市場分散漸入誤區(qū) 產業(yè)門檻低暗藏風險
向左走,還是向右走?動力電池技術路線并不只有一條路可走
新能源客車產業(yè)目前正處于逐步走向成熟的階段,在這個過程中,電動客車電池技術路線也出現了百家爭鳴的狀態(tài),業(yè)界對于三元鋰和磷酸鐵鋰電池誰優(yōu)誰劣的爭論也是由來已久。
今年2月24日,國務院總理李克強主持召開國務院常務會議,確定進一步支持新能源汽車產業(yè)的措施,作為此次會議提出的五大舉措之一,對動力電池予以高度重視。會議提出,要加快實現動力電池革命性突破,在關鍵材料、電池系統等共性、基礎技術研發(fā)上集中發(fā)力。動力電池的安全性亦被提升到了前所未有的高度,備受業(yè)界關注。
日前,記者實地走訪了動力鋰電池工廠和客車企業(yè),對當下備受爭議的三元鋰電池的安全性等問題進行調查。記者發(fā)現,在企業(yè)大規(guī)模涌入的同時,市場也在爭論中漸漸走入誤區(qū)。
“安全性”正在被放大
門檻低暗藏風險
“如果電動汽車上的電池出現問題,將有可能引發(fā)危及生命的事故。”在一家動力電池生產企業(yè)的工廠的門口,一位負責人邊做著進入工廠前的準備,邊告訴記者:“這個問題誰都知道,但關鍵在是否重視。目前行業(yè)并不缺乏安全意識,但產品質量良莠不齊,質量工藝缺乏把關?!?
在這位負責人的指引下,記者也穿上了工作服,從上到下包得嚴嚴實實。實際上,任何人進入工廠前準備工作非常復雜,經過多輪消毒,以保證機器的無塵作業(yè)。經過層層把關和幾扇門的清潔,記者才得以進入這家自動化程度非常高的動力電池生產工廠。記者了解到,這樣的工廠,在國內并不多見。
該負責人告訴記者,公司磷酸鐵鋰、三元鋰生產線都有,磷酸鐵鋰電池市場占有率較高,但三元鋰電池功率及能量密度較高,是提高電動車續(xù)航里程的新品。
對于為何在兩條路線同步布局,一位工廠人士介紹,磷酸鐵鋰因為一致性問題,這對企業(yè)實力要求也高,同時制作難度非常大,致使價格趨高,不過其原材料儲量豐富,生產規(guī)模達到一定程度時價格可以降低,但未來卻難以滿足國家在新規(guī)劃中對于電池模塊的能量密度的要求。
不過三元鋰電池也有其弱點,因其三元材料的高溫存儲和循環(huán)性還有待提高,安全性也一直是企業(yè)研究的重點。不過隨著技術的進步,似乎這一問題可逐漸得到解決。
一位工廠的技術人員告訴記者:“業(yè)內認為三元材料不安全,主要是考慮其穩(wěn)定性較差,溫度必須低于200度,同時穿刺一定會發(fā)生燃燒和爆炸。但我們經過多種實驗,目前已基本可以解決這一問題?!?
