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电池行业三大看点:产能过剩 电池虚火 回收不易

2018-02-02 13:00:05    中国质量万里行        点击:

  79.4万辆和77.7万辆 ,这是我国2017年新能源汽车交出的整体产销成绩。

  随之而来的,2017年动力电池装机量大增。过去的2017年,我国新能源汽车(EV+PHEV)动力电池装机总电量约36.24GWh,相比2016年28GWh的装机量,同比增长约29.4%。

  据悉,目前动力电池占新能源车成本42%,在整个新能源产业中占重要地位。根据测算,当电动汽车每年销量达到1000万辆时,产业链规模将达万亿元,预计动力电池的需求为500GWh。

  2017年,《促进汽车动力电池产业发展行动方案》的发布,明确了动力电池产业未来方向与目标,  2020年动力电池系统比能量力争较现有水平提高一倍达到260GWh、成本降至1元/瓦时以下,2025年动力电池单体比能量达500GWh。

  产能:过剩问题突出

  一方面是新能源车产能节节攀升,另一方面,产能过剩的问题也“浮出水面”。继骗补排查后,新能源汽车行业未来也将迎来了一场牵涉至产能问题的“体检”。

  资料显示,2017年国内新能源汽车动力电池累计装机量36.24GWh,但而国内动力电池的产能突破220GWh,同比增长125%,同时,受到补贴退坡、车型公告目录重申等短暂影响,动力电池产业发展也受到不同程度的影响,其中,产能存在结构性过剩风险,动力电池企业产品库存积压比较严重。

  有第三方数据统计,2015年至2017年上半年,我国共有超过200个新能源汽车整车生产项目落地,涉及投资金额为超10000亿人民币,已公开的规划产能超2000万辆。据不完全统计,去年国内动力电池相关投资项目多达100个,总投资超过2159亿元。

  “动力电池的供应会持续过剩,将在2018年达到巅峰,产能过剩达到257%。”深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司董事长贺雪琴在1月21日中国电动车百人会动力电池峰会上表示,在动力电池核心材料方面,原材料价格飞涨,材料生产成本压力大,补贴退坡后,电池厂降价的压力加大,由此产生的结果是电池材料产能出现结构式过剩。

  贺雪琴认为,解决产能过剩的方法,其中之一是研发350Wh/kg高能量密度电池,在乘用车方面,续航应达500km以上,能量密度提升后,电池成本将会大大降低。

  技术:固态电池“虚火”

  国家信息中心副主任徐长明在2018中国电动汽车百人会论坛上指出,新能源汽车长远的可持续发展需要两个条件,第一,就是新体系的电池要得到突破,这的重量问题,另一方面是功率密度,解决充放电速率的问题。

  在年初举行的2018 CES(拉斯维加斯国际消费电子展)上,“固态电池”突然成为了热点话题,起因是万向旗下的Fisker公司在发布全新电动跑车Emotion时,提到了由于搭载石墨烯固态电池,这款电动跑车实现644km以上的续航里程,称能够让电动汽车用户的行驶里程增加到500英里(约804公里)以上,充电时间只需要1分钟。甚至有观点称,固态电池可以“完秒”锂电池,“吊打”特斯拉。

  从相关固态电池专家了解到,固态电池有两个显著特点,一是能量密度大约为传统锂电池的2.5~3倍;二是更安全,杜绝了电池破裂或高温等意外带来的燃烧隐患。

  固态电池的发展主要遵循两条路线,一是聚合物路线;二是全无机陶瓷路线,全无机陶瓷路线又可以分成氧化物和硫化物两个方向。但固态电池也有两个难点,一是电解质材料本身的问题;二是界面性能的调控与优化问题。从目前来看,其商业化道路还很漫长。

  据悉,在我国,中国科学院在固态电池上的布局相对较早,目前5个研发团队分别取得了不同的进展。此外,国内著名电池企业宁德时代也投入到固态电池的研发中,目前,宁德时代的聚合物锂金属固态电池循环达到300周以上,容量保持率达到82%。

