035年前實現規模生產能量密度為500Wh/kg的下一代電池。

      華控基金相關負責人也表示,鋰金屬電池重量更輕、能量更高、續航時間更長,隨著其在航空應用中逐步成熟,通航及新能源汽車電池技術指標的要求也會趨同,預計在未來5至10年,鋰金屬電池可以在中短途商用電動航空中得到成熟應用,在新能源汽車的應用領域也非常值得期待。

     江蘇動力電池顯現產業集群優勢

      記者 朱程

      江蘇動力電池產業位居全國領先位次,吸引了包括寧德時代、比亞迪、中創新航、蜂巢鋰電等多家全球出貨量“TOP10”企業進駐。記者近日采訪獲悉,江蘇動力電池產業呈現強勁增長態勢,多家企業在加強科技創新的同時,優化產業布局,搶抓發展新機遇。

      動力電池產業強勁增長

      今年1月至9月,我國汽車銷量達1947萬輛,同比增長4.4%。其中,新能源汽車銷量達456.7萬輛,同比增長110%,市場占有率達23.5%。作為新能源汽車的“心臟”,占到整車成本40%左右的動力電池也迎來發展機遇期。

      江蘇集聚有鋰電池及關鍵材料裝備企業160余家,國內動力電池市場占比“TOP10”企業中的8家均在江蘇設有研發中心或產業基地。與此同時,江蘇在正極材料、負極材料、隔膜、電解液、功能輔材、制造裝備、測試認證等關鍵領域已積聚了一批國內細分市場“TOP5”企業,產業鏈條完整度達到92%。

      江蘇省工信廳相關負責人介紹,盡管今年以來動力電池產業面臨原材料價格、招工成本上漲等不利因素和疫情帶來的短期沖擊,但新能源汽車和儲能兩大高確定性賽道成為江蘇動力電池產業高速增長的“壓艙石”。

      數據顯示,今年上半年,江蘇鋰電池產業總產值近1200億元,同比增長84.6%;電池產銷分別為84.80GWh和79.72GWh,同比增長77.9%和82.0%。

      值得一提的是,2022年江蘇220個省重大項目清單里,有11個涉及動力電池上下游產業鏈。隨著這些新項目的落地投產,江蘇動力電池產業集群優勢將進一步顯現。

      科技創新成比拼焦點

      不久前,清陶(昆山)能源發展股份有限公司與上汽集團合作成立上汽清陶“固態電池聯合實驗室”,計劃研發千公里以上長續航固態動力電池并應用在上汽自主品牌新款車型上。

      “目前,我們在固態電池技術研發上已取得多項突破,正在加快產線建設為后續上量做準備。”清陶能源總經理何泓材說。

      一段時間以來,磷酸鐵鋰與三元鋰是動力電池兩大主力發展線路,但受鎳、鈷等原材料價格高企,市場對動力電池兼顧安全性、比能量和成本的需求越來越高等因素影響,探索新技術路線成為不少企業的共同選擇。

      蜂巢鋰電近日發布,公司全固態電池實驗室在國內率先完成20Ah級硫系全固態原型電芯的研發,其采用的硫化物技術路線已具備固態電解質材料的公斤級自主合成、固態電解質膜連續化制備、全固態軟包電芯組裝,以及新設備開發等自主研發能力。

      上半年國內動力電池裝車量第三位的中創新航,推出One-Stop電池技術與產品,通過超薄殼壁,多維殼體成型,多功能復合封裝、原位無塵裝配集成等技術,使電池結構重量降低40%,零部件數量減少25%,生產效率提升100%。

      多位受訪企業家告訴記者,隨著國內動力電池“T瓦級”時代的到來,相關技術創新成為企業比拼的重點;但也有不少企業家認為,動力電池技術的迭代或許并非想象中那么快,新老技術路線并行將是長期態勢。

      “動力電池產業前景向好、發展空間巨大,催生市場中多條新技術路線齊頭并進、做大蛋糕,但再好的技術也必須經受住市場檢驗。”中創新航副總裁王小強表示,目前國內動力電池項目大量上馬,看似產能總量很大,但適銷對路的產品依舊供不應求。

      多家企業選擇加速擴張

      記者采訪發現,多家江蘇動力電池企業已紛紛加快了擴張的步伐。

      “西部地區擁有豐富的自然資源、人力資源和政策資源,從發展鋰電行業來看是非常值得關注和挖掘的。”蜂巢能源相關負責人說。據介紹,去年至今,該公司已先后在四川遂寧、成都、達州和江西上饒等地簽約建設發展基地,覆蓋動力電池的生產、研發、“源網荷儲”一體化生態產業園等。

      此外,一批產業鏈上下游企業也加大擴張力度。龍蟠科技在四川遂寧建設儲能正極材料規?;a項目,中材科技在內蒙古設立鋰膜制造基地。

      記者了解到,動力電池生產涉及一次烘干、兩次化成等程序,最后出廠還要帶30%電量,整個流程下來能耗較高,這也成為一些企業加速擴張的重要原因。

      “西部地區綠能豐富,一旦形成產業集群有助于企業降本增效。”王小強說。據悉,中創新航投資“百億級”在成都打造的項目進展順利。

      江蘇省動力及儲能電池產業創新聯盟秘書長楊凱表示,動力電池企業加速擴張將是一個趨勢。對于江蘇來說,應該將更多的創新資源優先投入到科技創新上,在優質企業形成產業規模后,推動產業鏈向價值鏈中高端提升。

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