原创《锂电产业站到新起点如何应对挑战？》
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党的十九大报告中指出,经过长期努力,中国特色社会主义进入了新时代,这是我国发展新的历史方位.2017年我国锂离子电池产业延续快速发展势头,新产品、新技术不断涌现,骨干企业快速成长.随着我国新能源汽车引领全球发展步伐,我国锂离子电池产业在中国特色社会主义新时启跨越发展新征程.
我国锂离子电池产业站上新起点
产业规模首破1500亿元.2017年我国锂离子电池累计产量达111亿只,首次突破百亿只,同比增长31.1%,增速在2016年高位下略有回落.2017年,我国锂离子电池产业规模达1510亿元,首次突破1500亿元大关,同比增长18%,继续保持快速增长.
领先优势进一步扩大.2017年,我国占全球锂离子电池产业的比重达到了46%,较2016年提高了6个百分点,进一步拉开了与日本、韩国之间的差距.骨干企业实力持续增长.2017年,宁德时代锂离子动力电池量达到了12GWh,超过松下位居全球首位,锂离子电池业务营业收入实现200亿元,跻身全球前四.
贸易顺差稳步扩大.2017年我国锂离子电池出口16.7亿只,出口金额79.9亿美元,均创历年来新高,出口额同比增长17.8%,继续保持快速增长态势.锂离子电池实现进出口贸易顺差47.7亿美元,同比增长28.2%,增速较2016年增长近12个百分点.
配套能力明显增强.2017年,我国锂离子电池用正极材料、负极材料、隔膜、电解液产量分别达到了21万吨、14.6万吨、14.4亿平方米和11万吨,分别同比增长29%、24%、33%和24%.
高比能量动力电池技术持续进步.天津力神开发完成单体能量密度达260Wh/kg的单体电芯,350次充放电循环后容量保持率达到83%.开发出了单体能量密度达280Wh/kg,以及300Wh/kg的动力电池样品.国轩高科采用高镍正极材料匹配硅基负极材料实现单体电池能量密度达281Wh/kg,1C倍率室温循环350次容量保持80%,采用富锂正极材料匹配硅基负极材料实现单体电池能量密度达302Wh/kg.宁德时代（CATL）研发的电池循环寿命在1000次左右,能量密度达到304 Wh/kg .
关键材料取得突破.高镍系材料首次放电容量提高至≥206mAh/g,已经建成20吨/月中试生产线；突破20~40微米厚度可调的锂电池隔膜制备工艺并实现中试.固态电池产业化步伐加快.青岛储能产业技术研究院研发出全新的能量密度达到300Wh/kg的全固态锂电池.赣锋锂业投资2.5亿元建设第一代固态锂电池研发中试生产线.天津新动源10GWh新型固态锂电池项目落户江苏南京.
补贴力度逐年退坡.根据原定计划,补贴最高额度在2016年的基础上已经减少了20%,地方补贴不得超过的50%.针对性更强.针对不同车型补贴条款更加具体化,操作性更强,技术准入标准提升,尤其是新能源客车要求更高.动力电池要求更高.对新能源汽车搭载的动力电池系统能量密度提出了最低要求,从财政补贴方面鼓励采用高能量密度的动力电池系统.
2017年,在我国新能源汽车产销量快速增长的带动下,我国锂离子电池行业尤其是动力电池领域投资热情持续高涨,金融市场十分活跃.
投资规模再创新高.据不完全统计,2017年我国锂离子电池产业投资（含拟投资）超过2000亿元,实际投资近1200亿元.其中,动力电池投资额接近1300亿元,继续保持高位.国轩高科、天津力神等动力电池骨干企业,以及当升科技、天赐材料、杉杉等配套材料骨干企业也都在积极扩产.
2017年,新能源汽车补贴加大了对高能量密度动力电池的支持,三元电池凭借高能量密度优势快速崛起,强势改变动力锂电市场格局.
2017年,受新能源汽车市场三元材料电池需求猛涨而磷酸铁锂电池需求下滑影响,动力电池企业格局发生了显著变化,孚能科技、亿纬锂能、国能电池等主打三元电池的企业快速崛起.CATL装机量增幅明显,强势跃居第一,拉开与第二集团之间的差距.
我国锂离子电池面临新挑战
锂离子电池经过几十年的发展,取得了相当大的进展,在各领域实现了广泛应用,但自身存在三大局限性,“天花板”突破难度较大,不利于下一步发展.
能量密度低：受正极材料限制,当前锂离子电池能量密度普遍在200Wh/kg以下,根据预测,锂离子电池能量密度达到350Wh/kg基本上是极限了.而根据国家动力电池技术路线图提出动力电池要求,动力电池单体能量密度到2025年要达到400Wh/kg,到2030年要达到500 Wh/kg,锂离子电池几无可能实现这一目标.
