钜大LARGE | 点击量：771次 | 2021年12月30日
技术和商业模式创新为驱动力 供应链协同打通动力锂电池产业“任督二脉”
新能源汽车产销持续上升，可谓新冠肺炎疫情常态化下车市的一抹亮色。根据最新统计数据，今年1～八月，我国新能源汽车产销分别完成181.3万辆和179.9万辆，同比均上升1.9倍，累计销量的渗透率接近11％。
这无疑为动力锂离子电池产业发展进入加速期供应了强劲动能。无论装机量连创新高、技术百花齐放，还是市场结构变化，都成为当下动力锂离子电池产业的独特印记。近日，以“供应链协同新征程共赢”为主题的2021第十四届高工锂电产业峰会在深圳举办，来自电池、材料、装备等产业链上下游细分领域的公司代表，聚焦产业新发展，共话行业新未来。
迎来新的上升空间
但供应链存在压力
近一段时间以来，我国、欧洲等新能源汽车市场不断上升，跨国车企主力电动汽车型密集投放。有数据预测，2021年我国和全球新能源汽车销量分别将达200万辆和550万辆，带动动力锂离子电池需求量有望达到100GWh和230GWh。需求大幅上涨，促使动力锂离子电池公司不断追加产量，头部供应商迎来发展新机遇。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
高工咨询董事长张小飞总结道，2021年上半年，各大动力锂离子电池厂商已公布的规划产量超2000GWh，预计到2025年全球与我国市场规模扩大超4倍。新能源汽车销量持续上升，带动动力锂离子电池出货量飙升。同时，补贴退坡与平价周期的到来，迫使车企选择成本更低的配套产品，磷酸铁锂离子电池以低成本、高安全优势结合结构创新，逐步获得认可，市场需求升温。
从市场结构来看，近几年来，由于补贴政策导向、整车续驶里程等因素，三元锂离子电池市占率较高。不过，进入2021年，得益于磷酸铁锂离子电池技术快速进步，多家车企推出相关配套车型。相关数据显示，今年八月，我国动力锂离子电池产量共计19.5GWh，同比上升161.7％。其中，三元锂离子电池产量8.4GWh，占总产量42.9％，同比上升91.5％；磷酸铁锂离子电池产量11.1GWh，占总产量56.9％，同比上升268.2％。从今年七月开始，磷酸铁锂离子电池的装机量开始超过三元锂离子电池。
不过，与此同时，供需不平衡加剧导致原材料价格持续上涨，给动力锂离子电池公司带来供应链方面的挑战和成本压力，成为今年动力锂离子电池市场能否保持稳定高速上升的“灰犀牛”。
蜂巢能源董事长兼首席执官杨红新指出，今年以来，新能源汽车销量快速上升，但供应链发展滞后于行业整体发展，电解液中的添加液VC（碳酸亚乙烯酯）、六氟磷酸锂、LFP（磷酸铁锂）、负极石墨化、PVDF（聚偏氟乙烯）、SP（导电炭黑）相继供应紧张。他预计，这种供需不平衡情况仍将持续，未来其他物料因扩产周期长、化工类扩产环评申报、设备产量不足等因素也会出现供应紧张。
张小飞也认为，今年上半年，正极、负极、电解液环节分别受到产量或原料因素制约，下半年起或出现原料短缺的情况；预计2022年，主材供需有望达到平衡，而部分原材料紧缺仍将持续。
技术创新是主推力
百花齐放形成互补
值得关注的是，动力锂离子电池原材料中钴等稀缺金属供应若受制于人，产业链安全将受到挑战。因此，以无钴电池为首的多元化技术路线成为众多供应商布局的方向。比如，除磷酸铁锂走热外，宁德时代公布了新型钠离子电池，蜂巢能源无钴电池已量产上车等。
近日，科学技术部高新技术司副司长续超前就表示，要围绕电动汽车产业链最关键的动力锂离子电池，前瞻部署新体系动力锂离子电池、全固态金属锂离子电池技术研究，开展无钴动力锂离子电池和工业混合态锂离子电池开发。
在宁德时代副董事长黄世霖看来，技术创新可以助力汽车电动化目标的实现：首先是快充技术，即整车充电10分钟，续驶300公里；二是电芯高能量密度技术，能量密度超230Wh/kg，整车续驶最高可达1000公里；三是长寿命技术，达到16年或200万公里；四是高可靠安全技术；五是耐候、自加热技术，-30℃～60℃均可使用。
杨红新表示，动力锂离子电池技术更新迭代速度加快，多种化学体系并行发展，电池设计与工艺创新层出不穷，各项技术性能与成本指标快速提升，动力锂离子电池公司要协同供应商不断加大合作力度，进行创新研发。
