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精准定位!《动力电池蓝皮书》(2018版)把脉动力电池产业发展

北极星储能网  来源:电池中国网    2018/7/23 14:21:28  我要投稿  

北极星储能网讯: 日前,由中国汽车技术研究中心有限公司(以下简称“中汽中心”)、大连松下汽车能源有限公司联合编著的《动力电池蓝皮书:中国新能源汽车动力电池产业发展报告(2018)》(简称“蓝皮书”)在京正式发布。

蓝皮书在对2017年动力电池产业发展进行概括性总结的基础上,分别从电池单体、系统集成、关键材料、装备制造、回收与梯次利用等不同角度,阐述2017年我国动力电池产业的发展特点,并就燃料电池技术、固态电池技术、动力电池安全性技术等最新技术领域进行了专题分析。同时,该书还增设“专家视点”版块,通过业内专家的分析评述,为国内动力电池产业发展把脉。以下为“蓝皮书”内容概述。

产销量持续快速增长,行业集中度在竞争中提升

据中汽中心动力电池产业发展研究室统计,2017年中国新能源汽车实际总产量为81.9万辆,占当年新车总产量的2.8%;终端销量为77.7万辆,占新车销售的2.7%。动力电池产业在新能源汽车产业的带动下,继续保持快速增长,全年总配套量达362.7亿瓦时,同比增长33%。

得益于私人市场的渗透以及共享汽车的普及,纯电动乘用车产量同比增长84%,在总产量中占比首次超过50%;纯电动专用车产量相比2016年有近10万辆级的增长,全部产品中高于96%的产品是物流运输车;在动力电池配套方面,纯电动客车仍旧是最大的动力电池应用领域,占比为38%,而纯电动乘用车领域的动力电池配套量正在逐渐与其缩小差距,占比为33%,可以预见其即将发展成为最大的动力电池消费市场。

在动力电池配套企业方面,2017年国产新能源汽车共有98家动力电池单体配套企业(按集团口径统计,其中国外企业6家,国内企业92家)以及2家燃料电池企业,相比2016年的企业数量减少了三分之一,前一阶段《汽车动力蓄电池行业规范条件》的实施以及日趋成熟的市场竞争使一些技术落后的企业或被兼并重组或选择退出汽车动力电池的生产与销售。

从不同材料体系锂离子动力电池生产企业数量上可以看出,企业数量变化最明显的是磷酸铁锂生产企业,较2016年的79家下降了一半,随着动力电池发展路线对能量密度的需求不断提高,磷酸铁锂生产企业的生存空间受到压缩。其他材料体系的生产企业数量同比没有明显变化。

在配套量方面,只有宁德时代一家超过了100亿瓦时,其快速发展的历程在新能源汽车产业中成为一个特有现象。配套量超过1亿瓦时的企业有39家,总配套量为363.1亿瓦时,占比97%;不足1亿瓦时的企业有59家,同比减少近50%。这进一步说明行业发展在经历大浪淘沙后集中度得到有效提升。排名前20的企业配套量占总配套量的87%,与2016年占比基本一致,但总量增长可观。

动力电池系统销售价格呈下降趋势,上游材料成为关键因素

动力电池系统作为新能源汽车中成本占比最高的部件,直接决定了整车的市场定价,目前认为只有动力电池系统成本降至与传统燃油车发动机成本相当的水平,纯电动汽车才能于财政补贴退出后在终端售价方面具有真正的市场竞争力。在我国动力电池产品成本的发展演变中,产业链的建设完善和国产化率的不断提高,对动力电池的成本下降起到了关键的助推作用。

