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会员注册[锂电池产业投资持续高热。据不完全统计,仅今年上半年,就有54家动力电池上中下游上市公司发布了投资扩产计划,投资总额近1160亿。]
新能源汽车以及相关的动力电池产业正快速扩展版图。今年上半年,我国新能源汽车销量同比增长127%达17万辆。中汽协预测,今年新能源汽车销量将达70万辆。锂电池产业投资随之持续高热。据不完全统计,仅今年上半年,就有54家动力电池上中下游上市公司发布了投资扩产计划,投资总额近1160亿。
不过,在众多企业和资本涌向锂电池产业的同时,也埋下不少安全隐患。电池制造商鱼龙混杂,质量参差不齐,近段集中爆发多起安全事故,在一定程度上敲响警钟。
“水与火”的考验
今年7月7日,南京两辆底盘受到雨水浸泡的电动大巴先后突然起火。起火原因疑是电池包进水导致线路短路进而引发燃烧。有业内人士近日接受《第一财经日报》记者采访时分析指出,出现这一问题的电动车应该是按照IP54设计,其防水等级比IP67低,通常情况下IP54就够了,但遇到特殊情况,最好还是满足IP67标准要求。
IP是IngressProtection的缩写,来源于国际电工委员会的标准IEC60529。它由两个数字所组成,第一个数字表示防尘,第二个数字表示防水,数字越大表示其防护等级越佳,IP67标准具体要求为防止灰尘进入和防护浸水。
无独有偶,在南京电动大巴着火三天后,深圳市美拜电子有限公司也发生一起火灾事故,燃爆物为老化车间的锂电池半成品。就在7月10日当天,深圳龙华办事处安监办工作人员对辖区115家电池生产、储存企业开展安全隐患排查整治工作,共检查电池企业20家,查封8家。
目前,我国电动汽车的电池一般采用锂离子电池。锂离子电池本身拥有体积小容量、密度高的特性,符合电动汽车轻量化的要求。然而,锂是同周期的最活泼金属。当电池系统在发生失效时,可能会导致锂离子电池失效,产生大量的高温气体。如果高温气体不能得到释放,就有可能导致燃烧或爆炸。
无论是磷酸铁锂还是三元锂电池,都带有一定安全风险。而一些电池制造商为赚快钱,选择材料以次充好或并未对电池品质严格把关。2011年以来,我国共发生各类电动汽车事故31起,随着新能源汽车保有量快速增长,事故呈上升趋势。2015年发生电动汽车事故9起,今年仅半年就已发生8起。事故原因多为电池系统、相关部件及充电系统缺陷。
宁德新能源科技有限公司(下称“ATL”)总裁兼首席执行官、宁德时代新能源科技股份有限公司(下称“宁德时代”)创始人曾毓群前不久接受媒体采访时打了一个比方,磷酸铁锂燃烧就像烧煤炭一样,而三元像烧汽油一样,都可燃,但危险程度不一样。
宁德时代是从ATL动力电池事业部独立出来的企业,自2011年成立以来,已与国内外众多知名汽车厂商深度合作,提供纯电动、混合动力汽车的动力电池系统,华晨宝马、吉利帝豪EV、宇通纯电动客车等已经量产的车型用的都是宁德时代的电池,截至2016年3月,累计运行里程已达30亿公里。
据IIT、GGII等多方综合数据,特斯拉动力电池供应商松下以5.5GWh在全球车用锂电池产量排名第一,比亚迪(002594,股吧)以3GWh排第二,宁德时代以2.43GWh排第三。2016年,宁德时代锂电池计划产量为7~8GWh。
宁德时代总裁黄世霖7月11日接受《第一财经日报》等媒体采访时称,国外企业进入动力电池产业比中国早了十年时间。不可否认,国内动力电池的技术在起步阶段与他们有一定的差距,整体产业的单个规模也比他们小很多。不过,在国内政策扶持下,中国动力电池企业也在安全、能量密度、功率与密度、使用寿命以及成本等五方面进行技术提升,现在有些技术不相上下,甚至有一些国内专项进步很快。在消费电子电池领域,ATL参与国际竞争是一点也不输于国外企业,甚至有很明显的优势,动力电池正也逐渐形成这样的态势。
目前,我国汽车行业已制定了70余项针对新能源汽车的标准,以及最近频繁出台的各项电池相关政策,也表明国家对电池安全、行业标准、技术发展等都十分重视,其中工信部装备司6月8日发布的《电动客车安全技术条件》(征求意见稿),对于动力电池防水性能等方面有更严格要求,这一电动客车安全技术新标准有望于近期正式发布实施。目前,从GB/T国家认证标准来看,个别标准甚至比国外认证严格一些。
未来发展
未来,锂电池产能会面临过剩的局面,优胜劣汰将加剧,动力电池制造商纷纷围绕电池安全、续航能力、充电速率、环境适应性以及成本等方面提升竞争力。与日本加速发展氢燃料电池路径不同,国内主要动力电池企业目前还是集中火力进攻锂电池。
原先一直坚守磷酸铁锂的比亚迪,去年首次在插电式混动SUV车型宋上采用三元锂电池。比亚迪董事主席兼总裁王传福在今年初接受《第一财经日报》记者采访时称,在动力电池上将两条腿走路,电动大巴的电池以磷酸铁锂为主,乘用车将会扩大采取三元锂电池。宁德时代市场总监杨琦近日接受《第一财经日报》等媒体采访时称:“今年上半年该企业磷酸铁锂和三元出货量占比是6∶4,下半年有几个主力车型上市,这个比例会发生一些变化。“这个阶段,比如说像大巴我们还是用磷酸铁锂,像乘用车会用三元,未来再过几年,三元产品安全性得到了保证以后,我们也有可能向大巴推荐三元。”
在材料上,宁德时代逐步由磷酸铁锂/石墨、三元、高镍三元/硅碳再到全固态锂电池演进。“十三五”期间将致力于高镍三元/硅碳电池研发。国家“十三五”有一个很明确的科技攻关项目,下一代产品到2020年对比现在的动力电池,能量密度要提高一倍(即300瓦时/公斤),价格还要便宜一半。宁德时代是全国三家承接电池项目的单位之一。“现在,我们锂离子电池已可以做到200~250瓦时/公斤,通过设计的优化,届时我们有信心将电池的能量密度做到300~350瓦时/公斤。能量密度的翻番将减少消费者的“充电焦虑”并大幅提高纯电动续航里程。”宁德时代姜玲燕博士如此说。
随着新能源汽车保有量的不断增长,对高性能、安全可靠的动力电池的需求将会出现一个爆发式的增长。按比亚迪规划,该企业2020年预计电池总产能将达到34GWh,这几乎等同于特斯拉Gigafactory的35GWh产能预期。宁德时代则更有野心,2020年总产能有望达到50GWh。
在展开产能比拼的同时,无论是比亚迪还是宁德时代,早已在电池回收和梯次利用方面进行布局。现阶段动力电池寿命普遍是5~8年,今年将陆续有一批新能源汽车电池衰减而面临回收。比亚迪内部人士接受《第一财经日报》记者采访时谈到,比亚迪电动车的电池达到使用年限后,将可回收用于储能电池,将储能电池大幅降低甚至逼近零成本。宁德时代从电芯设计开始,已将电池退役后便于对其进行拆解和电池材料回收这些因素考虑进入,动力电池从汽车上退役后二次用于储能市场,这也是宁德时代动力电池梯次利用的重要出口之一。