新能源引爆电池行业 技术瓶颈仍是难题

近段时间，新能源汽车在政策的支持下风靡全国各大城市，行业上游也在诸多利好下迎来爆发。全球产量居前的龙头电池厂纷纷在华设厂。虽然新能源汽车市场的持续繁荣带动了电池产业，但不论是纯电动的动力锂电池，还是以氢为燃料的燃料动力电池，目前在技术上仍存在成本和耐久性挑战。

十一月十日，工信部网站公布的数据显示，我国十月新能源汽车生产5.07万辆，同比上升8倍。预计接下来的两月，每月新能源汽车生产还将继续超5万辆，全年汽车将累计生产有望突破30万辆。行业专家预计，作为新能源汽车核心零部件，今年动力锂电池的市场份额会达到38%，产量也将高达50亿安时，市场需求的饥渴有望在明年下半年得到缓解。

新能源引爆电池行业技术瓶颈仍是难题

今年以来，随着新能源汽车市场的持续火爆，众多公司明确了动力锂电池为未来发展方向，定增投资、拓展产品线、新建厂等现象不断出现，动力锂电池供不应求不断被业内提及，影响最明显的，是锂盐的供应出现严重的短缺，电池级碳酸锂的价格从今年初的4万元/吨一路上涨至7万元/吨，且仍然抢手。

我国汽车技术研究中心新能源汽车发展研究部主任任美林指出，目前动力锂电池产业重要集中在四大区域，分别是：珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津地区，已经合计有近200亿元产业资金投入、近15GWh年产量以及近100家规模化的动力锂电池公司。

继三星SDI西安厂竣工，LG化学新能源电池项目(一期)十月二十七日在南京投产，预计明年实现量产，年产量达10万台以上，该项目是LG化学的全球最大电动汽车电池生产厂。公司计划将汽车动力锂电池产量从2016年满足全球5万辆电动汽车新增到2020年满足20万辆电动汽车，上升4倍。

据分析，由于电动汽车下游需求旺盛，目前我国动力锂电池处于供不应求阶段，根据一二线动力锂电池厂商扩产计划，供不应求局面至少维持到2015年底。我国动力锂电池龙头国轩高科公司2016年有望扩张产量至6亿Ah以上。兼有储能及锂离子电池业务的南都电源三季报显示，动力锂离子电池实现对多家车企批量供应，收入6549万元，而去年同期还没有相关产量。截至目前，公司已建成锂离子电池产量600MW，并持续释放，预计今年年底前完工1200MW的新产线。

今年动力锂电池、电池材料都卖疯了，单子多到来不及接，要投的基金好多，终于等来好时光。沪上一家孵化期风投公司专注于新能源投资的经理感叹。她预计未来1~2年产量不足现象仍将持续。公司2008年投资了一个电池项目，由于目前市场火爆，已开始考虑退出，潜在投资方报价一轮高于一轮。

资本的嗅觉最为灵敏，今年下半年以来，不时看到上市公司求购动力锂电池的相关项目。二级市场也如是，新能源汽车产业链是股市大调整后率先恢复上涨的重要动力之一。据统计，今年九月以来电池板块平均涨幅33.54%，储能板块涨幅高达42.53%。

新能源引爆电池行业技术瓶颈仍是难题

由于需求旺盛，电池价格居高不下，相关公司三季报业绩亮眼。据统计，截至目前，综合已经公布三季报上市公司的数据，前三季度电池板块营收同比上升16.26%，净利润同比上升63.25%，储能板块营收比去年同期上升18.32%，净利润同比上升29.92%。其中主营锂离子电池的杉杉股份、当升科技、天齐锂业、欣旺达前三季度业绩均同比增逾100%，杉杉股份大增约341.28%。

虽然当前新能源汽车用的电池行业需求火爆，但目前电池技术仍是拦在新能源汽车发展前的一条沟壑。不论电池组驱动的纯电动汽车，还是燃料动力电池电动汽车，都存在成本和耐久性挑战。

锂离子电池组比能明显超过0.25千瓦时/千克的电池系统，至今都没能实现。因此关于中型车市场而言，基于锂离子电池组驱动的纯电动汽车单次充电续航里程超过300公里暂时还没有理论可能，即便有相关产品问世，价格也是一般消费者难以承受得起的。

在以锂作为基础的电池系统中，目前缺乏稳定的电极组件和电解质材料，无法保证在充放电循环过程中氧气的再生还原率达到100%。所以未来的基础研究和材料开发中，要对锂/氧气电池的可行性展开进一步的验证。

锂/硫电池组很难获得理想的比重能量密度，无论采用何种电极材料，锂/硫电池组可达到的比体积能量密度都大幅度低于传统锂离子电池组。为了使得电池单元的比重能量密度具有竞争力，锂/硫电池组要相当大的表面积容量(大于4毫安时/平方厘米)和非常高的阴极硫含量(大于60%)。

在比体积能量密度方面，锂/硫电池组单元完全比不上传统锂离子电池组。但是考虑成本因素，锂/硫电池组可能有一定优势，因为提高生命周期和安全性的附加部件(扩散膜等)价格相对较低。假如固体电解质界面膜被研发出来阻止电解液的持续消耗，应用硅材料取代金属锂作为阳极材料，将有可能提高能量密度和延长生命周期。锂/硫电池组的硅阳极依然是一个开放性问题，涉及到怎么样与锂相兼容，方法包括工业可行的预处理锂化工艺，或者用硫化锂代替硫阴极。

新能源引爆电池行业技术瓶颈仍是难题

在过去的十年中，氢气燃料动力电池得到了非常大的进步。阴极高活性催化剂理念正将每辆燃料动力电池汽车的铂金使用量缩减到10克以下。脱合金化技术加工的新类型铂/铝催化剂展示了出色的电压循环稳定性，达到美国能源部设定的标准。现在的挑战是把先进的催化剂理念与高耐久性载体材料结合到一起，以便确保在整个汽车使用期限内燃料动力电池的性能表现。除此之外，低铂金负载造成的质量传输损失还要得到更详细的理解，从而更好地降低损失量。燃料动力电池介质膜面对的最重要挑战是，发掘那些适用于高工作温度和相对低湿度环境下的材料，帮助简化系统设计、提高排热效率以及减小空气压缩机的能量损失。

目前，政府关于新能源汽车的支持重要集中在市场销售的后端，在研发设计的前端投入比较少，这种不平衡会造成非常大的滞后效应，这也是当前电池技术发展跟不上市场销量上升的重要内因。不破除这种不平衡，新能源汽车的发展就势必像一个跛子相同难以跑快。我们应当构筑一个合理的顶层建筑，把技术创新提高到战略的位置，来让新能源汽车跑得越来越快。