在正极材料方面,2017年我国正极材料产量增长迅猛,龙头企业的高镍三元材料技术研发正在逼近国外先进水平,规模化的量产已经实现,当升科技、贝特瑞、宁波容百的高镍材料产品极具市场竞争力;负极材料方面,国内企业继续保持传统石墨市场的领先优势,在高比能量电池用的硅碳负极材料领域则正在加快研发及投产速度,主流负极厂商已增加硅碳负极投入,新进入者也开始布局硅碳负极,产业化进程不断加速;隔膜方面,隔膜国产化率正在不断提升,随着国内隔膜生产企业在湿法生产工艺上以及涂覆技术的持续改进,湿法隔膜的性能越来越接近国外优势企业水平,国产湿法隔膜已经抢占了部分进口市场份额,并有逐渐扩大的趋势,国产隔膜的普及应用对打破国外企业垄断格局、降低动力电池成本成效明显;在电解液领域,随着我国电解液产业的发展成熟,全球电解液的产能正向中国转移,国产电解液已面向国内外市场销售,同时国产电解液添加剂也正在形成主导全球市场的供给格局。产业链的进步与成熟对适应新能源汽车市场发展需求、降低动力电池成本具有重要的意义。

整体上,我国新能源汽车动力电池系统的销售价格呈现逐年下降的趋势,2017年底动力电池系统价格的行业平均水平已经降至1.4~1.5元/瓦时,相比2016年底的2.0元/瓦时下降了25%,已经提前实现了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》要求的到2020年新能源汽车动力电池模块成本降至1.5元/瓦时以下的目标,并且部分企业的产品价格还能更低。对于《促进汽车动力电池产业发展行动方案》要求的2020年系统成本降至1元/瓦时以下的目标,其实差距已经不大。在补贴即将退出的后补贴时代,新能源汽车需在市场终端售价方面与传统燃油汽车形成等量竞争,所以动力电池系统要达到内燃发动机系统的成本水平,此时价格应在0.6~0.7元/瓦时。按照《节能与新能源汽车技术路线图》的规划,达到这一水平要到2030年,但是国外的动力电池系统成本同样下降很快,在2020年理想状态下可能达到100欧元/千瓦时,因此中国动力电池产业的发展道路并不轻松,竞争态势仍然严峻,需要产业协力共同促进,争取提前完成既定目标。

多元技术体系并路推进,三元电池占据乘用车统治地位

在2017年的动力电池配套量中,磷酸铁锂电池的主导地位受到三元电池的强势冲击,磷酸铁锂电池全年配套量187.5亿瓦时,占比50%,相较2016年下降了22个百分点;三元电池全年配套量162.2亿瓦时,占比43%,相较2016年提高了20个百分点;锰酸锂电池配套量15.6亿瓦时,占比4%;钛酸锂电池配套量5.7亿瓦时,占比2%;多元复合电池配套量2.3亿瓦时,占比1%;镍氢电池和超级电容器的配套量则相对少很多。

在纯电动客车领域,磷酸铁锂电池仍然是绝对的主要配套电池,整体占比在90%以上,其他份额则主要被钛酸锂电池和锰酸锂电池占据;而插电式混动客车方面则是锰酸锂和磷酸铁锂共同的市场。在车型产量最高的乘用车领域,无论是插电式混动乘用车还是纯电动乘用车,三元材料电池占据了绝对的统治地位,源于市场对车辆续驶里程的需求,具备高能量密度优势和发展潜力的三元材料电池将逐渐完成对磷酸铁锂电池的替代。此外在纯电动专用车领域,三元电池同样是主要配套电池,尤其是纯电动物流车对高续驶里程的需求拉动了三元电池在专用车上的配套应用。

回收路线渐趋清晰,商业体系仍待健全

动力电池的回收再利用是新能源汽车产业健康可持续发展的关键一环,对全生命周期内降低动力电池成本、促进环境保护和社会安全以及节约矿藏资源利用等方面具有重要的现实意义。随着我国发展新能源汽车产业上升为国家战略,2013年以后新能源汽车大规模推广应用,产销量年年不断攀升,截至2017年年底累计推广新能源汽车180多万辆,装配动力电池约86.9GWh。根据对企业质保期限、电池循环寿命、车辆使用工况等方面研究测算,2018年后新能源汽车动力电池将进入规模化退役阶段,预计2019年动力电池回收量将达到11.14万吨,2020年将达到25.7万吨。解决废旧动力电池回收再利用问题迫在眉睫。

