從韓國兩大巨頭推遲三元811進程,來反思中國的動力電池戰略
三、中國本土的動力電池,跟日韓存在的差距主要表現在以下幾個方面:
1. 高鎳三元正極材料的供應
不論是NCM811還是NCA,高鎳三元電池的正極材料的材料性質、工藝制備以及材料供應都屬于全行業的難點。
隨著鎳含量的升高,鋰電池的循環性、安全性和倍率性能迅速惡化。實驗證明,鋰電池容量每提升10%,循環壽命大約會降低20%,充放電倍率降低30~40%,同時電芯會有20%左右的溫升。
國內的正極材料廠商以及電池廠,在解決上述問題的核心技術層面,都與日韓有著一定的差距。
供應上,也是難題。
目前具備成熟制備技術和批量生產能力主要掌握在日本住友、戶田工業、ECOPRO等幾家日韓企業手中,國內高端高鎳三元材料主要依賴進口。國內能夠實現高鎳三元正極材料批量生產的廠家,屈指可數,據說只有當升科技可以實現批量量產,但與電池廠的匹配程度也還需要進一步驗證。
還有松下使用的高鎳NAC正極材料,其供應商日本住友金屬就只給松下一家業內客戶獨供,國內電池廠根本就買不到。
2. 硅碳負極材料的供應
在傳統石墨負極材料中加入硅基材料,能有效提升電池的容量。但是,硅基材料在充放電過程中極易膨脹粉碎,從而影響整個電池的循環壽命和安全性。國內在攻克這方面難題方面的研發,依舊與日韓有所差距。
國外部分企業已經具備了硅碳負極材料的量產能力,如日本信越、日立化成、吳宇化學和美國的安普瑞斯等,且都有著自己的核心技術優勢,硅碳負極在特斯拉Model 3上的使用也已經通過過驗證。而國內負極材料企業在這方面大多處于試驗階段,且在產業化方面動作較慢,國內只有貝特瑞的硅碳材料已有國外批量訂單,其他企業無論是負極材料還是電池企業都還在研發之中。
3. 電解液和隔膜
即使有了高鎳正極和硅碳負極,沒有相匹配的電解液和隔膜,高鎳電池也也依舊造不出來。
一言以蔽之,適合高鎳三元電池路線的電解液和陶瓷隔膜,對于整個國內產業界來說,仍舊似難以逾越的大山一般的難。
4. 工藝設備
動力電池屬于高端制造業,需要極高的制造精度。鋰電池的制造工藝復雜,工序繁多,電池廠必須嚴格把控好每道工序的各個細節,才能達到高一致性。而高鎳NCM811不僅需要全套新的機器設備,對生產工藝流程的把控要求更是高了一個級別。
這就要求電池廠采用更加智能化的設備,提高生產線的自動化水平。而對不起,雖然近幾年中國本土的鋰電設備供應商在單機自動化方面有些進步,但在系統化的自動化生產線設備和電池測試設備上,跟日韓乃至歐美相比,還存著這較大的差距。許多涉及到核心工藝的的自動化設備都是從日本、韓國和歐洲等國進口。
要知道,生產設備上落后,怎么能在產品上保持先進。
5. 市場
由于起步較早且更具國際化視野,日韓系動力電池企業在跟國際車企巨頭合作時有著先天優勢,至今已經基本鎖定了全球范圍內的絕大多數車企。
例如,松下方面背靠特斯拉這棵大樹,之后又和豐田建立了戰略合作關系。
LG化學和美系、韓系、法系等多個品牌開展合作。配套了諸如雷諾Zoe、雪佛蘭Bolt等全球銷量靠前的主流新能源車型。
三星SDI多年以來專注于同寶馬的深度合作,之后又配套菲亞特、大眾等品牌的若干車型。
反觀國內,除了寧德時代在與國外品牌合作方面取得一些進展之外,其他品牌大多都只是供應本土品牌車企。這既不利于與國際巨頭合作過程中先進技術的研發和吸收,更可能在未來陷入丟失更多市場份額的惡性循環。當日韓系大舉進入中國市場的時候,占一半以上市場份額的合資車企在丟開股比束縛,以及在實際市場壓力的情況下,想不倒戈都難。
6.專利
舉個例子說明問題。
根據公開資料,三星SDI研發團隊擁有2300名開發人員,其中碩士博士占比達到39%。截止2015年第一季度,三星SDI申請國內外專利59498項,擁有注冊專利14668項。
對比寧德時代研發人員3628人,截止2016年,擁有境內專利907項,境外專利17項,正在申請的境內和境外專利合計1440項。
四、中國擁有全球超過一半的新能源汽車產銷量,新能源汽車看動力電池,動力電池看中國,而中國則要看日韓。
但就在今天,日韓的高鎳動力電池技術路線,正經受著挑戰。當技術、工藝和原料來源都處于領先地位的SKI和LG化學尚且啪啪打臉,那么反觀國內,是不是就更懸了呢。
況且,動力電池不僅僅只有能量密度一個指標,成本、安全性、熱穩定性、循環壽命和功率密度等都是影響其整體性能的關鍵性指標。從原材料到最終應用裝車更是涉及到一條多種礦產、礦產深加工、前驅體、正極材料、負極材料、電解液、隔膜、電芯、模組、Pack、驗證、裝車的全產業鏈。
我們經常片面地追求單一指標,而往往就忽視了系統性。試想,即使制造出了300Wh/kg比能量的動力電池,脫離了上游正負極材料、電解液、隔膜等形成系統化能力,以及下游車企的研發和配套體系,一味地追求單純的能量密度,其實意義并不大。
而反觀日韓電池企業,往往更加重視系統化體系能力的建設。例如,三星SDI 的關聯企業三星物產積極地布局上游鋰鈷礦產資源,整個龐大的三星集團內系統的軟硬件研發能力、設備制造能力都可以為動力電池部門提供強大助推力;SKI同時又是全球第二大濕法隔膜制造商,隔膜涂布技術獨步天下,熟悉鋰電產業的人士都知道,隔膜是整個鋰電池體系中技術含量最高的原材料,而濕法隔膜正是當前中國欠缺的核心技術。
日韓整個產業鏈中的正負極材料生產商、電解液生產商,以及電芯企業、BMS研發企業、Pack系統企業、鋰電設備企業檢測中心和車企之間都建立了廣泛的協同合作的關系,而反觀國內,幾乎全部各自為戰。
一個鮮明的例子是,國產出產的鋰電池設備單拿出來看,自動化程度基本都可以達到電池廠的要求,但由于系統化集成能力不夠,設備之間難打通,所以電池廠還得從國外進口設備。這就造成中國整個產業鏈條上很大一部分利潤,都被日韓等國的智能設備供應商給賺走了。
再比如,由于電池廠和車企協同能力不足,整車的BOM成本很大一部分來自電池,而電池的后期維護成本也由車企直接承受,造成車企承壓太重,有種給電池廠打工的心態,這就更不利于車企和電池企業展開系統深入的合作。
所以,當跑在前面的人慢下腳步來的時候,跟在后面的人是不是需要也跟著慢下來,反思些許片刻呢。
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責任編輯:繼電保護
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