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三元软包能否引领动力电池变革?

作者:Manjusaka 来源:松果财经 发布时间:2022-09-27 浏览:

中国储能网讯:站在浪潮前的人,才能最先上岸。

中国已经成为全球最大新能源汽车市场,且高增长态势持续,乘联会已将今年的销量预期提升至600万辆以上。在“金九银十”的汽车销售旺季带动下,汽车产业链各环节纷纷迎来市场红利。

被视为新能源汽车“心脏”的动力电池领域,市场增速亮眼。今年上半年,全国锂离子电池产量超过280GWh,同比增长150%,全行业收入突破4800亿元。

另一方面,对于动力电池材料体系、电池形态、制造工艺的争论又尚未有定论。宁德时代、比亚迪、中航锂电、国轩高科、孚能科技等动力电池厂商纷纷布局前沿技术,深入研发探索,力求站在技术迭代的浪尖。

聚焦科研成果,9月19日,美国哈佛大学科学家为电动汽车开发了新型固态锂金属电池,该电池有望实现3分钟内完全充电,可持续使用20年,并且在生命周期内可循环超过1万次。

固态锂金属电池的优点,恰恰抓住了新能源汽车续航不足、充电时间过长等痛点。固态电池领域越来越多的技术突破,是否会改变动力电池行业现有“游戏规则”?

材料之争:

磷酸铁锂电池占阶段性优势

当下广为使用的锂离子动力电池,采用液态电解质,负极主要是石墨,正在向硅碳化发展。

在动力电池材料体系的路线之争中,因正极材料不同,有三元锂电池和磷酸铁锂电池两种最主流的技术路线。

中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,2021年,三元电池和磷酸铁锂电池的装车量占总装车量比例超过99%。

2017年到2019年,在新能源政策补贴下,凭借耐低温、能量密度高等优势,三元锂电池一度主导着动力电池市场。

国内动力电池供应商中,宁德时代、中创新航、孚能科技等企业均生产销售三元锂电池。其中,孚能科技更是一直专注于三元软包电池的研发和落地。

2020年第一季度,三元锂电池的市占率提升至76%,有一家独大的趋势。

然而,一个问题不容忽视,三元锂电池正极材料由镍、钴、锰(铝)等元素组成,成本高于磷酸铁制造的磷酸铁锂电池正极。

随着2020年下半年上游大宗商品价格暴涨,整车厂成本端的压力与日俱增,三元锂电池成本问题凸显。根据华安证券2021年初的研报,磷酸铁锂的使用成本约为0.08元/Wh,相比三元正极材料可以节省0.15~0.21元/Wh,对应降低成本65%至72%。

整车厂出于成本考虑,转向磷酸铁锂电池是大势所趋。

中汽协发布的最新数据显示,2022年1~8月,三元电池累计装车量66.0GWh,占总装车量40.7%,累计同比增长61.1%;磷酸铁锂电池累计装车量95.9GWh,占总装车量59.2%,累计同比增长172.2%。

磷酸铁锂电池在装车量和市场增速两个方面,都已经反超三元锂电池。

9月23日,中国新能源汽车发展高层论坛(2022)上,比亚迪股份董事长王传福也提出,要坚持磷酸铁锂作为动力电池的正确路线。

可以预见,短时间内,磷酸铁锂电池会继续主导中国新能源汽车大部分市场。

看起来,动力电池材料之争胜负已定。

然而,磷酸铁锂电池不耐低温、能量密度低、续航差的客观事实下,三元材料仍然有自己的独特魅力。

动力电池对高能量密度的电池材料的追求不会止步。2021年11月,工信部相关文件提出,新建设的动力电池项目,能量型动力电池项目单体能量密度应≥180Wh/kg,电池组能量密度应≥120Wh/kg。

在高端电动车领域,成本问题相对于中低端市场较小,且高端车型对续航里程的要求更高。逐渐让出中低端汽车市场的三元锂电池,向高端市场突破的空间广阔。

孚能科技2022年二季度实现了单季度盈利,在手订单饱满,持续扩产计划,佐证了三元电池仍然在市场占据一席之地。

与此同时,不仅占据高端市场优势,三元锂电池还将迎来双碳浪潮下的新机会。

乾坤未定:

三元锂电池的“星辰大海”

随着新能源汽车行业的快速发展,动力电池产销量急剧上升。

同时,随着时间推移,退役动力电池市场规模也必然持续扩大。7月,2022世界动力电池大会发布了新能源汽车动力电池“退役”预测研究成果:未来5年动力电池平均每年退役16万吨,预计到2026年累计退役超过92.6万吨。