據了解,為了提高材料所需要的相關方面的性能,如熱穩(wěn)定性、循環(huán)性能或倍率性能等,已經有企業(yè)對正極材料進行摻雜改性研究。目前的三元材料采用的是1:1:1的結構,這種三元材料更為穩(wěn)定和成熟。
北京波士頓電池技術有限公司高級總監(jiān)馬俊峰認為,目前來看,三元材料能量密度高,低溫性能達到一定水準,相對其他材料來說是可以量產的?!肮旧a的三元鋰電池主要提供給乘用車,今年將進入物流車領域,客車未來是眾多企業(yè)布局的重要市場。”
雖然近年涉足動力電池的企業(yè)不斷涌出,但實際目前國內規(guī)模較大的三元鋰電池生產廠商并不多。在位于西安中心21公里的高新產業(yè)開發(fā)區(qū)三星環(huán)新工廠內,記者看到,工廠內部基本實現全自動化生產,機器人進行批量操作。
記者了解到,該工廠總占地面積為15萬平方米,目前已建的一期廠房為3.7萬平方米,是國內目前規(guī)模較大的三元鋰電池生產基地。三星環(huán)新是由三星SDI與安徽環(huán)新共同成立,兩股東各持股50%,已投資2.8億元。目前三星環(huán)新員工有500名,到2020年,公司計劃將員工增至2200名,累計投資6億美元。去年9月份工廠一期生產線啟動后,每年生產4萬臺純電動汽車用電池,目前客戶包括宇通、福田等。
在這家供貨寶馬等車企的電池企業(yè),三元鋰電池的安全性能已可得到大大提升。目前三元鋰電池通過電解液以及特殊的隔膜技術制作,在電池內部短路時隔開短路源,從而明顯提高了三元鋰電池的安全性能。此外,工廠設立數個階段的各種安全裝置,確保從生產階段到模塊、電池包階段的安全性。
實際,對于三元鋰電池廠商而言,除了在電池材料、電解液、隔膜等的方面提升品質上進行保證,更為重要的是要做好安全設計工作。
安全設計在電池的安全性上起著至關重要的作用。一位電池工廠的負責人介紹,工廠從材料階段就要使用具有較強耐熱性的材料,同時使用當電池內壓力增大時自動排放氣體的裝置、防止電池內電流高于正常范圍的裝置。另外,廠商需要使用電池過度充電時強制性切斷電流的回路等,提高安全性。同時,工廠應對于模塊與電池包都進行阻熱的裝置,并應用MES全自動在線監(jiān)測,設立安全性評估中心。
而最終的產品還必須通過的環(huán)境安全測試項目有壓縮、貫穿、過充電、高溫、跌落等十幾項,以被工廠確保其安全性。這樣看來,三元材料的安全性問題似乎并不算突出性問題,反而已經找到解決的途徑,而材料亦不是決定電池安全性的唯一標準。
伯坦科技創(chuàng)始人聶亮認為,“安全性”問題正在被放大,實際業(yè)界更應該把焦點放在更容易出問題的電池設計、企業(yè)監(jiān)管和產業(yè)規(guī)模上。
一家大型電池生產廠商負責人告訴記者,目前國內電池生產制造的投資、技術門檻較低,實際真正在安全上達到標準的企業(yè),投資規(guī)模應該在千萬以上。我國進入這一領域的企業(yè)雖然眾多,卻大多以中小企業(yè)為主,且較為分散。“眾多投資規(guī)模較小的中小企業(yè)涌入這個行業(yè),是未來產業(yè)發(fā)展的隱患。電池產業(yè)對安全性要求較高,從材料選擇、工藝到設計,都必須嚴格把控,對企業(yè)規(guī)模和資金也都有較高的要求,而如若企業(yè)為了降低成本,忽略這些環(huán)節(jié),則更容易致使新能源汽車在安全性等方面出現大問題。”
動力電池市場分散
暫無勝出技術線路
業(yè)內對動力電池的技術路線之爭,也一直讓這個產業(yè)格外熱鬧。
縱觀國內目前的技術路線,中國動力電池企業(yè)在磷酸鐵鋰領域,由于其發(fā)展較早在商業(yè)化方面最為突出。但隨著新能源乘用車對續(xù)航里程要求的提高,國內領先動力電池企業(yè)在三元鋰電池研發(fā)加速,市場應用不斷擴大。
然而不可否認的是,當前中國的動力電池市場面臨相對分散的現狀,大部分競爭者只有略多于1GWH的產能,同時所有廠商都在計劃產能擴張。目前大部分電池生產企業(yè)可根據客戶需要生產不同類型的動力電池,卻沒有一種類型的動力電池技術線路有壓倒性優(yōu)勢。
中投顧問新能源行業(yè)研究員蕭函認為,安全性的標準不僅在于電池,還要關注電池成組的應用安全設計是否安全?!皠恿﹄姵氐膽冒踩且粋€系統工程,在不能保證電池熱失控完全不發(fā)生的情況下,要通過BMS(電池管理系統)、TMS、熔斷保護、熱障、結構集成等,在成組設計中設置多重的安全保證。因此,我們需要對電池的安全系加以系統的重視,而不是孤立的討論技術路線和安全?!?
正是由于新能源汽車電池在生產上的技術門檻并不高、技術路線不明晰,讓動力電池產能處于快速擴張當中,但目前對于配套的高品質動力電池的產量仍出現缺口。在大批量技術含量較低電池企業(yè)的投產可能讓國內電池產能由短缺轉向過剩、行業(yè)面臨洗牌的同時,生產質量更高、監(jiān)管更為嚴格、產業(yè)鏈更全的企業(yè)開始被期待出現。
2024-12-28 09:00
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