鋰電產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)拉力加大
位于中國(guó)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(nèi)，鋰離子電池智能化生產(chǎn)線正在全自動(dòng)化運(yùn)行。這家企業(yè)生產(chǎn)的鋰電池，被廣泛使用在國(guó)內(nèi)外品牌的高爾夫球包車上，占全球高爾夫球包車所用動(dòng)力電池85%以上的市場(chǎng)份額。
山東棗莊因煤而建、因煤而興，與煤炭相關(guān)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)一度占棗莊經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的八成以上。隨著煤炭資源枯竭，當(dāng)?shù)胤e極探索發(fā)展鋰電作為替代產(chǎn)業(yè)。如今，這里已有鋰電企業(yè)57家，形成了較為完整的全產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品供應(yīng)中國(guó)眾多知名企業(yè)并遠(yuǎn)銷歐美、亞洲等地區(qū)。在近日開(kāi)幕的2022中國(guó)(棗莊)國(guó)際鋰電產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)上，又有26個(gè)鋰電產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目簽約，總投資額達(dá)1095億元。
作為新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，發(fā)展鋰電產(chǎn)業(yè)是中國(guó)推動(dòng)能源變革、完成“雙碳”目標(biāo)的舉措之一。隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型持續(xù)提速，鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來(lái)關(guān)鍵戰(zhàn)略窗口期。
工信部賽迪研究院發(fā)布的2021中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展指數(shù)白皮書指出，2021年中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅上漲，鋰電池市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到324GWh，是2017年的4倍。此外，截至2021年底，中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)能約占全球的70%，世界10大鋰電池廠家當(dāng)中，中國(guó)占據(jù)6席。從全球范圍來(lái)看，中國(guó)已連續(xù)5年成為全球最大的鋰電池消費(fèi)市場(chǎng)。
近幾年來(lái)，中國(guó)多地加速布局鋰電產(chǎn)業(yè)，一批優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目接連落地。例如，鋰電池研發(fā)制造企業(yè)寧德時(shí)代近期與四川省成都市簽署協(xié)議，雙方在換電運(yùn)營(yíng)、研發(fā)、資源綜合利用、電池關(guān)鍵材料制造、新能源及儲(chǔ)能等領(lǐng)域開(kāi)展全方位合作;山東棗莊去年與鋰電池模組解決方案及產(chǎn)品提供商欣旺達(dá)簽訂項(xiàng)目投資協(xié)議，建設(shè)“年產(chǎn)能30GWh動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池棗莊項(xiàng)目”，達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值約200億元。
市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大推動(dòng)了中國(guó)鋰電企業(yè)技術(shù)持續(xù)進(jìn)步。在2022中國(guó)(棗莊)國(guó)際鋰電產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)上，欣旺達(dá)發(fā)布了超級(jí)快充動(dòng)力電池，相關(guān)產(chǎn)品通過(guò)對(duì)材料體系、電池工藝及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了一次充電可以續(xù)航600至700公里，充電5分鐘續(xù)航200公里，即使在-20℃的低溫下能量保持率也高于85%。
“中國(guó)的鋰電池技術(shù)水平在迅速提升。目前，三元電池系統(tǒng)能量密度超過(guò)每公斤200Wh，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度超過(guò)每公斤160Wh，處于量產(chǎn)產(chǎn)品的國(guó)際領(lǐng)先水平。隨著市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，不少已接近進(jìn)入應(yīng)用階段。”中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)劉寶生說(shuō)。
劉寶生告訴記者，鋰電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展也帶動(dòng)了各地布局全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，一些區(qū)域形成了一條覆蓋鋰電上下游的完整產(chǎn)業(yè)鏈。比如，山東棗莊市形成了鋰礦開(kāi)采加工、正負(fù)極材料、隔膜、電解液、終端應(yīng)用、回收拆解的完整產(chǎn)業(yè)鏈條和產(chǎn)業(yè)生態(tài);江西宜春市的137家鋰電新能源企業(yè)，涵蓋鋰資源采、選、冶，鋰電池關(guān)鍵材料與零配件、鋰離子電池、儲(chǔ)能電池、新能源汽車、鋰電池回收等領(lǐng)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(fā)展的配套措施，借助打造具有特色的鋰電產(chǎn)業(yè)集群，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供新增長(zhǎng)極，并取得初步成效。山東棗莊今年上半年的鋰電產(chǎn)業(yè)營(yíng)收已達(dá)到2021年全年?duì)I收，到2023年當(dāng)?shù)劁囯姰a(chǎn)業(yè)產(chǎn)值力爭(zhēng)達(dá)到300億元，2025年達(dá)到800億元。四川宜賓市預(yù)計(jì)，今年全年動(dòng)力電池產(chǎn)銷量共計(jì)將達(dá)到80GWh，全市動(dòng)力電池全產(chǎn)業(yè)完成產(chǎn)值在700億元以上，同比增長(zhǎng)300%以上。
