1、正極材料
在正極材料方面，目前高鎳三元材料的成熟制備技術(shù)和批量生產(chǎn)能力主要掌握在日本住友、戶田工業(yè)和韓國的ECOPRO手中，高鎳三元材料還大量依賴進(jìn)口。
據(jù)CBC有色網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)，2017年全年我國共進(jìn)口三元材料9142噸，同比大幅增加288.5%。
2、負(fù)極材料
在負(fù)極材料上，國內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)對(duì)碳硅負(fù)極的生產(chǎn)應(yīng)用也處于相對(duì)滯后的局面。據(jù)起點(diǎn)研究院的數(shù)據(jù)，2017年中國鋰電池硅碳負(fù)極材料產(chǎn)量達(dá)到1500噸，雖然增長(zhǎng)速度達(dá)到了130%，但在全年鋰電負(fù)極材料總產(chǎn)量中僅占比1%。
而日本方面，松下在2012年發(fā)布的NCR18650C型號(hào)電池中就應(yīng)用了碳硅負(fù)極，而后的特斯拉動(dòng)力電池中均有碳硅負(fù)極的存在。這意味著從2012年開始，日本的碳硅負(fù)極材料就開始了大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
3、電解液
在電解液方面，NMC811動(dòng)力電池中化學(xué)活性更高的鎳含量更高，更容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，一來會(huì)造成正極材料表面氧化，二來造成電解液分解、產(chǎn)氣，影響電池的能量、安全性能。此時(shí)，便需要研發(fā)與NCM811材料配套的、化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定的電解液。
同樣，我國的電解液產(chǎn)業(yè)起步也晚于日韓。雖然在2017年拿到了70%的全球電解液市場(chǎng)份額，但在與高鎳三元材料配套的新一代電解液上，中國企業(yè)的進(jìn)度較日韓特別是日本更慢。目前，代表最高實(shí)力的特斯拉NCA動(dòng)力電池中的電解液，來自有20年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的日本三菱化學(xué)。國內(nèi)廠商普遍還處于技術(shù)攻關(guān)的階段。目前，公開宣稱與NCM811正極材料配套電解液量產(chǎn)的，僅有國內(nèi)電解液巨頭新宙邦。
4、電池隔膜
在技術(shù)含量最高的隔膜上，動(dòng)力電池的高鎳化、高能量密度化，需要隔膜技術(shù)進(jìn)行兩大改進(jìn)——一是生產(chǎn)方法從干法向濕法轉(zhuǎn)變，從而獲得更好的充電倍率和能量密度性能；二是薄膜材質(zhì)從PP/PE向陶瓷材料演進(jìn)，從而獲得更好的安全性能和能量密度性能。
2015年的數(shù)據(jù)中，世界前三大鋰離子電池隔膜生產(chǎn)商分別為日本旭化成、東燃化學(xué)、韓國SKI，前六家海外企業(yè)總市占率達(dá)到72%。2016年中國市場(chǎng)鋰電池隔膜總需求達(dá)到20億平方米，占全球市場(chǎng)近60%，但國產(chǎn)隔膜的產(chǎn)量?jī)H12億平方米左右，隔膜進(jìn)口率達(dá)到了40%。國內(nèi)隔膜廠商雖然近兩年的市場(chǎng)占有率不斷上升，但仍處于低端的干法隔膜產(chǎn)能過剩，高端濕法隔膜產(chǎn)能不足的尷尬局面。
在產(chǎn)業(yè)中游，動(dòng)力電池生產(chǎn)商這邊，國內(nèi)對(duì)動(dòng)力電池封裝路線的選擇，也對(duì)量產(chǎn)NCM811動(dòng)力電池帶來了考驗(yàn)。
松下采用的是封裝路線為圓柱形鋰電池，其外殼硬度較大、單枚電芯體積小，這帶來的優(yōu)勢(shì)是，高硬度外殼可以更好抑制碳硅負(fù)極體積膨脹問題以及電池內(nèi)產(chǎn)氣的問題。同時(shí)，單枚體積較小的圓柱形電池的熱失控問題也更好管理，不易蔓延。動(dòng)力電池走向高鎳三元方向后，安全問題變得最為尖銳，而圓柱形鋰電池的形態(tài)較好地緩解了這一問題。
