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磷酸铁锂锂电池背后:技术路线之争

来源:【拓尔德TRD】 4001com登录入口:2022-07-27 分享 加入收藏 关注:849

动力锂电池正在"疯狂"上升。


根据工信部公布的数据显示,到2015年,我国动力蓄电池产业规模已位居世界前三位。工信部装备司司长张相木曾在一月二十四日的我国电动汽车百人会2016论坛上预判,2015年我国动力蓄电池单体产量有可能接近400亿瓦时,若以2020年生产200万辆新能源汽车测算,未来几年我国动力蓄电池产品能够满足新能源汽车的生产配套要求。


这个数字也并不完全被业内认可。合肥国轩高科动力能源股份有限企业董事、总经理方建华认为,由于一些商用车仅完成了25%的预期目标,2015年实现400亿瓦时的产量估算过于乐观。他给出的预测是,动力锂电池的销售应该保持在160亿瓦时的水平,但是相有关2014年3.67GWh(兆瓦时,10亿瓦时),已上升4倍。


看似蒸蒸日上的动力锂电池行业,当前却呈现出小、散、乱的发展局面,盲目投资和低水平重复建设现象严重。


"我国正负极材料、隔膜等关键产品的质量稳定性还不高,蓄电池管理系统集成及控制技术比较薄弱,行业实际、有效的产量并不高,同时我国缺乏具有国际竞争力的行业龙头企业,国内重要的制造装备企业技术优势不明显。"张相木说,现阶段我国电池行业应尽快解决短时间内产品供不应求,系统集成和一致性保障能力薄弱,产品质量稳定性不高等问题。


当前,SAMSUNG、LG、松下等电池巨头在我国的投资加速,市场争夺战将加剧,电池下游市场将会出现遇冷风险。根据电池行业报告,2016年下半年我国电池产量将会出现总量平衡,但优质电池产量将会持续紧张。


这一预判得到方建华的认同。他认为2016年动力锂电池产业将会出现结构性产量过剩。"能够被整车企业认可的、被市场认可的、性价比能够满足市场需求的产品,产量不一定够;那些不能满足市场需求的电池,可能会产量过剩。"事实上,电池行业结构性产量过剩,正在演变成一场技术路线之争。


锂电池包括磷酸铁锂、三元材料即镍钴锰酸锂、碳酸锂、镍酸锂等多种类型,当前国家鼓励多种技术路线共同发展。但这样做出现的一种现象是,一些没有经过认证的三元电池和一些库存积压电池,也被装车应用,给电动汽车运行带来了安全隐患。


2015年我国发生多起电动公交车燃烧事故,原因之一就是客车、公交车电池数量多,发生事故的几率较大。对此,在2016电动汽车百人会论坛上,工信部明确表示,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。此消息一出,在业内引发广泛争议。


工信部的理由是,三元锂电池比能量高,循环性能好,是未来锂电池一个重要的发展方向,但是在这个领域我国起步晚,用于客车的安全性开发和验证还不够,工信部正在考虑进一步提高新能源汽车产品安全技术门槛,组织开展对三元锂电池客车等车型在现行安全标准体系下的风险评估。在评估完成前,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。


工信部的这一说法有业内人士表示能够理解。"由于我国客车领域的车型开发周期比较短,一般几个月新车型就开发出来,无法遵循国际汽车行业上通用的正向开发流程。同时国内外的电动客车的相关标准也相对不完善。在这个领域确实存在不安全的因素,因此可以看到,目前国家正在规范行业。"二月十四日,CATL新能源科技股份有限企业(下称"CATL")市场总监杨琦对21世纪经济报道记者表示。


杨琦表示,未来5年我国乘用车电池技术趋势正在转向三元材料。"现阶段,尤其是乘用车领域,只有进一步提高电池能量密度,才能更好满足用户需求。从技术本身讲,假如我国生产和使用的规范都建立起来,三元材料因为能量密度更高,从材料特性来讲,前途更光明。但是,钴属于稀缺资源,全球产量非常有限,恐怕今年下半年到明年初钴会出现供应不足的情况。磷酸铁锂能量密度不那么高,但原料储量丰富,有支撑电动汽车大规模生产的条件。因此,我认为未来可能会存在两种路线并进的空间。


