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鋰電池行業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)
上游尋求資源和技術(shù)壁壘的突破中游材料生產(chǎn)走國(guó)產(chǎn)化道路
來(lái)源:中國(guó)環(huán)境報(bào) 日期:2009-9-24 作者:全球電池網(wǎng) 點(diǎn)擊:

7月1日開始實(shí)施的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》,規(guī)定“使用鉛酸蓄電池的混合動(dòng)力乘用車,純電動(dòng)乘用車及純電動(dòng)商用車,以及使用金屬氫化物鎳動(dòng)力的混合動(dòng)力乘用車被列為成熟期產(chǎn)品。”此前呼聲最高的鋰電池汽車則被列入發(fā)展期,不在大規(guī)模推廣之列。
  

而在德國(guó)法蘭克福進(jìn)行的法蘭克福車展上,以戴姆勒—奔馳、大眾、豐田為代表的車商紛紛表示看好鋰電池的發(fā)展,并推出一系列搭載鋰電池組的混合動(dòng)力車以減少汽車碳排放。如豐田的某款車碳排放量?jī)H為60克/公里(普通汽車平均年排放5000公斤)。
  

那么鋰電池到底前景如何?
  

新能源電動(dòng)汽車最主要的部件是動(dòng)力電池、電動(dòng)機(jī)和能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)。新能源汽車對(duì)電池要求很高,必須具有高比能量、高比功率、快速充電和深度放電的性能,而且要求成本盡量低、使用壽命盡量長(zhǎng)。因此,動(dòng)力電池是技術(shù)門檻最高、也是利潤(rùn)最集中的部分。
  

鋰電池進(jìn)入快速成長(zhǎng)期
  

汽車廠家多選擇采用鋰電池作為新能源汽車的動(dòng)力電池,產(chǎn)業(yè)蘊(yùn)含非常巨大的產(chǎn)值潛力。

  

傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟,但它們用在汽車上作為動(dòng)力電池卻存在較大的問題。鋰電池具有體積小、質(zhì)量輕、工作電壓高(是鎳鎘電池、氫鎳電池的3倍)、比能量大(可達(dá)165WH/㎏,是氫鎳電池的3倍)、循環(huán)壽長(zhǎng)、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、安全性好等優(yōu)點(diǎn),因此,汽車廠家多選擇采用鋰電池作為新能源汽車的動(dòng)力電池。
  

我國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)起步雖晚于日本,但近幾年來(lái)發(fā)展非?,特別是在動(dòng)力鋰離子電池的研發(fā)上投入了大量財(cái)力、物力。我國(guó)的汽車鋰離子電池研發(fā)項(xiàng)目一直是國(guó)家“863”的重點(diǎn)項(xiàng)目,大部分材料實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,國(guó)內(nèi)已自建和引進(jìn)多條生產(chǎn)線,配套材料廠也有多個(gè),均已形成大規(guī)模生產(chǎn),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。
  

由于汽車鋰電池產(chǎn)業(yè)蘊(yùn)含非常巨大的產(chǎn)值潛力,電動(dòng)汽車上游的電池材料供應(yīng)商和下游的汽車廠商也開始進(jìn)入汽車鋰電池業(yè)務(wù)。鋰電池?zé)岬谋澈笫擒嚻髮?duì)插電式混合動(dòng)力車(亦稱充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車)和純電動(dòng)車市場(chǎng)前景的認(rèn)可和對(duì)自己當(dāng)前研發(fā)能力的擔(dān)憂。
  

如美國(guó)福特,日本豐田、三菱、日產(chǎn),韓國(guó)現(xiàn)代,法國(guó)Courreges、Ventury等公司紛紛開始自己的鋰電池汽車計(jì)劃。而國(guó)內(nèi)汽車制造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車企也紛紛在自己的混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車中搭載動(dòng)力鋰電池。
  

因此,從發(fā)展周期看,目前汽車鋰電池市場(chǎng)正在走出導(dǎo)入期,開始跨入快速成長(zhǎng)期。
  

要解決充電不足和過(guò)放電現(xiàn)象
  

安全性能和汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)是鋰電池發(fā)展的瓶頸。

目前,處于下游的中國(guó)企業(yè)有比亞迪、萬(wàn)向集團(tuán)、深圳比克電池、天津力神電池和美國(guó)邁爾斯的合資企業(yè)等。目前國(guó)內(nèi)唯一掌握車用磷酸鐵鋰電池組規(guī);a(chǎn)技術(shù)的企業(yè)比亞迪,已正式推出搭載其自主研發(fā)的鋰動(dòng)力電池的純電動(dòng)車E6和混合動(dòng)力車F3DM。
  

然而,目前阻礙動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的瓶頸是:安全性能和汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)。
  

汽車廠商基于以人為本的安全理念,對(duì)電池的安全性提出了非常高的要求。由于汽車動(dòng)力電池的工作電壓是12V或24V,單個(gè)動(dòng)力鋰離子電池的工作電壓是3.7V,因此必須由多個(gè)電池串聯(lián)使用,但由于電池難以做到完全均一的充放電,導(dǎo)致電池會(huì)出現(xiàn)充放電不平衡的狀況,從而出現(xiàn)充電不足和過(guò)放電現(xiàn)象,這種狀況會(huì)導(dǎo)致電池性能的急劇惡化,最終導(dǎo)致整組電池?zé)o法正常工作,甚至報(bào)廢,大大影響電池的使用壽命和可靠性能。
  