而以寧德時(shí)代、比亞迪為龍頭的國內(nèi)動(dòng)力電池生產(chǎn)廠商，選擇的大多是方形硬殼封裝路線，在保障安全性的優(yōu)勢(shì)上不如圓柱形電池明顯，方形硬殼NCM811動(dòng)力電池在全球也還沒有大規(guī)模應(yīng)用的案例，無經(jīng)驗(yàn)可循另外，國內(nèi)動(dòng)力電池廠商的電芯一致性，也與日韓企業(yè)尚有差距。
而在產(chǎn)業(yè)下游，車企對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行配套應(yīng)用的能力，也是一道阻礙NCM811普及的難關(guān)。依然從松下的動(dòng)力電池舉例，松下與特斯拉其實(shí)是相互成就的關(guān)系。
松下雖然為特斯拉提供了單體能量密度達(dá)到300Wh/kg的21700NCA電芯，但事實(shí)上，松下并未徹底解決高鎳和碳硅負(fù)極帶來的負(fù)面影響，其電芯的循環(huán)壽命并未達(dá)到目前主流三元材料電池2000次+的水準(zhǔn)。
然而，特斯拉通過將電池系統(tǒng)容量提升到100KWh的方式，降低單枚電芯的單次放電深度，從而變相延長(zhǎng)了動(dòng)力電池的使用壽命。同時(shí)，特斯拉的電池液冷系統(tǒng)、能夠管理7000枚電芯的BMS，也在為電池正常工作保駕護(hù)航。
而國內(nèi)車企與動(dòng)力電池廠商進(jìn)行深度合作，打造一個(gè)深度定制的電池管理系統(tǒng)從而對(duì)電池工作情況進(jìn)行深入優(yōu)化的能力，還有待驗(yàn)證。
此外，國內(nèi)動(dòng)力電池行業(yè)里還存在生產(chǎn)設(shè)備依賴進(jìn)口、原有產(chǎn)線無法復(fù)用過渡到NCM811生產(chǎn)等問題需要解決。
▍國外巨頭虎視眈眈國內(nèi)企業(yè)迅速追趕
從目前的行業(yè)態(tài)勢(shì)來看，面向下一代的高鎳三元?jiǎng)恿﹄姵兀毡居捎谟兴上?特斯拉這一激進(jìn)的跨國組合，以及其背后強(qiáng)大完善的產(chǎn)業(yè)鏈支持，目前在技術(shù)與應(yīng)用上均處于領(lǐng)先態(tài)勢(shì)。
而韓國企業(yè)雖然在技術(shù)專利、歷史經(jīng)驗(yàn)相較于國內(nèi)企業(yè)仍有一定優(yōu)勢(shì)，但從LG與SKI皆推遲NCM811電池生產(chǎn)計(jì)劃的局面來看，國內(nèi)企業(yè)有希望在近期快速拉近和韓國企業(yè)的差距。
但現(xiàn)實(shí)情況是，在2020年新能源車補(bǔ)貼將全面退出，政策進(jìn)一步放開后，如果國內(nèi)動(dòng)力電池廠商無法提供在性能和價(jià)格上與日韓企業(yè)至少平齊的產(chǎn)品，那么整車廠將會(huì)用腳投票，轉(zhuǎn)向采購?fù)赓Y電池。
事實(shí)上，無論是國外的電池巨頭還是國內(nèi)的車廠，都已經(jīng)在為這一可能的局面未雨綢繆。
今年7月17日，LG化學(xué)與南京江寧濱江開發(fā)區(qū)政府正式簽約，LG化學(xué)將在濱江開發(fā)區(qū)投資20億美元建設(shè)總產(chǎn)能達(dá)到32GWh的動(dòng)力電池工廠。在此之前，吉利則是接手了LG化學(xué)之前的南京電池工廠，以LG化學(xué)的電池技術(shù)，為沃爾沃和領(lǐng)克的新能源車生產(chǎn)、供應(yīng)電池。
松下在大連的動(dòng)力電池工廠，今年3月正式量產(chǎn)，在尚不能打開國內(nèi)市場(chǎng)的情況下，計(jì)劃向先通用配套方形動(dòng)力電池。
而位于西安的三星環(huán)新，則仍在“潛伏”中。
強(qiáng)敵在側(cè)，也就不難理解國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)為何紛紛要朝NCM811躍進(jìn)。