和石油不一样的地方在于,动力电池里面大部分材料都是可以重复利用的。

双碳目标下,探索动力电池回收技术,从而提升电池金属原料的循环利用,对缓解对源头矿产资源的依赖、减少环境污染意义重大。

另一方面,电池回收还有助于电池厂商提升企业经济效益,这是一条靠“双碳”挣钱的道路。

近期,锂矿价格再度超出了市场预期,澳洲Pilbara锂精矿第九次拍卖最终成交价6988美元/吨,再一次刷新历史纪录。

锂的价格上涨,让所有动力电池回收价值都不断上行。加大整个动力电池体系的内循环,能帮助企业在不降低规模的情况下实现低碳发展。

同时,在锂离子电池主要两种体系中,因为磷酸铁锂中很多元素并不值钱,而镍、钴回收价值比较高,三元锂电池比磷酸铁锂电池的回收价值更大。

对此,相关动力电池生产企业的反应相当积极。

9月9日,孚能科技在2022孚能科技战略及新品发布会上宣布:孚能科技历时10余年开发和验证了锂电池的直接回收技术,可保留正极材料的晶体结构并再次利用,进一步降低成本和能耗,并将材料利用率提升至99%以上。

该公司还宣称,根据美国第三方实验室数据,掺入25%直接回收的正极材料制成的电芯与全新正极材料制成的电芯,在性能表现上无明显差异。

松果财经了解到,从技术角度上来讲,目前动力电池回收三大工艺均已成熟。

同时,据工信部透露,中国新能源汽车动力电池回收利用体系正在逐步完善,截至8月底,设立了10235个回收服务网点。

随着工信部强化标准引领支撑,孚能科技等电池厂家纷纷下场加强电池回收利用,三元锂电池的成本问题有望改善,其耐低温、能量密度高等优势必将日益凸显。

目前,除了孚能科技,已经有其他产业链上企业选择专注三元锂电池领域。比如,今年6月,“钴茅”华友钴业终止了磷酸铁锂材料领域的布局,表示将进一步集中优势资源,聚焦锂电三元材料产业链。

这一切变化的背后,其实暗示着三元锂电池,尤其是三元软包电池,站在了新时代的浪潮前。

风口浪尖:

固态锂金属电池落地?

在传统锂电池领域二分天下的同时,固态电池也在悄悄崛起。

固态电池主要是指应用固态电解液的电池,其具备安全性更高、工作温度范围更宽、能量密度可更高等优点。

以锂金属作为负极材料,固态电池商业化落地的时间节点在当下逐渐清晰。

据中研普华研究报告显示,随着市场的逐步成熟和技术的稳定,预计2025~2030年固态电池市场出货量将以59.4%的年复合增长快速发展,到2030年出货量将超过250GKh。

最近,Adden Energy宣布,已获得哈佛大学技术发展办公室授予的独家技术许可,用于推进新型固态锂金属电池技术的商业化,其目标是将电池缩小为手掌大小的“软包电池”,其组件封装在铝涂层薄膜中。

中国电池企业也加大了固态锂电池方面的研究布局。根据公开资料,孚能科技计划330Wh/kg的半固态电池,2025年前量产;国轩高科预计将于今年底小批量装车三元半固态电池,单体能量密度达360Wh/kg。

事实上,固态电池、半固态电池量产加速落地也具备必然性。

一方面,车企和消费者对动力电池的性能要求不断提高,推动电池技术迭代加速。固态电解质的不可燃烧性可以解决锂电池的安全问题,且能量密度远高于液态电池。

另一方面,宁德时代和比亚迪要稳固龙头地位,引领行业进步;而二三线动力电池厂商希望“弯道超车”扩大市场份额,厂家纷纷发力新技术研发。

在激烈的市场竞争中,路线正确意义非凡。比亚迪董事长兼总裁王传福曾表示,电池的投入问题在于技术路线,三元还是磷酸铁、圆柱还是方形,走错方向可能导致100亿元打水漂,还会浪费三年时间。

松果财经了解到,固态锂电池的正极材料体系以三元材料为主,软包形态则是业内公认适配形态。

这对于部分走在“阳光大道”上的企业来说,无疑是一个好消息。比如,孚能科技、国轩高科、赣锋锂业、辉能科技、清陶能源等,提前布局半固态或者固态电池的公司。

其中,孚能科技董事长王瑀表示:“未来固态电池技术完全成熟了,我们可以马上推向市场。”

毫无疑问,续航长、充电时间短、安全性高等优点会让固态电池成为动力电池关键技术趋势,最适配的三元软包路线也将迎来新的春天。

问题是,新的变革中,中国电池厂商们能否继续站在舞台中央?

来源│松果财经 作者 | Manjusaka

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