因此,動(dòng)力鋰離子電池要得到很好的應(yīng)用,需要從材料、電池、管理系統(tǒng)、機(jī)械加工等多方面同時(shí)考慮。因此,上下游企業(yè)應(yīng)通力合作,以電池為核心,對(duì)材料、管理系統(tǒng)等提出要求,形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)群,這樣才有利于技術(shù)的進(jìn)步和系統(tǒng)成本的降低。
  

中游材料生產(chǎn)商不斷實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化和完善技術(shù)
  

鋰電池正極材料進(jìn)入壁壘較高,產(chǎn)能最;負(fù)極材料國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;電解液和隔膜技術(shù)仍依賴進(jìn)口。

鋰電池材料可分為電極(正極/負(fù)極)材料、隔膜和電解液。正極材料是鋰電池的核心,目前以鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳鋰和磷酸鐵鋰為主。負(fù)極材料則以石墨、固體碳粒為主;在正負(fù)極中間則是電池電解液和隔膜。
  

由于進(jìn)入壁壘較高,鋰電池正極材料的產(chǎn)能是最小的,這是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中最看好的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前生產(chǎn)正極材料的企業(yè)主要有:中國(guó)寶安、中信國(guó)安和杉杉股份、比亞迪。
  

與正極材料相比,負(fù)極材料以石墨、固體碳粒為主,占鋰電池成本比重較低,而且國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前國(guó)內(nèi)從事鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)的前3名企業(yè)是中國(guó)國(guó)安、杉杉股份、長(zhǎng)沙海容。值得注意的是,目前負(fù)極材料雖然基本能夠滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,但隨著新能源汽車的逐漸普及,未來(lái)這一塊的市場(chǎng)需求將出現(xiàn)巨大缺口。
  

國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套也已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。而電解液主要原材料六氟磷酸鋰,占電解液成本的50%左右,其生產(chǎn)成本為10萬(wàn)元/噸,售價(jià)為40萬(wàn)元/噸,毛利率高達(dá)75%,但是,目前市場(chǎng)基本上被關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、SUTERAKEMI-FA、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷。
  

隔膜系鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料,毛利率通常達(dá)到70%以上,占了鋰電池成本的20~30%。據(jù)悉,1輛汽車需要1000到2000平方米的隔膜。而目前隔膜市場(chǎng)供應(yīng)嚴(yán)重不足,大部分依賴進(jìn)口,市場(chǎng)主要被日本旭化成工業(yè)、東燃化學(xué),及美國(guó)Celgard把持。而國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)隔膜的企業(yè)僅有星源科技、金輝高科兩家技術(shù)相對(duì)成熟。
  

上游尋求資源和技術(shù)壁壘的突破
  

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極材料的投資機(jī)會(huì)最被看好,但是儲(chǔ)量有限;同時(shí)分離碳酸鋰的工藝技術(shù)僅被少數(shù)國(guó)外公司所掌握。

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極材料的投資機(jī)會(huì)最被看好,磷酸鐵鋰的關(guān)鍵原材料是碳酸鋰,碳酸鋰由礦產(chǎn)資源提煉而成,在自然界中儲(chǔ)量有限,具有極強(qiáng)的地域性和稀缺性,屬于稀缺資源。因此,在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中,碳酸鋰資源的戰(zhàn)略重要性顯得尤為突出。
  

目前,全球碳酸鋰行業(yè)的現(xiàn)狀是,資源門檻極高、產(chǎn)能高度集中。截至2007年年底,國(guó)際上主要生產(chǎn)商有智利的SQM、美國(guó)的FMC和德國(guó)Chemta l l 合計(jì)年產(chǎn)能為7.8萬(wàn)噸,占全球80%市場(chǎng)份額。由于具有規(guī);a(chǎn)的企業(yè)必須擁有鋰資源儲(chǔ)量較為豐富的鹽湖資源開采權(quán),使得這個(gè)行業(yè)具備較高的資源壁壘;另一方面,由于全球鹽湖絕大多數(shù)資源都是高鎂低鋰型,從高鎂低鋰?yán)消u中提純分離碳酸鋰的工藝技術(shù)難度很大,而這些技術(shù)僅掌握在少數(shù)國(guó)外公司手中,因此行業(yè)又具有極高的技術(shù)壁壘。
  

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)碳酸鋰的企業(yè)主要集中在西藏礦業(yè)、中信國(guó)安、西部礦業(yè)集團(tuán)、青海鹽湖集團(tuán)這4家公司,而西藏礦業(yè)和中信國(guó)安又占了其中絕大部分,這兩家公司2008年碳酸鋰總計(jì)產(chǎn)量也不超過(guò)4000噸。
  

據(jù)測(cè)算,每輛新型動(dòng)力汽車需要0.08噸左右的碳酸鋰,一旦動(dòng)力鋰電池大規(guī)模應(yīng)用在新能源汽車上,到2012年僅新能源汽車對(duì)碳酸鋰的需求就將達(dá)到5萬(wàn)噸以上。而國(guó)內(nèi)碳酸鋰工業(yè)級(jí)價(jià)格在4.5萬(wàn)元/噸左右,電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格7萬(wàn)元/噸左右,高純碳酸鋰價(jià)格更是高達(dá)10萬(wàn)元/噸以上,國(guó)內(nèi)涉及的新建項(xiàng)目由于是采用鹽湖鹵水提取碳酸鋰,生產(chǎn)成本在1萬(wàn)~1.5萬(wàn)元/噸左右。因此,市場(chǎng)普遍認(rèn)為碳酸鋰產(chǎn)品盈利能力非常高。

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