79.4萬輛和77.7萬輛 ,這是我國2017年新能源汽車交出的整體產銷成績。
隨之而來的,2017年動力電池裝機量大增。過去的2017年,我國新能源汽車(EV+PHEV)動力電池裝機總電量約36.24GWh,相比2016年28GWh的裝機量,同比增長約29.4%。
據悉,目前動力電池占新能源車成本42%,在整個新能源產業中占重要地位。根據測算,當電動汽車每年銷量達到1000萬輛時,產業鏈規模將達萬億元,預計動力電池的需求為500GWh。
2017年,《促進汽車動力電池產業發展行動方案》的發布,明確了動力電池產業未來方向與目標, 2020年動力電池系統比能量力爭較現有水平提高一倍達到260GWh、成本降至1元/瓦時以下,2025年動力電池單體比能量達500GWh。
產能:過剩問題突出
一方面是新能源車產能節節攀升,另一方面,產能過剩的問題也“浮出水面”。繼騙補排查后,新能源汽車行業未來也將迎來了一場牽涉至產能問題的“體檢”。
資料顯示,2017年國內新能源汽車動力電池累計裝機量36.24GWh,但而國內動力電池的產能突破220GWh,同比增長125%,同時,受到補貼退坡、車型公告目錄重申等短暫影響,動力電池產業發展也受到不同程度的影響,其中,產能存在結構性過剩風險,動力電池企業產品庫存積壓比較嚴重。
有第三方數據統計,2015年至2017年上半年,我國共有超過200個新能源汽車整車生產項目落地,涉及投資金額為超10000億人民幣,已公開的規劃產能超2000萬輛。據不完全統計,去年國內動力電池相關投資項目多達100個,總投資超過2159億元。
“動力電池的供應會持續過剩,將在2018年達到巔峰,產能過剩達到257%。”深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司董事長賀雪琴在1月21日中國電動車百人會動力電池峰會上表示,在動力電池核心材料方面,原材料價格飛漲,材料生產成本壓力大,補貼退坡后,電池廠降價的壓力加大,由此產生的結果是電池材料產能出現結構式過剩。
賀雪琴認為,解決產能過剩的方法,其中之一是研發350Wh/kg高能量密度電池,在乘用車方面,續航應達500km以上,能量密度提升后,電池成本將會大大降低。
技術:固態電池“虛火”
國家信息中心副主任徐長明在2018中國電動汽車百人會論壇上指出,新能源汽車長遠的可持續發展需要兩個條件,第一,就是新體系的電池要得到突破,這的重量問題,另一方面是功率密度,解決充放電速率的問題。
在年初舉行的2018 CES(拉斯維加斯國際消費電子展)上,“固態電池”突然成為了熱點話題,起因是萬向旗下的Fisker公司在發布全新電動跑車Emotion時,提到了由于搭載石墨烯固態電池,這款電動跑車實現644km以上的續航里程,稱能夠讓電動汽車用戶的行駛里程增加到500英里(約804公里)以上,充電時間只需要1分鐘。甚至有觀點稱,固態電池可以“完秒”鋰電池,“吊打”特斯拉。
從相關固態電池專家了解到,固態電池有兩個顯著特點,一是能量密度大約為傳統鋰電池的2.5~3倍;二是更安全,杜絕了電池破裂或高溫等意外帶來的燃燒隱患。
固態電池的發展主要遵循兩條路線,一是聚合物路線;二是全無機陶瓷路線,全無機陶瓷路線又可以分成氧化物和硫化物兩個方向。但固態電池也有兩個難點,一是電解質材料本身的問題;二是界面性能的調控與優化問題。從目前來看,其商業化道路還很漫長。
據悉,在我國,中國科學院在固態電池上的布局相對較早,目前5個研發團隊分別取得了不同的進展。此外,國內著名電池企業寧德時代也投入到固態電池的研發中,目前,寧德時代的聚合物鋰金屬固態電池循環達到300周以上,容量保持率達到82%。