稍顯安慰的信息是，雖然在技術(shù)上相對(duì)滯后，但國內(nèi)企業(yè)仍然有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。依托政策紅利以及中國新能源車市場(chǎng)規(guī)模的紅利，國內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)可以在NCM811方向快速上量，形成規(guī)模。國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)們的2019年推出NCM811或者高鎳三元材料電池的目標(biāo)也并非空中樓閣——國內(nèi)動(dòng)力電池整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都在朝高鎳三元體系轉(zhuǎn)向。
在上游，正極材料方向。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2018年一季度，國內(nèi)三元材料產(chǎn)量31670噸，同比增長(zhǎng)64.26%。其中NCM811/NCA占比8%，NCM811產(chǎn)量大幅激增。正極材料主要的國內(nèi)企業(yè)中，寧波容百在2018年規(guī)劃了數(shù)萬噸產(chǎn)能的高鎳產(chǎn)線，同時(shí)其表示有500噸的NCM811材料月銷量；杉杉能源今年末將有1萬噸高鎳產(chǎn)線投入試生產(chǎn)；巴莫有5000噸高鎳產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn)；當(dāng)升科技也宣稱實(shí)現(xiàn)了NCM811量產(chǎn)，目前提供給下游客戶測(cè)試；廈門鎢業(yè)、天力鋰能，也均有萬噸級(jí)的高鎳材料規(guī)劃產(chǎn)能。
負(fù)極材料領(lǐng)域，貝特瑞的碳硅負(fù)極，則打入了特斯拉的供應(yīng)鏈，為松下的動(dòng)力電池電芯配套部分負(fù)極材料。杉杉股份、紫宸等具備了小量試產(chǎn)能力，國軒高科、比亞迪等則在研發(fā)、建設(shè)產(chǎn)能過程中。
電解液方面，除了新宙邦已經(jīng)推出了配套NCM811的電解液，另外兩大電解液巨頭天賜材料與江蘇國泰，也在加緊配套電解液的研發(fā)。
而在隔膜方向，2017年國內(nèi)濕法隔膜的產(chǎn)能占比已經(jīng)達(dá)到了56%，而以中鋰新材、星源材質(zhì)、上海恩捷為代表的國內(nèi)隔膜行業(yè)頭部企業(yè)，均有2億平米以上的濕法隔膜新規(guī)劃產(chǎn)能。
在國內(nèi)，圓柱形電池應(yīng)用NCM811材料的條件已經(jīng)相對(duì)成熟，多名行業(yè)人士均表示，NCM811或高鎳三元材料，明年有望先行在圓柱行電池上爆發(fā)。
結(jié)語：下一代動(dòng)力電池生死時(shí)速競(jìng)賽
眼下，隨著新能源乘用車產(chǎn)量的進(jìn)一步增長(zhǎng)，車輛續(xù)航里程與人們期望里程之間的矛盾正在擴(kuò)大。
高鎳三元材料體系幾乎成為全球主要?jiǎng)恿﹄姵仄髽I(yè)欽定的“救命道路”。
而技術(shù)層面，眼下存在日本-韓國-中國的層級(jí)。但中國企業(yè)正在依托市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，嘗試快速拉近這一差距。其中既有學(xué)習(xí)松下路線的圓柱形鋰電池已經(jīng)部分投入使用，又有國內(nèi)更主流的方殼電池或在明年取得突破。
不過，正如文章所說，相較于排頭兵松下，國內(nèi)企業(yè)在高鎳三元體系動(dòng)力電池的技術(shù)和應(yīng)用上落后了至少2-3年。而現(xiàn)在，距離新能源補(bǔ)貼退出的時(shí)間已經(jīng)只有兩年。
對(duì)于國產(chǎn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)來說，這是一場(chǎng)生死時(shí)速。
微信二維碼