“在‘雙碳’愿景的推動(dòng)之下，未來(lái)中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)仍將出現(xiàn)較大增長(zhǎng)，鋰電相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的提振效應(yīng)會(huì)進(jìn)一步釋放。”工信部賽迪研究院高級(jí)工程師馬承恩說(shuō)。
鋰金屬電池?cái)嚐崮芰棵芏荣惖?/strong>
隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和新能源汽車等產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)能需求提升，“續(xù)航焦慮”問(wèn)題不斷推動(dòng)行業(yè)技術(shù)邊界拓展，呼喚電池能量密度升級(jí)。作為新一代動(dòng)力電池的重要技術(shù)路線之一，我國(guó)自主研發(fā)鋰金屬電池近日實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國(guó)電池行業(yè)正迎來(lái)風(fēng)口期，500Wh/kg的高能量密度鋰金屬電池在電動(dòng)航空應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步成熟，未來(lái)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用也值得期待。
儲(chǔ)能需求帶動(dòng)創(chuàng)新
今年上半年，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)持續(xù)火爆，完成銷量259萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)117%，累計(jì)滲透率超過(guò)22%。
這也帶來(lái)了動(dòng)力電池需求量同比高增。截至7月，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池年內(nèi)累計(jì)裝車量134.3GWh，同比增長(zhǎng)110.6%。與此同時(shí)，電子產(chǎn)品、電動(dòng)工具以及航空等領(lǐng)域的電動(dòng)化發(fā)展，對(duì)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(rèn)為，能源存儲(chǔ)問(wèn)題的解決是加快新能源利用的重要前提，未來(lái)我國(guó)動(dòng)力電池及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展對(duì)于促進(jìn)我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)具有重要意義，我國(guó)電池行業(yè)正迎來(lái)風(fēng)口期。
過(guò)去幾十年，我國(guó)電池體系經(jīng)過(guò)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(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)的鋰金屬電池“百家爭(zhēng)鳴”，各條路線在低電池成本、高循環(huán)壽命、充放電效率、高安全、高能量密度等性能方向發(fā)力。工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國(guó)三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池單體能量密度分別平均達(dá)到280Wh/kg、170Wh/kg，相比2012年，動(dòng)力電池單體能量密度提高超過(guò)220%。
我國(guó)鋰電池材料國(guó)內(nèi)供給充足、供應(yīng)鏈完整，鋰電池憑借其優(yōu)異性能仍是全球電池體系的主導(dǎo)。隨著各方資源在鋰電池領(lǐng)域的研發(fā)投入實(shí)現(xiàn)進(jìn)展，鋰金屬電池等新技術(shù)及材料逐步具備產(chǎn)業(yè)化的可能。
清華大學(xué)教授張躍鋼認(rèn)為，鋰是自然界最輕質(zhì)的金屬元素，為提升鋰電池能量密度，負(fù)極技術(shù)路線會(huì)經(jīng)歷從石墨到硅碳，再到金屬鋰的發(fā)展趨勢(shì)，鋰金屬電池將是高能量密度電池的“終極目標(biāo)”。
“鋰金屬電池采用純金屬鋰作為負(fù)極，具有超高的理論比容量和極低的電勢(shì)，這使鋰金屬電池有望將電動(dòng)汽車的續(xù)航里程提升一倍以上，是當(dāng)前電池行業(yè)創(chuàng)新突破性技術(shù)的重要發(fā)展方向。”張躍鋼說(shuō)。
自主研發(fā)不斷突破
金屬鋰的活性極強(qiáng)，作為電池負(fù)極在安全性方面技術(shù)挑戰(zhàn)很大，導(dǎo)致全球在鋰金屬電池技術(shù)的研發(fā)長(zhǎng)期停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
在這方面，安徽盟維新能源科技有限公司在研發(fā)生產(chǎn)領(lǐng)域取得了突破。通過(guò)采用功能化電解液有效解決關(guān)鍵安全問(wèn)題，可批量提供500Wh/kg鋰金屬電池產(chǎn)品。2022年6月，公司批量交付的第三代METARY Exx產(chǎn)品在臨近空間環(huán)境的低氣壓寬溫差工況下的測(cè)試數(shù)據(jù)表現(xiàn)優(yōu)異，將被批量應(yīng)用于新一代電動(dòng)航空飛行器。