中科院院士、清華大學教授歐陽明高前不久也專門談到固態電池的發展,他說,美國專注于有機-無機復合固態電解質的大容量固態鋰電池研發,以小公司、創業型公司為主。日本、韓國均采用無機固體電解質的大容量固態鋰電池研發,多家公司出臺了量產計劃。中國、日本和韓國的情況相類似,三個國家已經有很大的鋰離子電池產業鏈,不希望推倒重來。
歐陽明高此前同樣強調:“全固態鋰電池,這個詞每一個字都不能少、不能變,比方說‘全固態’跟‘固態’是不一樣的,‘鋰電池’和‘鋰離子電池’不是一個概念。所謂‘全固態鋰電池’是一種在工作溫度區間內所使用的電極和電解質材料均呈固態,不含任何液態成分的鋰電池,所以我們全稱是‘全固態電解質鋰電池’。”
而目前有所突破、有性能優勢和產業化前景的,主要是固態鋰離子電池。
分析認為,總體來看固態電池的發展,電解質可能遵循從液態、半固態、固液混合到固態的路徑發展,最后到全固態。在負極方面,從石墨負極過渡到硅碳負極。目前,我國正在從石墨負極向硅碳負極轉型,最后有可能轉向金屬鋰負極,但這條路線還存在技術的不確定性。
回收:專業安全性不強
第一批電動汽車運行已經超過20萬公里,進入報廢期,回收問題迫在眉睫。從資源角度來看,我國在重要材料上都依靠進口,尤其是鈷95%以及70%鋰礦都依靠進口,相當于我國沒有保有量,不回收我們的新能源會搞不下去,問題會很嚴重。
“到2020年動力電池大概會累計報廢達32萬噸以上,甚至 50萬噸也是有可能的。”中南大學教授李薦認為,2017年,鋰離子電池回收市場達到17.8億美元,到2030年將達237.2億美元,其間年復合增長率約為22.1%,磷酸鐵鋰將成為市場中回收最快的電池類型。
對于動力電池的回收再利用,目前普遍采取的方式是:梯次利用+再生處理。對于新能源汽車上退役的動力電池,能量殘余在70%以上的,經過挑選、測試等環節之后,可進一步應用在儲能、分布式光伏發電、家庭用電、低速電動車等領域;之后再進一步分解,進行再生處理。
今年1月29日,在工業和信息化部節能與綜合利用司的指導下,廣東省經濟和信息化委員會與廣東省循環經濟和資源綜合利用協會、廣東光華科技股份有限公司、中國鐵塔股份有限公司廣東省分公司共同舉行了新能源汽車動力蓄電池回收利用戰略合作協議簽約儀式,加快部署啟動新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作,推動在廣東省及周邊地區構建動力蓄電池回收利用體系。
據悉,2018年,工信部可能會出臺相關解決動力電池回收的政策。根據“誰生產、誰負責”原則,原中國汽車技術研究中心主任王秉剛表示:“我一直在推動的是,一些新能源汽車銷售比較多的城市要建立回收產業,建立回收產業的時候地方政府要給一定的優惠政策,比如土地。”
目前國內動力電池回收企業存在專業性不強、安全性差、入行門檻低、拆解不規范等突出問題。
一是技術規范不完善,回收利用體系未建立;參考之前對于鉛酸電池的回收可以看到,市場上很多小作坊采用不科學的方法回收、拆解鉛酸電池,廢電解液中含有硫酸、硫酸鉛等,采用落后方法回收鉛蓄電池,會導致廢液隨意進入環境,冶煉加工過程會產生大量的含鉛煙塵或重金屬廢水,造成嚴重的環境污染,如我國近年來多次發生的“血鉛事件”。
二是出臺的政策具體回收要求不明確,在《關于2016~2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》及《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》中對動力電池回收的要求只是“企業應承擔動力電池回收利用的主體責任”,“新能源汽車生產企業應當建立新能源汽車產品售后服務承諾制度包括電池回收”;
三是缺乏動力電池回收獎懲機制,目前政策也不是強制性管理,企業積極性不高,需制定動力電池回收激勵細則,建立明確的賞罰機制。