新能源汽車將催熱鋰電池產業
2014-03-31 20:23:04 本站原創3月13日，十二屆全國人大二次會議表決通過的《政府工作報告》中，增加“推廣新能源汽車”相關內容。
業內認為，在綠色、環保、節能的背景下，新能源汽車已成為汽車市場的發展趨勢。在政府扶持政策頻出、環境污染日益嚴峻等因素的驅動下，以純電動汽車為代表的新能源汽車前景被廣泛看好，并帶動鋰電池等相關產業發展。作為鋰電池重要組成、占其成本30%-40%左右的正極材料產業也將迎來快速發展期。
新能源汽車將催熱鋰電池產業
根據《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》，至2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛;到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛、累計產銷量超過500萬輛。
業內認為，新能源汽車在未來3-5年將進入快速增長期。作為新能源汽車重要組成部分、占其成本50%的鋰電池產業也將從中受益。
資料顯示，我國鋰離子電池原材料來源十分豐富：青海和西藏等地鹽湖中儲藏大量可開發、且成本較低的鋰資源;錳、鐵、釩、磷等資源的儲量也十分豐富。與此同時，我國在小功率鋰離子電池領域形成完整的上下游產業鏈，鋰電池發展十分迅速。國家統計局的數據顯示，2013年我國鋰電池累計完成產量 47.68億自然只，累計同比增長16.9%;主營業務收入超過740億元，同比增長17.8%。
汽車評論員賈新光表示，與筆記本電腦、手機等小型鋰電池領域不同，鋰電池在新能源汽車上的用量是消費類電子產品應用的上百倍乃至上千倍，以 2015年新能源汽車累計產銷量將超過50萬輛計算，屆時將需要能量型動力電池模塊150億瓦時/年、功率型30億瓦時/年。因此，新能源汽車需求市場一旦打開，將給鋰電池產業帶來爆發式增長。
正極材料成重點
隨著鋰電池產業規模的擴張，決定鋰電池能量密度、壽命和安全性等重要指標的正極材料也得到業界越來越多地重視。
鋰電池選用的正極材料主要有錳酸鋰、三元材料(鎳鈷錳酸鋰)和磷酸鐵鋰3種。數據顯示，2013年，中國正極材料市場規模達到73.6億元，同比增長12%。目前，我國鋰電池正極材料生產企業達189家。
賈新光表示，磷酸鐵鋰作為正極材料能量密度就大于錳酸鋰，而且在各種正極材料中，磷酸鐵鋰的內部阻力非常小，使得電池的使用壽命較長，充放電時發熱量小，安全性高。然而，由于電動汽車的鋰電池是數十甚至數百個電芯連接起來，對一致性要求非常高，這是磷酸鐵鋰電池很難做到的。
錳酸鋰動力電池具有較高的氧化還原放熱穩定性，充放電循環300多次后，容量保持率仍達到90%以上，并在工業化成熟度、成本、一致性上，遠優于磷酸鐵鋰，但其穩定性較差。賈新光認為，新能源汽車要想獲得市場認可，安全性至關重要。新能源汽車生產企業寧愿放棄一定的技術性能，也要確保產品的安全性能。因此，錳酸鋰要想贏得市場，還需要在安全性領域加大研發。
三元材料是近年來發展迅速的新型鋰電正極材料，具有容量高、成本低、安全性好等優異特性。河南環宇集團有限公司技術總監馮祥明表示，從化學性質上說，三元材料屬于過度金屬氧化物，含電量比較高。但是化學性質要比磷酸鐵鋰活潑，這就導致一定程度的安全問題。
中科院物理所研究員黃學杰表示，2013年特斯拉電動汽車起火事件與動力電池正極材料有關，其采用的是鎳鈷鋁三元材料的18650電池，該三元材料在180攝氏度以上會出現自加熱，起火后很難控制。
黃學杰認為，國內目前電動汽車用動力鋰電池主要為磷酸鐵鋰材料，對于國內電動汽車發展而言是一個正確選擇，因磷酸鐵鋰材料到了250攝氏度以上才會出現自加熱現象。磷酸鐵鋰電池未來需解決的是能量密度問題。
市場說了算
中科院電工研究所車用能源系統及控制技術研究部副主任廖承林介紹，磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元材料是3種目前已經產業化的正極材料，它們各有優缺點，各有支持者。幾年前，業內多數人認為，磷酸鐵鋰和錳酸鋰是最有前途的動力鋰電池正極材料，三元材料比較適用于消費電子產品。隨著技術的進步，對鋰電池正極材料的觀點也在不斷發生變化，如幾年前認為磷酸鐵鋰最安全，國內有很多生產廠家，也有不少新能源汽車生產企業采用磷酸鐵鋰進行裝車試制，但是近年來卻有不同觀點;以前有人認為錳酸鋰不夠安全，但近年來錳酸鋰在日本等國發展很快;以前認為三元材料不適合用作動力電池，循環壽命相對也短，但是特斯拉電動汽車卻采用三元正極材料，雖然曾出現過起火事件，但似乎并沒有對其發展產生過大的負面影響。
廖承林認為，就目前技術條件而言，磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元材料都具有一定的市場空間，到底誰能占據更大市場份額，要看電動汽車實際推廣的應用效果，由市場來優勝劣汰。
馮祥明表示，雖然不少電池生產企業認為三元材料將成為未來市場的主流。但是，就現階段及短期內，磷酸鐵鋰電池仍會占據市場主導地位。至于未來發展走向如何，需要看市場發展，電池生產需要遵循“有形的手”與“無形的手”的選擇。
廖承林坦言，從電動汽車對動力電池的要求來看，未來鋰離子電池的發展趨勢是朝高能量密度、高安全性、長壽命、高可靠性及低成本等方向發展。目前，還有一些處于中試甚至僅僅處于前期研究階段的電池正極材料也有可能在未來得到廣泛應用，如富鋰錳基材料制作的電池比能量可達250-400瓦時/千克;采用石墨烯-硫復合物作為正極材料的鋰硫電池比能量可超過2000瓦時/千克。這些材料性能出眾，雖然目前距離產業化還有相當長距離，但很有可能成為未來的發展方向。
廖承林表示，目前國內鋰電池產業發展取得了長足進步，具有市場潛力大、生產成本低等優勢，但是也存在著明顯的不足。如鋰電池生產企業過多，企業規模普遍較小，產品質量與國際先進水平相比還存在一定差距。更為嚴重的是，國內在鋰電池材料的前期研究和知識產權方面目前還存在較大差距。
對此，廖承林建議應從三個方面提升我國鋰電池材料的產品品質：一要加強鋰電池材料的基礎研究，在未來動力鋰電池大規模應用時占據知識產權的制高點;二要改變鋰電池生產企業規模小、數量多的現狀，在正極材料、負極材料、電解液、隔膜、電池單體和系統等方面培育出具有國際產品競爭力和盈利能力的大企業;三要促進鋰電池生產企業與整車的深度合作，在應用層面進行創新，研制出適用于各種純電動汽車的鋰電池系統，促進純電動汽車的推廣和電池的發展。
廖承林認為，鋰電池的發展方向在于汽車動力電池，鋰電池相關產業鏈各方應采取合資合作的方式共同發展鋰動力電池產業。其中，最典型的模式為 “汽車整車廠+鋰離子電池廠商”和“汽車零部件廠商+鋰離子電池廠商”兩種模式，其優勢除了能分散風險外，更重要的是整合產業鏈上下游優勢，降低成本，形成協同效應。