近日，盟維科技位于合肥經(jīng)開(kāi)區(qū)的鋰金屬電池自動(dòng)化制造線及z21創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室正式啟用，實(shí)現(xiàn)了鋰金屬電池從實(shí)驗(yàn)室階段(TRL3)到批量商業(yè)化交付階段(TRL6-8)的突破。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這標(biāo)志著我國(guó)自主研發(fā)新一代動(dòng)力電池技術(shù)企業(yè)在規(guī)?；慨a(chǎn)道路上實(shí)現(xiàn)重大進(jìn)展，也說(shuō)明我國(guó)在500Wh/kg高端能量型動(dòng)力電池產(chǎn)品的批量交付方面居于領(lǐng)先位置。
盟維科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO周莉莎表示，盟維科技從基礎(chǔ)材料、電芯工藝、制造設(shè)備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四大關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)鋰金屬電池進(jìn)行持續(xù)系統(tǒng)性創(chuàng)新研究，完成了鋰負(fù)極保護(hù)、阻燃電解液、隔膜修飾等一系列關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新突破，有效抑制了負(fù)極鋰枝晶的生長(zhǎng)，大幅提高了金屬鋰負(fù)極的穩(wěn)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(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已順利完成驗(yàn)證。成本方面，雖然處于產(chǎn)業(yè)化初期的鋰金屬電池與現(xiàn)有大規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)鋰離子電池相比成本略高，但隨著未來(lái)技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；瘧?yīng)用推進(jìn)，成本將被逐步攤薄并繼續(xù)下探。
市場(chǎng)主體積極布局
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，誰(shuí)掌握了下一代電池科技，誰(shuí)就有機(jī)會(huì)在未來(lái)的電動(dòng)汽車市場(chǎng)取得先機(jī)。當(dāng)前，全球各大電池企業(yè)、整機(jī)車廠都在積極布局汽車動(dòng)力電池。中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高表示，未來(lái)中國(guó)動(dòng)力電池創(chuàng)新要從電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新逐步發(fā)展到材料體系創(chuàng)新，未來(lái)10年，電池體系還將經(jīng)歷多次技術(shù)變革，在2035年前實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)能量密度為500Wh/kg的下一代電池。
華控基金相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示，鋰金屬電池重量更輕、能量更高、續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)，隨著其在航空應(yīng)用中逐步成熟，通航及新能源汽車電池技術(shù)指標(biāo)的要求也會(huì)趨同，預(yù)計(jì)在未來(lái)5至10年，鋰金屬電池可以在中短途商用電動(dòng)航空中得到成熟應(yīng)用，在新能源汽車的應(yīng)用領(lǐng)域也非常值得期待。
江蘇動(dòng)力電池顯現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)
江蘇動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)位居全國(guó)領(lǐng)先位次，吸引了包括寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航、蜂巢鋰電等多家全球出貨量“TOP10”企業(yè)進(jìn)駐。記者近日采訪獲悉，江蘇動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，多家企業(yè)在加強(qiáng)科技創(chuàng)新的同時(shí)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，搶抓發(fā)展新機(jī)遇。
動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勁增長(zhǎng)
今年1月至9月，我國(guó)汽車銷量達(dá)1947萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)4.4%。其中，新能源汽車銷量達(dá)456.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)110%，市場(chǎng)占有率達(dá)23.5%。作為新能源汽車的“心臟”，占到整車成本40%左右的動(dòng)力電池也迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇期。
江蘇集聚有鋰電池及關(guān)鍵材料裝備企業(yè)160余家，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池市場(chǎng)占比“TOP10”企業(yè)中的8家均在江蘇設(shè)有研發(fā)中心或產(chǎn)業(yè)基地。與此同時(shí)，江蘇在正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液、功能輔材、制造裝備、測(cè)試認(rèn)證等關(guān)鍵領(lǐng)域已積聚了一批國(guó)內(nèi)細(xì)分市場(chǎng)“TOP5”企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈條完整度達(dá)到92%。
江蘇省工信廳相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，盡管今年以來(lái)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)面臨原材料價(jià)格、招工成本上漲等不利因素和疫情帶來(lái)的短期沖擊，但新能源汽車和儲(chǔ)能兩大高確定性賽道成為江蘇動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)的“壓艙石”。