来自天津力神电池研究院的任辉辉博士在会上介绍称，圆柱锂离子电池的发展趋势是高能量、高倍率、高安全、高一致性，要从材料体系、结构设计和质量控制等方面入手进行优化。
据悉，目前力神在高功率圆柱电池方面开发了多种创新技术和材料体系优化，并针对性地开发了多款21700、18650高功率电池。在高功率圆柱电池的结构创新方面，力神使用高孔隙率、高强度的陶瓷隔膜，在提升电池容量的同时保证倍率和高安全性，另外，还以膨胀胶带解决电池振动失效；通过定向爆破技术，在模组层面有效抑制热扩散；多极耳技术使电流密度分布更加均匀，降低直流阻抗；与集流体直接链接，降低电池内阻，实现了大电流特性，在电池高容量的前提下提高功率密度。
现阶段，国内外有近20家公司对钠离子电池进行相关产业化布局，我国比较有代表性的公司包括中科海钠、钠创新能源、星空钠电等公司。中科海钠董事长胡勇胜在演讲中提到，锂在地壳中储量17ppm,70％资源重要分布在南美。我国80％锂资源依赖进口，会有“卡脖子”的风险。但我国钠储量丰富、分布广泛、成本低廉，可用于支撑大规模储能技术可持续发展。而与锂离子电池相比，钠离子电池在成本、低温放电性能与充电时间上有较为明显的优势。他透露，中科海钠研制的高容量、长寿命、超低成本、环境友好新型软碳负极材料——裂解无烟煤，为钠离子电池负极材料实用化奠定关键基础，发明专利已在我国、美国、日本获得授权。
不过，钠离子电池的商业化也面对诸多挑战，比如，能量密度较低导致整车续驶里程有限。行业分析认为，钠离子电池未来应用场景或重要集中在储能、低速新能源汽车等领域，或与锂离子电池形成互补。
材料公司加强探索
自主发展成果显现
从另一个方面讲，动力锂离子电池产量的加速扩张，给上游材料的发展带来新空间。如何紧跟市场需求，做好供给侧的技术与产品创新，成为上游材料公司关注的重点。
在新能源汽车补贴政策一度倾向高能量密度动力锂离子电池的背景下，高镍电池进入了快速发展阶段。相关数据显示，2021年上半年，全球高镍电池装机同比上升276％，国内高镍材料市占率达40.9％，同比上升373.7％；海外高镍正极市场占比提升至38％，高镍化趋势愈发明显。从终端市场来看，2021年上海车展上，高镍车型占比超50％。容百科技总裁助理佘圣贤介绍称，其高镍正极产品有NCM811和NCA，超高镍的Ni90、Ni96正处于研发阶段。据悉，今年以来，容百科技高镍材料月供货量快速上升，9系高镍产品完成产业化评估；高镍正极产量规划2021年达12万吨，2035年超30万吨。目前，容百科技在华东、华中、西南及韩国设立多处先进生产基地，并围绕正极材料回收再利用布局产业链。
中润化学董事长丁龙奇在演讲中提出，NMP（N-甲基吡咯烷酮）作为锂离子电池粘结剂是必不可少的溶剂，被广泛应用于锂离子电池中，是理想的锂电溶剂。NMP未来将向高纯化、低铁、环保等方向发展。据介绍，中润化学所有原材料实现了隔墙供应，以降低材料采购成本，并采用先进的工艺和设备，过程管控智能化，实现降本增效。目前，产品性能中纯度、水份指标居于行业领先水平、国内第一家将游离胺将至3ppm以下，达到行业领先水平。
在上游原材料领域，铝塑膜也一直面对“卡脖子”的挑战。目前，铝塑膜市场发展提速，而且未来空间巨大。相关数据显示，我国铝塑膜市场规模在2020年达到41万平方米，今年年底有望达到49万平方米，实现16％的同比上升，2025年或达89万平方米。然而，我国高端铝塑膜90％依赖进口，国产化率相对较低，导致成本居高不下。
现阶段，国内铝塑膜公司纷纷在自主创新上下功夫。锂盾材料总经理夏文进在会上说，与日本D-152、Z-152版本相比，其创新研发的锂盾铝塑膜LD-152版本热耐强度更大，更耐高温高压高湿度，更能抵御电解液，更耐腐蚀，绝缘阻燃性能优秀，强度也更大。
随着动力锂离子电池的技术发展，隔膜产品也不断创新迭代。蓝科途技术副总经理刘鹏表示，隔膜产品重要有几大发展方向，一是耐高温隔膜方面，200℃以上使用温度下具有一定强度的隔膜，150℃以上温度使用下尺寸稳定性优异的基膜；二是复合隔膜；三是以功能涂覆为主超薄基膜为辅的复合隔膜；四是阻燃隔膜，包括高氧指数隔膜和高抗氧指数隔膜。据介绍，科途科技正就高孔低透超高强度隔膜及涂覆技术持续进行探索。
