隨著全球碳中和目標(biāo)計劃的開展,全球燃油汽車加速新能源電動化的的需求,以及在動力電池和儲能電池的雙重拉動下,鋰離子電池行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間,鋰電行業(yè)面臨著前所未有的關(guān)注。
我國鋰電行業(yè)全球領(lǐng)先
十多年前,日本的鋰電池占到世界將近9成的份額,一度形成壟斷的局面。中國在政策的助力以及核心企業(yè)的帶領(lǐng)下,鋰電產(chǎn)業(yè)一路逆襲。2015年以來,中國鋰電池市場占有率已經(jīng)連續(xù)七年位居全球第一,占據(jù)全球近6成市場份額。
鋰電行業(yè)面臨的四大挑戰(zhàn)
當(dāng)前中國鋰電產(chǎn)業(yè)無論在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)市場及產(chǎn)業(yè)技術(shù)上均處于世界領(lǐng)先水平。與過去相比,我國鋰電已經(jīng)在技術(shù)方面取得了不少的突破,但是仍面臨著四大挑戰(zhàn),制約著進(jìn)一步的發(fā)展。
一、鋰資源的制約
對于全球來說,雖然鋰資源儲量豐富,但是供應(yīng)增速緩慢,屬于供不應(yīng)求的狀態(tài)。10月,南美“鋰三角”國家——阿根廷、玻利維亞和智利三國欲建立鋰三角輸出國組織,并且全球最大的鋰礦生產(chǎn)國澳大利亞也表示,如果三國協(xié)商一致,澳國也將同意“價格協(xié)同”的想法。“鋰佩克”的建立勢必對未來鋰資源供給產(chǎn)生影響,全球鋰資源爭奪戰(zhàn)已經(jīng)打響。
對于我國來說,雖然中國鋰資源在全球排第六,但資源以鹽湖為主,鋰含量低,提取難度大,所以70%的鋰依賴進(jìn)口,作為新能源汽車第一消費市場,鋰資源缺乏將持續(xù)制約著我國鋰電行業(yè)發(fā)展。
二、安全性的問題
除了鋰資源的短缺,鋰電池面臨的第二大挑戰(zhàn)就是安全性問題。近年來鋰電池自燃、爆炸時間層出不窮,當(dāng)然有部分事件是由于使用操作不當(dāng)導(dǎo)致,但就本質(zhì)來說,鋰電池確實存在一定風(fēng)險。
“鋰離子電池容易發(fā)生電池?zé)崾Э?,通常的原因包括過充誘發(fā)電池正極材料產(chǎn)氣使得電池脹裂,快充導(dǎo)致電池負(fù)極析鋰誘發(fā)短路,以及快充快速升溫從而使電解質(zhì)液體燃燒。”
當(dāng)前,鋰電企業(yè)正加快安全技術(shù)創(chuàng)新,以及完善鋰電安全性能測試。
三、對溫度的要求
鋰電池常規(guī)鋰離子電池的工作溫度:為-20℃~60℃。
1、溫度過低,電池的活性會減少,導(dǎo)致充放電能量急劇衰減。比如在-20℃的時候,三元鋰電池能夠釋放出來大約70%左右的電量,而磷酸鐵鋰電池大約能釋放出來50%左右的電量。
2、溫度過高,有爆炸風(fēng)險。當(dāng)電池的環(huán)境溫度超過60時,鋰離子電池在工作過程中存在過熱、燃燒和爆炸的風(fēng)險。
四、技術(shù)層面的問題
在中國國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會上,中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)教授孫院士表示,現(xiàn)有鋰離子電池能量密度已經(jīng)接近理論極限。“電池的能量密度與電池的原理有關(guān),比如鋰離子電池的能量密度跟反應(yīng)電子束、活性物質(zhì)的重量和密度都有關(guān)系,目前的鋰離子電池的能量密度是接近了天花板。”
對于進(jìn)一步提升電池體系的能量密度,業(yè)內(nèi)做了諸多嘗試,但有的方法會帶來安全性的問題,為了平衡好能量密度的提升和確保安全性,使得研發(fā)非常難,這需要大力發(fā)展下去。
四大趨勢!鋰電行業(yè)的發(fā)展方向
隨著我國“雙碳”目標(biāo)戰(zhàn)略的實施,順應(yīng)綠色發(fā)展成為當(dāng)下變革的核心。在出行領(lǐng)域,電動車是助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)重要的一環(huán),可以大幅減少碳排放,鋰電池作為新能源汽車主要的動力電池類型,其發(fā)展也隨之飛升。今天我們談?wù)勪囯娦袠I(yè)的四大發(fā)展趨勢。
一、持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新:提升能量密度
過去10年,中國電池創(chuàng)新突破,已實現(xiàn)成本大幅度下降、競爭力大幅度提升。但是,安全事故亦時有發(fā)生,產(chǎn)業(yè)還面臨著安全方面挑戰(zhàn)。
從現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,到材料體系創(chuàng)新,這是動力電池發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)前,全世界正在興起新一輪電池材料體系創(chuàng)新突破的大競爭。
“2025年之前,現(xiàn)有鋰電池有望實現(xiàn)350瓦時/千克的能量密度;2030年之前,逐步從液態(tài)向固態(tài)過渡,實現(xiàn)400瓦時/千克的能量密度;2035年之前,實現(xiàn)500瓦時/千克能量密度的新體系電池產(chǎn)業(yè)化等。”