安全隐患不能根除：锂离子电池主要包括了正极材料、负极材料、隔膜和电解质四个部分,其中电解质和隔膜均为有机溶剂或者有机聚合物,而这些都属于易燃物.当锂离子电池受到剧烈冲击或者电池温度过高的话,电解质容易分解,从而造成电池鼓包、起火,以及更为严重的安全事故.
充电速度慢：锂离子电池的工作原理决定了其充电速度取决于锂离子在正负极材料尤其是正极材料中的脱嵌速度,尽管采用碳包覆、石墨烯添加等技术手段,锂离子电池的充电速度还是较慢,难以满足当前需求.为此,各类快充技术飞速发展,但长期快充会造成正极材料结构发生变化,导致电池性能急剧下滑.
随着应用范围的不断拓展,锂离子电池的弊端逐步开始显现,而部分跨国企业为了绕开锂离子电池专利壁垒,积极投身于新型电池技术研发及产业化,试图抢占锂离子电池的市场地位.针对锂离子电池能量不高、充电时间长、火等性能弱点,多种新型电池技术相继问世.如锌、镁、锂、铝等金属燃料电池的比能量均超过了300Wh/kg,有的甚至高达1000 Wh/kg,均大大超过了当前锂离子电池,而采用锥形纳米管状硅材料或者3D多孔结构纳米硅作为负极材料,锂离子电池的充电时间可以由目前的几个小时降至10分钟左右,有机回流电池、超级电容器、双碳电池、固态锂离子电池、水基电池等新电池技术则能有效解决当前锂离子电池起火难题.
从2015年起,我国锂离子动力电池投资额持续保持高位,造成我国动力电池产能快速增长.据不完全统计,从2015年到2017年,我国动力电池产能由不到50GWh暴增至逾200GWh,其中仅前10家动力电池企业的产能就接近120GWh.而2017年我国动力电池市场需求量为36GWh,产能整体利用率不到两成,供需严重失衡.就骨干企业来说,除CATL2017年产能利用率超过50%之外,其他企业基本上都只有30%甚至更低.根据规划,到2020年我国新能源汽车产销量达到200万辆,动力电池市场规模约为100GWh,而前10家动力电池企业的规划产能就超过250GWh,整体产能超过了400GWh,产能过剩态势并未缓解.
我国锂离子电池开启新征程
我国锂离子电池行业要加快动力变革、质量变革、效率变革步伐,加强安全监管,增强核心竞争力,推动我国锂离子电池产业转型升级.
加强高性能隔膜、正极材料、负极材料等关键材料制备技术研究,突破电池成组技术瓶颈,推进成套自动化生产设备研制,加快低成本、高质量锂离子动力电池产业化.
积极开展新型正极材料、负极材料、隔膜、电解质的研发,加强石墨烯、超级电容器等新技术与锂离子电池的融合创新,突破锂离子电池比容量瓶颈,开发柔性、可折叠的全固态电池,以及安全可靠的大容量动力电池,研制高度智能化的电池管理系统.
加强上游电池材料、中游电芯和电池组制造,以及下游电动汽车企业的联动,发挥龙头企业市场主体作用,以国家动力电池创新中心为平台,鼓励开展技术研发,构建专利同盟,以应用为导向,加强瓶颈问题攻关,加快推进新技术和新产品的产业化,加快建立自主知识产权体系.
强化质量品牌建设,加强对锂离子电池产品及配套材料的检验检查,建立产品质量通报制度,对于不合格的产品及相关企业及时向社会公开.积极推动企业品牌建设,鼓励骨干企业加强品牌宣传力度,强化品牌保护措施.
坚持扶优扶强策略,引导财政、产业、金融、土地等资源向重点企业倾斜,加快形成产业核心竞争力,鼓励骨干企业通过兼并重组、强强联合等方式扩大优质的生产经营规模,引导龙头企业向新型工业化产业示范基地等产业园区集聚,加强各配套环节和电池生产企业协作,实现集约化发展.
建立健全标准体系,结合智能移动终端、新能源汽车、新能源储能等市场发展,推进相关电池产品、生产设备、原辅料等领域的标准制定.积极推动做好标准落实工作,结合行业规范条件实施,通过标准手段不断提升产品供给质量.
瞄准“三高三化”要求,即“高品质、高效、高稳定性”和“信息化、无人化、可视化”,建立数字化锂离子电池制造车间,及时总结锂离子电池行业智能制造试点示范成功经验,加强交流,逐步向全行业推广,加快提升行业智能制造水平,不断提升制造效率和产品质量.
如何应对论文参考资料：
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