生产工艺追求精益求精
设备公司要高质量交付
在大批量生产模式下，市场对动力锂离子电池高性能、高质量、高效率、低成本的诉求更加突出。而更高能量密度、更高安全性、更低成本的要求，促使动力锂离子电池公司在加工工艺与设计上精益求精。
捷威动力技术中心电芯开发部总工程师马华介绍称，在软包电池上，通过优化电芯尺寸，体积利用率显著提升，电芯长度、电芯厚度均有2倍提升，电芯体积利用率提升10％；采用高稳定高电压正极，使用复合负极形成短程快扩散通道，利用多功能电解液构筑分级界面，能量密度可达310Wh/kg。
斯莱克董事长安旭表示，目前动力锂离子电池精密结构件的重要制造工艺方法一般沿用传统汽车零件的单机或半自动制造方法，效率比较低，工艺还有待提升。据悉，斯莱克的易拉罐整线生产工艺具备高速生产、高精度、高自动化、高可靠性的优势，而圆柱电池结构件的生产工艺和模式与易拉罐生产类似，该公司的设备和技术可以延伸应用于圆柱形电池壳生产制造。
我国锂离子电池公司走向产业国际舞台，与国际巨头面对面竞争，要在生产产量、产品品质上有更高水平的发展。也要材料、动力锂离子电池与生产及设备配套公司协同合作，齐头并进。
智佳能董事、合伙人蒋沛良认为，在第二轮锂离子电池扩产带动下，未来我国锂电设备年新增市场规模有望超500亿元，装备公司要做到高质量交付。而调度系统、物流输送线和物流线体三个方面，展现了化成分容物流自动化发展历程国产化、低成本化、效率化的基本趋势。
大族集团副总裁黄祥虎指出，极限制造已悄然成为锂离子电池产业的必然选择，工艺及装备智造是实现极限制造的关键。目前，大族激光正在积极扩大产量，确保具备超强锂电设备交付和产量需求，设备产品涵盖匀浆、搅拌、轧压、卷绕/叠片、电芯组装、化成分容、包蓝膜、模组组装和PACK组装等系列新能源产品设备，通过数字化管理，智能化升级，实现整线的有效衔接。
商业模式两大创新方向
驶入“供应链为王”时代
“双碳”目标的实现要在能源生产端与消耗端分别采取相应措施，能源生产端快速推进能源清洁化，能源消费端向电动化及智能化转型，实现节能减排，提升生产效率。
黄世霖指出，储能成本本质上是度电的综合储存成本，类似发电的度电成本。动力锂离子电池成本在过去5年降幅超75％，直接带动储能系统成本的持续下降，其中储能电池成本、使用寿命、储能PCS（变流器）价格、转换效率是储能度电成本的关键因素。总结来看，在现有的技术发展水平上，储能技术的广泛应用是能源转型的基础，其中电化学储能具备最佳竞争力。
根据国家发改委、国家能源局公布的《有关加快推动新型储能发展指导意见》，到2025年我国新型储能装机规模预计达30GW。而按照此前规划，到2035年我国新能源汽车占汽车总销量将达到50％以上。
除了大力发展储能外，在商业模式创新上，黄世霖认为，可以从两个方向进行发力。一是租赁模式，降低一次投入，提升全周期价值、消除可靠性担忧、有利于梯次利用和回收；二是新基建为电动化供应便利，如新型光储充检平台，供应充电＋监测＋维保服务等，具有高效、便利、舒适的特点，有助于实现电动化的多赢局面。
近日，我国科学院院士、我国电动汽车百人会副理事长欧阳明高提出，纯电动汽车的一个重要趋势就是快充补电、慢充车网互动（V2G）。有关商用车来说，多元化发展的趋势更为明显。换电重卡的商业模式是电池租赁，电池和电的总消耗相当于柴油车的油耗，按照柴油6元/升，完全可以与之竞争。而不带电池的换电卡车目前价格可与国六排放柴油车竞争。因此，换电重卡目前基本具备了与柴油车竞争的商业可行性。换电重卡是一个新的“蓝海”，上升速率会比较快，将处于商业推广期。
在杨红新看来，我国新能源汽车市场历经了探索的“萌芽期”、百花齐放的“膨胀期”和格局重塑的“低谷期”，正迎来蓬勃向上的“加速期”。因此，行业应通过加深和不断完善上中下游的垂直布局，逐渐加强供应链的协同效应，增强韧性、降低成本。
与会行业人士形成共识，动力锂离子电池行业正步入“TWH时代”，同时也将驶入“供应链为王”的时代，要打破以往单纯的买卖关系，打造新型合作伙伴关系，更大范围、更深层次开展战略合作，推动供应链协同发展，重塑新型供应链模式。
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