从韩国两大巨头推迟三元811进程,来反思中国的动力电池战略
三、中国本土的动力电池,跟日韩存在的差距主要表现在以下几个方面:
1. 高镍三元正极材料的供应
不论是NCM811还是NCA,高镍三元电池的正极材料的材料性质、工艺制备以及材料供应都属于全行业的难点。
随着镍含量的升高,锂电池的循环性、安全性和倍率性能迅速恶化。实验证明,锂电池容量每提升10%,循环寿命大约会降低20%,充放电倍率降低30~40%,同时电芯会有20%左右的温升。
国内的正极材料厂商以及电池厂,在解决上述问题的核心技术层面,都与日韩有着一定的差距。
供应上,也是难题。
目前具备成熟制备技术和批量生产能力主要掌握在日本住友、户田工业、ECOPRO等几家日韩企业手中,国内高端高镍三元材料主要依赖进口。国内能够实现高镍三元正极材料批量生产的厂家,屈指可数,据说只有当升科技可以实现批量量产,但与电池厂的匹配程度也还需要进一步验证。
还有松下使用的高镍NAC正极材料,其供应商日本住友金属就只给松下一家业内客户独供,国内电池厂根本就买不到。
2. 硅碳负极材料的供应
在传统石墨负极材料中加入硅基材料,能有效提升电池的容量。但是,硅基材料在充放电过程中极易膨胀粉碎,从而影响整个电池的循环寿命和安全性。国内在攻克这方面难题方面的研发,依旧与日韩有所差距。
国外部分企业已经具备了硅碳负极材料的量产能力,如日本信越、日立化成、吴宇化学和美国的安普瑞斯等,且都有着自己的核心技术优势,硅碳负极在特斯拉Model 3上的使用也已经通过过验证。而国内负极材料企业在这方面大多处于试验阶段,且在产业化方面动作较慢,国内只有贝特瑞的硅碳材料已有国外批量订单,其他企业无论是负极材料还是电池企业都还在研发之中。
3. 电解液和隔膜
即使有了高镍正极和硅碳负极,没有相匹配的电解液和隔膜,高镍电池也也依旧造不出来。
一言以蔽之,适合高镍三元电池路线的电解液和陶瓷隔膜,对于整个国内产业界来说,仍旧似难以逾越的大山一般的难。
4. 工艺设备
动力电池属于高端制造业,需要极高的制造精度。锂电池的制造工艺复杂,工序繁多,电池厂必须严格把控好每道工序的各个细节,才能达到高一致性。而高镍NCM811不仅需要全套新的机器设备,对生产工艺流程的把控要求更是高了一个级别。
这就要求电池厂采用更加智能化的设备,提高生产线的自动化水平。而对不起,虽然近几年中国本土的锂电设备供应商在单机自动化方面有些进步,但在系统化的自动化生产线设备和电池测试设备上,跟日韩乃至欧美相比,还存着这较大的差距。许多涉及到核心工艺的的自动化设备都是从日本、韩国和欧洲等国进口。
要知道,生产设备上落后,怎么能在产品上保持先进。
5. 市场
由于起步较早且更具国际化视野,日韩系动力电池企业在跟国际车企巨头合作时有着先天优势,至今已经基本锁定了全球范围内的绝大多数车企。
例如,松下方面背靠特斯拉这棵大树,之后又和丰田建立了战略合作关系。
LG化学和美系、韩系、法系等多个品牌开展合作。配套了诸如雷诺Zoe、雪佛兰Bolt等全球销量靠前的主流新能源车型。
三星SDI多年以来专注于同宝马的深度合作,之后又配套菲亚特、大众等品牌的若干车型。
反观国内,除了宁德时代在与国外品牌合作方面取得一些进展之外,其他品牌大多都只是供应本土品牌车企。这既不利于与国际巨头合作过程中先进技术的研发和吸收,更可能在未来陷入丢失更多市场份额的恶性循环。当日韩系大举进入中国市场的时候,占一半以上市场份额的合资车企在丢开股比束缚,以及在实际市场压力的情况下,想不倒戈都难。
6.专利
举个例子说明问题。
根据公开资料,三星SDI研发团队拥有2300名开发人员,其中硕士博士占比达到39%。截止2015年第一季度,三星SDI申请国内外专利59498项,拥有注册专利14668项。
对比宁德时代研发人员3628人,截止2016年,拥有境内专利907项,境外专利17项,正在申请的境内和境外专利合计1440项。
四、中国拥有全球超过一半的新能源汽车产销量,新能源汽车看动力电池,动力电池看中国,而中国则要看日韩。
但就在今天,日韩的高镍动力电池技术路线,正经受着挑战。当技术、工艺和原料来源都处于领先地位的SKI和LG化学尚且啪啪打脸,那么反观国内,是不是就更悬了呢。
况且,动力电池不仅仅只有能量密度一个指标,成本、安全性、热稳定性、循环寿命和功率密度等都是影响其整体性能的关键性指标。从原材料到最终应用装车更是涉及到一条多种矿产、矿产深加工、前驱体、正极材料、负极材料、电解液、隔膜、电芯、模组、Pack、验证、装车的全产业链。
我们经常片面地追求单一指标,而往往就忽视了系统性。试想,即使制造出了300Wh/kg比能量的动力电池,脱离了上游正负极材料、电解液、隔膜等形成系统化能力,以及下游车企的研发和配套体系,一味地追求单纯的能量密度,其实意义并不大。
而反观日韩电池企业,往往更加重视系统化体系能力的建设。例如,三星SDI 的关联企业三星物产积极地布局上游锂钴矿产资源,整个庞大的三星集团内系统的软硬件研发能力、设备制造能力都可以为动力电池部门提供强大助推力;SKI同时又是全球第二大湿法隔膜制造商,隔膜涂布技术独步天下,熟悉锂电产业的人士都知道,隔膜是整个锂电池体系中技术含量最高的原材料,而湿法隔膜正是当前中国欠缺的核心技术。
日韩整个产业链中的正负极材料生产商、电解液生产商,以及电芯企业、BMS研发企业、Pack系统企业、锂电设备企业检测中心和车企之间都建立了广泛的协同合作的关系,而反观国内,几乎全部各自为战。
一个鲜明的例子是,国产出产的锂电池设备单拿出来看,自动化程度基本都可以达到电池厂的要求,但由于系统化集成能力不够,设备之间难打通,所以电池厂还得从国外进口设备。这就造成中国整个产业链条上很大一部分利润,都被日韩等国的智能设备供应商给赚走了。
再比如,由于电池厂和车企协同能力不足,整车的BOM成本很大一部分来自电池,而电池的后期维护成本也由车企直接承受,造成车企承压太重,有种给电池厂打工的心态,这就更不利于车企和电池企业展开系统深入的合作。
所以,当跑在前面的人慢下脚步来的时候,跟在后面的人是不是需要也跟着慢下来,反思些许片刻呢。
责任编辑:继电保护
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