  中科院院士、清华大学教授欧阳明高前不久也专门谈到固态电池的发展,他说,美国专注于有机-无机复合固态电解质的大容量固态锂电池研发,以小公司、创业型公司为主。日本、韩国均采用无机固体电解质的大容量固态锂电池研发,多家公司出台了量产计划。中国、日本和韩国的情况相类似,三个国家已经有很大的锂离子电池产业链,不希望推倒重来。

  欧阳明高此前同样强调:“全固态锂电池,这个词每一个字都不能少、不能变,比方说‘全固态’跟‘固态’是不一样的,‘锂电池’和‘锂离子电池’不是一个概念。所谓‘全固态锂电池’是一种在工作温度区间内所使用的电极和电解质材料均呈固态,不含任何液态成分的锂电池,所以我们全称是‘全固态电解质锂电池’。”

  而目前有所突破、有性能优势和产业化前景的,主要是固态锂离子电池。

  分析认为,总体来看固态电池的发展,电解质可能遵循从液态、半固态、固液混合到固态的路径发展,最后到全固态。在负极方面,从石墨负极过渡到硅碳负极。目前,我国正在从石墨负极向硅碳负极转型,最后有可能转向金属锂负极,但这条路线还存在技术的不确定性。

  回收:专业安全性不强

  第一批电动汽车运行已经超过20万公里,进入报废期,回收问题迫在眉睫。从资源角度来看,我国在重要材料上都依靠进口,尤其是钴95%以及70%锂矿都依靠进口,相当于我国没有保有量,不回收我们的新能源会搞不下去,问题会很严重。

  “到2020年动力电池大概会累计报废达32万吨以上,甚至 50万吨也是有可能的。”中南大学教授李荐认为,2017年,锂离子电池回收市场达到17.8亿美元,到2030年将达237.2亿美元,其间年复合增长率约为22.1%,磷酸铁锂将成为市场中回收最快的电池类型。

  对于动力电池的回收再利用,目前普遍采取的方式是:梯次利用+再生处理。对于新能源汽车上退役的动力电池,能量残余在70%以上的,经过挑选、测试等环节之后,可进一步应用在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等领域;之后再进一步分解,进行再生处理。

  今年1月29日,在工业和信息化部节能与综合利用司的指导下,广东省经济和信息化委员会与广东省循环经济和资源综合利用协会、广东光华科技股份有限公司、中国铁塔股份有限公司广东省分公司共同举行了新能源汽车动力蓄电池回收利用战略合作协议签约仪式,加快部署启动新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作,推动在广东省及周边地区构建动力蓄电池回收利用体系。

  据悉,2018年,工信部可能会出台相关解决动力电池回收的政策。根据“谁生产、谁负责”原则,原中国汽车技术研究中心主任王秉刚表示:“我一直在推动的是,一些新能源汽车销售比较多的城市要建立回收产业,建立回收产业的时候地方政府要给一定的优惠政策,比如土地。”

  目前国内动力电池回收企业存在专业性不强、安全性差、入行门槛低、拆解不规范等突出问题。

  一是技术规范不完善,回收利用体系未建立;参考之前对于铅酸电池的回收可以看到,市场上很多小作坊采用不科学的方法回收、拆解铅酸电池,废电解液中含有硫酸、硫酸铅等,采用落后方法回收铅蓄电池,会导致废液随意进入环境,冶炼加工过程会产生大量的含铅烟尘或重金属废水,造成严重的环境污染,如我国近年来多次发生的“血铅事件”。

  二是出台的政策具体回收要求不明确,在《关于2016~2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》及《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中对动力电池回收的要求只是“企业应承担动力电池回收利用的主体责任”,“新能源汽车生产企业应当建立新能源汽车产品售后服务承诺制度包括电池回收”;

  三是缺乏动力电池回收奖惩机制,目前政策也不是强制性管理,企业积极性不高,需制定动力电池回收激励细则,建立明确的赏罚机制。

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