面对越发严峻的动力电池回收挑战,政府主管部门在丰富和完善动力电池回收利用体系架构方面不断推出技术标准、管理规范以及示范工程等多维度举措:在2017年连续发布了《车用动力电池回收利用拆解规范》《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》《汽车动力蓄电池编码规则》《车用动力电池回收利用余能检测》等推荐性标准;提交WTO公示了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(以下简称“暂行办法”),并最终于2018年2月正式发布。《暂行办法》指出要落实生产者责任延伸原则,即新能源汽车生产企业承担动力电池回收的主体责任,鼓励动力电池生产企业、综合利用企业以及其他相关企业在标准化设计、开放通信协议以及编码溯源等方面配合整车企业充分落实动力电池回收责任,通过多种形式,合作共建、共用废旧动力电池回收渠道,并遵从先梯次利用后再生利用原则开展多层次、多用途的合理利用。针对《暂行办法》的相关要求,进一步开展动力电池回收利用试点实施方案,在构建回收体系、探索商业模式、推进技术创新以及完善激励机制等方面开展工程示范。在政策、利益、责任等多重动力驱动下,宁德时代、比亚迪、国轩高科、骆驼股份、中航锂电、华友钴业等电池生产企业和材料生产企业,均已在动力电池回收领域布局上开始发力。

前瞻性电池技术路线清晰,全固态电池成为关注焦点

2017年3月,国家发改委、财政部、工信部和科技部四部委联合发布了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》,提出到2020年,新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤,系统比能量力争达到260瓦时/公斤;到2025年,新体系动力电池技术取得突破性进展,单体比能量达500瓦时/公斤。2017年5月,工信部、国家发改委和科技部三部委联合发布的《汽车产业中长期发展规划》再一次提出到2020年,动力电池单体比能量达到300瓦时/公斤以上,力争实现350瓦时/公斤,系统比能量力争达到260瓦时/公斤,到2025年,动力电池系统比能量达到350瓦时/公斤。

面对顶层设计的要求,科技部新能源汽车重点专项实施的面向2020年高能量密度动力电池产业化研发项目正在有序推进当中,由宁德时代、合肥国轩高科以及天津力神牵头的项目采用高镍三元正极以及硅碳负极的软包电池能量密度已经达到技术要求,下一步将在提升循环寿命和安全性方面向产业化的目标进行攻关。2020年后的发展目标方向为新型高比容量正极材料研发,以期在2025年突破单体400Wh/kg。新能源汽车重点专项中,北京大学和中国科学院物理所分别牵头承担的高比能量动力电池新材料研发项目也已有阶段性进展,围绕富锂锰基正极材料开展的科研工作正逐渐看到产业化的希望,其中北京大学开发的富锂锰基正极材料的比容量达到了400mAh/g。

2017年,作为下一代面向500Wh/kg的电池技术路线,具有高能量密度以及高安全特性的固态电池正在全球范围内受到关注,日韩欧美等国家和地区的相关研究机构和企业开始发力布局,加速固态电池的研究与开发。在我国,以中国科学院物理所为代表的研究团队正在积极布局、推进固态电池的产业化工作,目前开发出的阶段性电芯样品能量密度指标接近350Wh/kg;企业方面,赣锋锂业与中国科学院宁波材料所进行合作,推进固态电池的产业化进程。此外,宁德时代、天津力神、中航锂电以及卫蓝新能源等企业也在进行固态电池的开发。在业界共同努力下,固态电池产业化的实现或许会提前到来。

道阻且长,行则将至。尽管我国动力电池产业的发展仍不尽完善,但依托国家对于新能源汽车战略产业的重视与扶持,依托无数业内同仁的拼搏和努力,我国动力电池产业终将迎来新的辉煌。

原标题:精准定位!《动力电池蓝皮书》(2018版)把脉动力电池产业发展

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