數(shù)據(jù)顯示，今年上半年，江蘇鋰電池產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值近1200億元，同比增長(zhǎng)84.6%;電池產(chǎn)銷分別為84.80GWh和79.72GWh，同比增長(zhǎng)77.9%和82.0%。
值得一提的是，2022年江蘇220個(gè)省重大項(xiàng)目清單里，有11個(gè)涉及動(dòng)力電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈。隨著這些新項(xiàng)目的落地投產(chǎn)，江蘇動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步顯現(xiàn)。
科技創(chuàng)新成比拼焦點(diǎn)
不久前，清陶(昆山)能源發(fā)展股份有限公司與上汽集團(tuán)合作成立上汽清陶“固態(tài)電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，計(jì)劃研發(fā)千公里以上長(zhǎng)續(xù)航固態(tài)動(dòng)力電池并應(yīng)用在上汽自主品牌新款車型上。
“目前，我們?cè)诠虘B(tài)電池技術(shù)研發(fā)上已取得多項(xiàng)突破，正在加快產(chǎn)線建設(shè)為后續(xù)上量做準(zhǔn)備。”清陶能源總經(jīng)理何泓材說(shuō)。
一段時(shí)間以來(lái)，磷酸鐵鋰與三元鋰是動(dòng)力電池兩大主力發(fā)展線路，但受鎳、鈷等原材料價(jià)格高企，市場(chǎng)對(duì)動(dòng)力電池兼顧安全性、比能量和成本的需求越來(lái)越高等因素影響，探索新技術(shù)路線成為不少企業(yè)的共同選擇。
蜂巢鋰電近日發(fā)布，公司全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)率先完成20Ah級(jí)硫系全固態(tài)原型電芯的研發(fā)，其采用的硫化物技術(shù)路線已具備固態(tài)電解質(zhì)材料的公斤級(jí)自主合成、固態(tài)電解質(zhì)膜連續(xù)化制備、全固態(tài)軟包電芯組裝，以及新設(shè)備開(kāi)發(fā)等自主研發(fā)能力。
上半年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝車量第三位的中創(chuàng)新航，推出One-Stop電池技術(shù)與產(chǎn)品，通過(guò)超薄殼壁，多維殼體成型，多功能復(fù)合封裝、原位無(wú)塵裝配集成等技術(shù)，使電池結(jié)構(gòu)重量降低40%，零部件數(shù)量減少25%，生產(chǎn)效率提升100%。
多位受訪企業(yè)家告訴記者，隨著國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池“T瓦級(jí)”時(shí)代的到來(lái)，相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新成為企業(yè)比拼的重點(diǎn);但也有不少企業(yè)家認(rèn)為，動(dòng)力電池技術(shù)的迭代或許并非想象中那么快，新老技術(shù)路線并行將是長(zhǎng)期態(tài)勢(shì)。
“動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)前景向好、發(fā)展空間巨大，催生市場(chǎng)中多條新技術(shù)路線齊頭并進(jìn)、做大蛋糕，但再好的技術(shù)也必須經(jīng)受住市場(chǎng)檢驗(yàn)。”中創(chuàng)新航副總裁王小強(qiáng)表示，目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池項(xiàng)目大量上馬，看似產(chǎn)能總量很大，但適銷對(duì)路的產(chǎn)品依舊供不應(yīng)求。
多家企業(yè)選擇加速擴(kuò)張
記者采訪發(fā)現(xiàn)，多家江蘇動(dòng)力電池企業(yè)已紛紛加快了擴(kuò)張的步伐。
“西部地區(qū)擁有豐富的自然資源、人力資源和政策資源，從發(fā)展鋰電行業(yè)來(lái)看是非常值得關(guān)注和挖掘的。”蜂巢能源相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。據(jù)介紹，去年至今，該公司已先后在四川遂寧、成都、達(dá)州和江西上饒等地簽約建設(shè)發(fā)展基地，覆蓋動(dòng)力電池的生產(chǎn)、研發(fā)、“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化生態(tài)產(chǎn)業(yè)園等。
此外，一批產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)也加大擴(kuò)張力度。龍?bào)纯萍荚谒拇ㄋ鞂幗ㄔO(shè)儲(chǔ)能正極材料規(guī)模化生產(chǎn)項(xiàng)目，中材科技在內(nèi)蒙古設(shè)立鋰膜制造基地。
記者了解到，動(dòng)力電池生產(chǎn)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(gè)流程下來(lái)能耗較高，這也成為一些企業(yè)加速擴(kuò)張的重要原因。
“西部地區(qū)綠能豐富，一旦形成產(chǎn)業(yè)集群有助于企業(yè)降本增效。”王小強(qiáng)說(shuō)。據(jù)悉，中創(chuàng)新航投資“百億級(jí)”在成都打造的項(xiàng)目進(jìn)展順利。
江蘇省動(dòng)力及儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長(zhǎng)楊凱表示，動(dòng)力電池企業(yè)加速擴(kuò)張將是一個(gè)趨勢(shì)。對(duì)于江蘇來(lái)說(shuō)，應(yīng)該將更多的創(chuàng)新資源優(yōu)先投入到科技創(chuàng)新上，在優(yōu)質(zhì)企業(yè)形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模后，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈向價(jià)值鏈中高端提升。
