上下游夹击、产能过剩将至 动力电池如何破局下个十年？
2018-01-26 11:03:42
摘要：动力电池的成长正在推动着越来越热闹的中国新能源汽车市场，其技术瓶颈与成本压力也正在考验着电池企业。
动力电池的成长正在推动着越来越热闹的中国新能源汽车市场，其技术瓶颈与成本压力也正在考验着电池企业。
高工产业研究院(GGII)发布的《新能源汽车产业链数据库》统计显示，2017年我国新能源汽车动力电池装机总电量约36.4GWh，同比增长29%，中国再次成为全球最大的动力电池应用市场。其中，排名前三的企业分别为宁德时代、比亚迪和沃特玛。
“近几年，电池技术取得了不少进步。但国内动力电池企业仍然面临着上下游企业的压力，一方面下游车企面临补贴退坡要求电池企业降低配套价格，另一方面上游原材料价格近年来上涨也给电池企业带来压力。”沃特玛副总裁钟孟光在中国电动汽车百人会高层论坛(2018)上表示。
技术推进
电池技术的进步有目共睹，作为动力电池重要指标的电池能量密度正在不断提高。按照国家电池技术路线图的规划，到2020年电池能量密度单体要达到300瓦时/公斤。公开数据显示，截止到2017年年底，我国电池能量密度单体达到230瓦时/公斤左右。也就是说，2018、2019年还需要再提高50~70瓦时/公斤。
“这个我认为是可以做到的。”中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高对记者表示，面向2025年产业化，希望冲击单体电池400瓦时/公斤，但这需要在电池材料方面取得突破。目前市场上锂电池使用的多为石墨负极材料，从石墨的克容量和压实密度看，负极材料的能量密度很难再得到提高。“如果电池能量密度单体达到300瓦时/公斤，需要向硅碳负极材料转型。如果达到400瓦时/公斤，需要变的则是正极材料。”
“钴和镍都是战略物资，下一步目标——高比能量电池正极主要是无钴无镍材料。在400瓦时/公斤高比能量动力电池方面，国家电池创新中心开展了富锂锰基固溶体的工程技术研究。首次研究出比容量400毫安时/克正极材料(新结构的富锂正极材料)，这是对传统锂离子正极材料的一大突破。三元811正极比容量只有210毫安时/克，现在新结构富锂正极材料已经做到400毫安时/克，这为实现锂离子电池500瓦时/公斤的目标提供了可能性，不过目前还处于基础研究的阶段。”欧阳明高说。
但电池技术的提高应该是全面的，不能只追求能量指标。在钟孟光看来，电池的安全性、循环寿命、低成本也是未来没有补贴的情况下需要解决的问题。“在电池的高功率密度、高倍率充放、耐高低温等方面都需要做出努力。”钟孟光介绍，对于纯电动公交车来说，为综合考虑充电场站的使用效率，快充速度有时甚至比电池能量密度更为重要。目前，沃特玛研发的高性能动力电池，已具备6C大倍率下持续充放电特性，可以实现15分钟充电到80%。
“目前，搭载沃特玛低温电池的纯电动汽车在新疆、东北、呼和浩特等零下30度左右的环境也连续运营了三个冬天。”钟孟光介绍，目前在内蒙古呼和浩特市运行的电动汽车，除了因空调制热、电除霜等增加能耗外，主要续航能耗基本与其它季节持平，电池续航衰减不高于5%。
优胜劣汰
市场蛋糕在变大，但竞争也愈演愈烈。电池企业一方面在技术上进行研发，另一方面为了抢夺市场而不断扩大产能。公开资料显示，2017年上半年，近20家动力电池企业进行了扩产，扩产总产能超过65GWh。如果按一辆新能源汽车配55kWh电池计算，相当于可以装配278万辆，如果按40kWh/辆计算，则可以装配382万辆。根据相关规划，预计到2020年中国新能源汽车销量将达到200万辆的规模，未来动力电池产能过剩已成定局。值得注意的是，动力电池装机总电量前十动力电池企业合计达26.81GWh，占整体电池企业的74%，行业优胜劣汰的特征十分显著。
在原材料价格上涨、补贴退坡的大背景下，许多电池企业也面临着倒闭的风险。比如，美国汽车电池制造商A123在短短三年内就从IPO走向破产，主要是因为电池成本依然居高不下，而订单数量并未跟上。“电池的成本对我们做动力电池的企业来说，压力是非常大的。”钟孟光坦言。
以锂电池为例，其对原材料碳酸锂和高纯球状石墨的需求量巨大。“去年石墨涨了10多倍的价格，碳酸锂价格从4万元涨到不到10万元，钴的价格也翻了一倍。”中国工程院院士干勇说，电池原材料成本占电池成本的75%左右。此外，电池型号标准不统一，不利于标准化运营，电池回收系统也没有建立起来。
在贝特瑞董事长贺雪琴看来，电池回收解决方案是使动力电池材料价格稳定、持续下降，最终实现可持续发展的根本方案。一方面要解决电池溯源的问题，做到每一只电池都能够可追溯。另一方面国家要鼓励尽快的建立专业回收机构或回收企业。“从目前来看，电池的回收是不挣钱的，回收完了以后，这些原材料卖出去只能满足回收成本的1/3到1/2，政府应该在政策上给予这些回收企业相应的支持或者对其进行补贴，因为回收企业也要赚钱，否则很快就会关张。”中国工程院院士孙逢春在接受包括第一财经在内的记者采访时表示。
而电池企业如果想要在竞争中取胜，归根结底还是在于如何做到降本增效。以在电池企业中排名前三的沃特玛为例，其降本增效的途径有三个方面。一是降低电池成组以后的系统价格。“如果电池PACK的成本以后不低于1元/瓦时，这对我们纯电动汽车大面积的普及推广是一个非常大的挑战。我们从电池占车辆成本的50%左右(2015年)降低至目前的35%—45%之间。除了提高能量密度，提升续航里程方面的技术创新外，在改进工艺、降低材料成本上也做了很多工作，主要是体现在电池PACK上，通过采用一些新的成组技术、轻量化的材料去实现。”钟孟光对记者表示。
目前，国内电池企业大多使用人力为主的半自动化生产线，其制造成本较低，但不利于效率的提升，降本增效的另一途径则是大力推广全自动化的生产线。“沃特玛电池从2016年底开始应用全自动化生产线，一个比较明显的例子是，我们的PACK生产线从原来的125人下降到目前的20人左右，人力成本的下降对我们品质的提升还是非常明显的。”钟孟光说，目前沃特玛电池所有的生产线都已经实现了全自动化。
第三个途径则是通过梯级利用，降低电池生命周期的成本。“我们2015年时就成立了储能的研究，2017年下半年已经在产品的推广应用上迈出了一步，最明显的就是2018年初同中国铁塔签订了一个供货的合作协议。”钟孟光说。（《第一财经》武子晔）
