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新设动力项目设300wh/kg门槛 松下掀“无钴”革命

国际新能源网  来源:高工锂电  日期:2018-06-05
  一纸新政或将对新进企业关上了投建动力电池项目的大门,同时也对现有动力电池企业敲响了警钟。
 
  近日,国家发展和改革委员会向有关单位下发了《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》(以下简称《意见稿》)。其中,意见稿对动力电池企业提出的多项“高标准”要求远超现阶段技术水平,对动力电池企业而言是极大的压力和挑战,对新进企业而言更是“噩梦”。
 
  具体来看,意见稿对新建车用动力电池单体/系统投资项目,提出了五项要求:
 
  第(一)项:项目所在省份上两个年度动力电池产能利用率要高于全国平均水平。
 
  业内人士认为,该要求明显是针对当前行业动力电池产能过剩的状况,抑制企业盲目新上产能项目。
 
  高工产研锂电研究所(GGII)数据显示,2017年全国动力电池产能达180Gwh,产能利用率仅40%,2018年产能利用率或将进一步降低,产能过剩情况加剧。而该要求显然将会对电池企业扩充产能的计划产生影响,增加电池企业通过扩大产能规模以降低制造成本的阻碍。
 
  第(二)第(三)项,要求强调研发、技术和试验验证能力,以及设施、工艺、厂房的先进程度和能力要求,对企业影响不大。
 
  影响最大,争议最大的是第四项要求,即新建动力电池项目拟生产的产品,除满足国家和行业相关标准外,还应符合以下条件:
 
  1.能量型车用动力电池单体比能量应不低于300瓦时/千克,系统比能量应不低于220瓦时/千克。
 
  单体不低于300wh/kg,系统不低于220wh/kg,这两个针对动力电池能量密度的条件无疑对电池企业而言是巨大的挑战,与此前行业传闻的“产能达到8Gwh”相比有过之而无不及。
 
  在2018全国供应链巡回调研中了解到,受补贴新政影响,当前动力电池企业都在积极开发系统能量密度达140wh/kg的产品,在此基础上冲刺160wh/kg。通过改进材料体系和结构轻量化优化,当前绝大多数动力电池企业的新产品都已经达到了系统能量密度140wh/kg,磷酸铁锂电池单体达150wh/kg,三元电池单体达220wh/kg的水平。
 
  但是与意见稿的要求相比,当前动力电池企业还远远达不到上述要求,没有一家电池企业能够满足意见稿的要求。就连CATL、力神和国轩等部分企业在技术上能做到300瓦时/千克,但目前也只是在实验室或特定环境下完成,在量产和市场化应用方面仍面临诸如安全、使用寿命等多重挑战。
 
  很显然,该要求对材料体系而言,基本上已经对新建磷酸铁锂和锰酸锂以及钛酸锂电池项目宣布不可能,唯有三元材料尤其是高镍三元材料体系开了一扇窗。同时也在鼓励富锂锰、固态电池等新一代动力电池的发展。
 
  多位动力电池企业高层表示,根据意见稿的要求,今后一些技术路线不成熟,能量密度达不到300wh/kg的新建动力电池项目或许不会得到获批,一定程度上抑制了盲目扩充产能的情况。但同时也会对电池技术水平的提升产生一定的影响,尤其单独强调能量密度而非考虑电池综合性能,这将不利于行业的健康发展。
 
  2.功率型车用动力电池单体快充倍率应不低于8C,循环2000次后剩余容量不低于初始容量的95%;功率型车用动力电池系统快充倍率应不低于5C,循环1500次后剩余容量不低于初始容量的95%。
 
  与能量密度相比,意见稿对功率型动力电池的快冲倍率要求显得更合理一些,当前国产动力电池的快充倍率普遍在5C以下,与意见稿的要求相差不大。
 
  第(五)项要求,项目应配套建设车用动力电池回收体系。
 
  动力电池回收是当前国家和企业都非常重视的一环,也是推进中国新能源汽车行业发展必须实施的要求。在相关政策的推动下,当前动力电池企业和主机厂以及第三方回收机构,都在积极布局动力电池回收和梯次利用,这对新能源汽车产业而言是一大利好。
 