二、儲能技術(shù):智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、市場化
鋰電池結(jié)合儲能技術(shù),現(xiàn)階段主要應(yīng)用于電動汽車的儲能,在光伏儲能、便攜式設(shè)備和不間斷應(yīng)急儲能電源中也有部分應(yīng)用。
自“十四五”時期以來,儲能技術(shù)由商業(yè)化初步發(fā)展,邁向規(guī)?;a(chǎn),鋰電池儲能進(jìn)入到了新的階段。在新的時代背景下,鋰電池儲能將會向著智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和市場化的方向發(fā)展。
1、智能化
能源局和發(fā)展改革委號召開展充電設(shè)備與電網(wǎng)的互動研究,實現(xiàn)充電——儲能——用電智能一體化,建立能源互聯(lián)網(wǎng)體系,實現(xiàn)智能化用電。在鋰電池儲能電動汽車中,將會持續(xù)推進(jìn)停車充電一體化建設(shè),促進(jìn)能源交通事業(yè)的發(fā)展,實現(xiàn)新能源汽車動力電池的儲能化應(yīng)用。
2、標(biāo)準(zhǔn)化
能源局號召各部門完成儲能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),建立標(biāo)準(zhǔn)儲能工作機制,健全儲能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)組織,實現(xiàn)與國際接軌的標(biāo)準(zhǔn)化儲能體系。鋰電池儲能機制將會進(jìn)一步完善統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),從鋰電池型號和充放電電壓等細(xì)節(jié)進(jìn)行規(guī)范使用標(biāo)準(zhǔn)化。
3、市場化
儲能技術(shù)逐步走向成熟,經(jīng)過初步的商業(yè)模式經(jīng)營之后,將會朝著大規(guī)模市場化發(fā)展。鋰電池在電化學(xué)儲能領(lǐng)域所占比重將近75%,將會進(jìn)一步進(jìn)行市場化生產(chǎn),在軌道交通、不間斷供電設(shè)備以及廣泛供電等場合帶來更多的市場收益。
三、回收業(yè)務(wù):鼓勵梯級利用和回收電池
現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)加快推動電池回收。電池具有高回收價值,退役電池仍然可以經(jīng)過回收、提升后再投入使用。即使是電池報廢的時候,還可以回收其中的鋰鈷鎳資源。正極材料里面金屬的循環(huán)利用以及電池中的鋁和銅的回收利用,不僅對供應(yīng)鏈安全十分關(guān)鍵,對碳排放的目標(biāo)達(dá)成具有非常重要的意義。
四、產(chǎn)業(yè)鏈:加快布局和完善
1、各城市積極布局
我國是全球第四大鋰資源國,但鋰資源品質(zhì)低、開采難、開采成本高,且開采周期長,因此在鋰資源方面是沒有太多優(yōu)勢的。想要提升全球鋰業(yè)話語權(quán),大力發(fā)展鋰產(chǎn)業(yè)集群,布局鋰全產(chǎn)業(yè)鏈才是關(guān)鍵。
當(dāng)前許多地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)完整產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,比如,江西宜春市的137家鋰電新能源企業(yè),涵蓋鋰資源采、選、冶,鋰電池關(guān)鍵材料與零配件、鋰離子電池、儲能電池、新能源汽車、鋰電池回收等領(lǐng)域。
四川宜賓、福建寧德、江西宜春等地市,正在逐步完善支持鋰電發(fā)展的配套措施,借助打造具有特色的鋰電產(chǎn)業(yè)集群,為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供新增長極。
2、各企業(yè)加碼上游領(lǐng)域
目前隨著原油等價格上漲,全球新能源市場快速增長,鋰資源價格的提高,在市場多方驅(qū)動之下,加大上游領(lǐng)域的布局成為趨勢。
前有鋰電池企業(yè)加碼產(chǎn)業(yè)鏈上游領(lǐng)域布局,后有車企的“整車為王”。近期富臨精工等多家上市加碼上游鋰礦資源,廣汽集團(tuán)、比亞迪、福特等在內(nèi)的知名車企,在今年都開始深化上游領(lǐng)域的布局力度。
車企垂直整合布局旨在增強產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán),保證上游環(huán)節(jié)穩(wěn)定供應(yīng)、滿足新能源汽車產(chǎn)能擴(kuò)充需求。
我國鋰電行業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展,從默默無名到在全球擁有發(fā)言權(quán),逆襲的背后是國家政策的支持和中國企業(yè)的努力,相信未來的鋰電行業(yè)在時代浪潮的推動下,將會煥發(fā)出新的生機。
文章來源:新能源汽車產(chǎn)業(yè)前沿
作者:云朵匠 | 數(shù)商云(微信公眾號名稱:“數(shù)商云”)
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