科技部863计划电动汽车专家王秉刚则认为,电动大巴能不能采用三元电池不能一概而论,关键还是要提高电池安全标准和管控。"三元电池能量密度高,快充10分钟可行驶30公里,但电动大巴乘客多,一旦出现安全事故,损失会非常大,所以对电动大巴的安全应更加关注。"


方建华则认为,暂停并不意味着排斥。"这个做法符合我国推广纯电动汽车的要求,磷酸铁锂的安全性能能够满足公共领域的安全要求,在乘用车方面,三元材料值得推广。所以,在磷酸铁锂产业化同时,企业也应积极研发三元锂电池。"


金龙汽车集团股份有限企业党委书记、董事长廉小强认为,三元锂电池稳定性确实不如磷酸锂电池,但是电池的安全性不能仅仅通过电池材料来判断。电池的安全性是由包括封装的系统在内的控制系统、生产管控的严密性等共同决定,应该更多关注生产工艺均衡的保障。


"大家安全上设计和验证的逻辑是这样的,目标是做到安全。大家最怕的是电池热失控、泄压、起火、爆炸。某种意义上所有的电池都是危险品,但这也分甲级、乙级、丙级,尤其是人很多的地方,甲级的危险品还是距离远一些。"CATL新能源科技股份有限企业董事长曾毓群说。


动力锂电池回收难题待解


除了技术路线,当前困扰动力锂电池发展的另一个难题是电池回收。


有数据统计,从2009年到2015年,我国累计生产新能源车49.7万辆,其中2015年生产37万辆。按照动力锂电池5年寿命推算,2016年下半年,第一批次新能源汽车动力锂电池将陆续退役。电池的回收再利用问题,已经引起有关部门的重视。在2016电动汽车百人会论坛上,科技部部长万钢呼吁,要加快研究动力锂电池的回收再利用。


他强调,要尽快建立电池回收体系,构建产业链,尽快制定出台车用动力锂电池回收利用的政策和法律法规,建立监督监管制度。2016年一月五日,国家发改委、工信部、环保部、商务部、质检总局联合公布《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》。该政策表明,为落实生产者责任延伸制度,电动汽车生产企业(含进口商)、动力蓄电池生产企业(含进口商)和梯级利用电池生产企业应分别承担各自生产使用的动力蓄电池回收利用的重要责任,报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的动力蓄电池。


但是,回收电池的技术相当复杂,比如在对废旧锂电池的处理上,要先进行预处理,它包括放电、拆解、粉碎分选、冶炼等步骤。记者发现,2011年前投入市场并能够完整运行的电动汽车已然不多,由于早期动力锂电池的循环寿命比较低,电动汽车行驶一年半左右几乎无法正常行驶。


"因寿命问题而提前报废的电池并没有梯次利用的价值,有关这种电池的回收也比较难进行。"杨琦在二月十四日对21世纪经济报道记者坦言。


"所以电池质量很关键。根据后台记录,使用大家电池的2011年上路的电动客车,预期可以运营8-11年。因此,5年退役后的电池依然会有残留价值。所以大家不会将它破坏成原料级再进行回收。可将剩余能量用于储能。不过,国内外的储能市场尚未上规模,所以大家会继续在这个领域进行探索。"杨琦称。


此外,废旧动力锂电池的发展相有关新能源汽车的发展有滞后性,根据电池的寿命,电池回收企业的发展会比电池企业滞后3至5年。往往电动汽车电池回收再利用的成本高、流程复杂使得一些相关企业并不打算涉足其中。


超威创元实业有限企业总经理孙延先此前接受21世纪经济报道记者采访时称,动力锂电池回收有一定难度,电池回收的成本甚至比销售成本还要付出更大代价。


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