  综合来看,意见稿透露的信息是主管部门严控动力电池产能扩张、鼓励高比能量、高充电倍率的方向已经非常明确,但政策门槛制定过高或揠苗助长也不利于行业健康发展。针对意见稿要求,现有动力电池企业必须在能量密度提升、技术路线选择和提升制造工艺等方面进一步努力升级,增强企业核心竞争力。而对新进企业而言,若无法达到上述要求,则要在新建动力电池项目方面慎重考虑。
 
  下面就来看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件吧。
 
  1、松下计划研发无钴动力电池
 
  特斯拉电池供应商松下日前在日本东京宣布,受关键电池原料价格不断飙升影响,该公司将在不久的未来开发出不含钴元素的新能源汽车用电池。
 
  松下车载电池业务负责人田村建二在与分析师的一次会议上说:“松下在最新生产的车载电池产品中已经大幅度缩减了钴元素的使用量,在不久的将来,松下的目标是达成淘汰车载电池中的钴元素,为此松下正在不断研发中。”
 
  特斯拉本月早些时候表示,其Model3试用的车载电池在“显著降低钴元素含量”的同时,也达到了最高的能力密度,同时也进一步提高了镍元素的含量,使其仍就保持这优异的热稳定性。
 
  点评:持续上涨的钴价不仅让大批中国动力电池企业苦不堪然,也让国际巨头松下难以承受,很显然,高钴价已经成为阻碍新能源汽车健康持续发展的重大障碍。当前电池企业都在积极研发高镍三元电池已达到高镍少钴的目的,但松下则是计划直接研发无钴电池从而拜托对钴的依赖,显示其在电池技术路线选择上的前瞻性布局。不过当前松下给特斯拉供应的依然是含钴的NCA电池,只是进一步降低了钴元素的含量,离真正的无钴电池还有一段距离。
 
  2、东芝发布新型负极材料快充锂电池
 
  在日前的“2018年横滨人车科技展”上,东芝材料展出一款负极材料使用氧化钨(WO3),可实现超快速充电的锂离子电池。据悉因为可以实现大电流输入输出,该款电池应用范围从汽车和建筑机械等的能量回收用途,到大电流电源用途,覆盖范围广泛。
 
  该电池的特点是功率密度和能量密度都可以提高到双层电容器(EDLC)的2到3倍。
 
  本次所开发的是一种称为WO2.72的粉末材料,通过WO3缺氧状态下获得,以此增强电子传导性。由于该材料内阻小,而且具备优异的Li离子扩散性,采用该材料作为电池负极可以实现大电流的充放电。特别是低温环境下放电特性优异,并且即使在-40℃下依然具备等于或高于EDLC放电特性的速率特性。而在此前,Li离子二次电池和Li离子电容器在低温下的速率特性一直是未解决的课题。
 
  点评:快充电池是当前电池行业研发的重点,但一直难以实现较大突破,倍率普遍在2C-5C。而东芝发布的快充锂电池是通过负极材料使用氧化钨(WO3),以此增强电子传导性,并降低电池内阻,同时在低温条件下保持优异的放电性能。东芝的快充技术路线或将给国内电池提供研发参考,但如何获得这种能够增强导电性的新型材料是关键。
 
  3、韩国现代计划自制电芯
 
  据韩国媒体报道,现代汽车正在建造自己的汽车电池生产线,作为其近期推出的无排放汽车的一部分。这家韩国汽车巨头自今年年初以来一直聘请几位电池研发和生产研究人员,计划在京畿道Euiwang的研究实验室内建立生产线。它最近还向多家设备制造商下订单。
 
  其关键目的似乎是减少对电池供应商的依赖,以加速推动其绿色汽车。目前,该汽车制造商使用LGChem和SKInnovation的电池。其全球竞争对手已经投入资源来确保电池和相关技术的安全。日本的丰田和日产拥有自己的电池制造装置,而德国的宝马则拥有自己的电池生产线。
 
  点评:随着新能源汽车发展日益加速,为了获得更多的主导权以及降低电池成本,越来越多的主机厂开始涉足自建动力电池工厂,包括特斯拉、比亚迪、奔驰、宝马和日产等。但是由于技术、成本和市场竞争等多种因素,主机厂自建电芯厂却面临多重困难,最后不得不放弃,从而转为建设动力电池PACK工厂。而现代计划自建电芯工厂,依然面临这技术、成本、市场等多重困难,最终能否成功还不得而知。
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