動(dòng)力電池市場殺出個(gè)“程咬金” 國內(nèi)10大動(dòng)力電池廠怎么看？
動(dòng)力電池市場殺出個(gè)“程咬金” 國內(nèi)10大動(dòng)力電池廠怎么看？
在近日GGII推出的2015年二季度鋰電池產(chǎn)值TOP10名單出爐中，以生產(chǎn)快充型動(dòng)力電池為主營業(yè)務(wù)的微宏動(dòng)力因產(chǎn)品銷量快速增長而首次進(jìn)入該榜單，引發(fā)業(yè)內(nèi)的極大關(guān)注。
今年以來，微宏動(dòng)力頻頻傳出利好消息，比如搭載微宏LpCOTM多元復(fù)合鋰電池的100輛8.5米福田純電動(dòng)大巴交付江蘇徐州公交，全面開啟江蘇徐州市純電動(dòng)公交大巴快充模式;200輛搭載微宏動(dòng)力快充電池的大金龍插電混動(dòng)大巴交付紹興柯橋區(qū)等。
微宏動(dòng)力總經(jīng)理仝志明表示：“目前快充對(duì)于電動(dòng)公交已很有吸引力。隨著技術(shù)的提升、成本的下降和充電網(wǎng)絡(luò)的完善，未來其市場擴(kuò)充將很厲害。”
不過，也有不少動(dòng)力電池廠商認(rèn)為快充型動(dòng)力電池提高了功率，卻須付出諸多“代價(jià)”，未來極難被大規(guī)模推廣應(yīng)用。
比亞迪CTO劉衛(wèi)平直率地告訴高工鋰電：“快充不單涉及電池技術(shù)問題，更是一個(gè)牽扯充電樁、電網(wǎng)等的系統(tǒng)問題。現(xiàn)在慢充型電動(dòng)公交晚上充電，白天跑一天就夠了。我覺得沒必要強(qiáng)烈推廣快充，也沒感覺市場需求那么迫切。”
兩派意見爭鋒相對(duì)、爭執(zhí)不下。那么，快充技術(shù)走向如何，推廣應(yīng)用的優(yōu)勢與劣勢在哪，未來市場空間究竟有多大?在動(dòng)力電池快速放量的當(dāng)下，這些問題都亟待被厘清。
為此，高工鋰電進(jìn)一步訪問了CATL、力神、國軒、萬向、中航鋰電、中興派能、中天儲(chǔ)能、四川興能、沃特瑪?shù)葒鴥?nèi)知名動(dòng)力電池廠的高層人士及研發(fā)人員，以期找到問題答案。
快充解決方案存在局限性?
快充其實(shí)是一個(gè)相對(duì)的概念。至今為止，國內(nèi)外都沒有對(duì)快充標(biāo)準(zhǔn)下一個(gè)明確的定義。經(jīng)高工鋰電遍訪在動(dòng)力電池方面具備話語權(quán)的資深人士后發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)對(duì)快充還是有一個(gè)大致標(biāo)準(zhǔn)。被普遍認(rèn)為絕對(duì)屬于快充型動(dòng)力電池的，其充滿電或至80%-90%的時(shí)間在半小時(shí)以內(nèi);充滿電需在2小時(shí)以上則屬于慢充;而充滿電時(shí)間在兩者之間的，則存在爭議。
按照以上的“大致標(biāo)準(zhǔn)”來看，如今各種關(guān)于快充型動(dòng)力電池的消息不絕于耳。
這其中不乏比較“玄”的快充型動(dòng)力電池，比如石墨烯聚合材料電池“充電不到8分鐘，續(xù)航1000公里”，負(fù)極采用二氧化鈦納米管的超快充電鋰電池“2分鐘內(nèi)充電70%，壽命達(dá)20年”等。高工鋰電多方求證后發(fā)現(xiàn)，此類快充型動(dòng)力電池仍只限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，存在非常嚴(yán)重乃至無法解決的“短板”，距離產(chǎn)業(yè)化十分遙遠(yuǎn)。
微宏動(dòng)力先進(jìn)電池首席科學(xué)家劉文娟表示，目前還不知道石墨烯具體用作電池中的什么材料。如果被用作負(fù)極材料，從技術(shù)角度來看，石墨烯的問題有兩點(diǎn)：1. 將石墨一層一層剖開后得到的石墨烯，可以方便鋰離子嵌入和脫嵌。但石墨烯的表面積比較大，在當(dāng)前石墨烯嵌鋰的電壓下，鋰離子會(huì)和電解液在石墨表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成SCEI(即固液界面)膜。
SCEI膜不僅會(huì)消耗電解液，還會(huì)消耗從正極出來的金屬鋰(電池首次效率就很低。首次效率即第一次充電后回去的鋰離子總量除以第一次出來的鋰離子總量)。而正極材料是鋰離子電池里最貴的材料。
2. 即使在制備時(shí)將石墨進(jìn)行了分層，但它在應(yīng)用時(shí)不可能保持分層的狀態(tài)，要么卷起來，要么幾層疊在一起，并沒有真正地分開。如果聚集在一起，就它要達(dá)到的效果。
目前沒有電池廠直接用石墨烯做負(fù)極材料。未來石墨烯也許可以用做導(dǎo)電劑。但需注意的是，與其他類型導(dǎo)電劑相比，造價(jià)昂貴的石墨烯用做導(dǎo)電劑時(shí)的性價(jià)比是否更好還未可知。
中國科學(xué)院物理研究所教授黃學(xué)杰認(rèn)為，采用二氧化鈦納米管讓電池實(shí)現(xiàn)快充、循環(huán)壽命長，原理與鈦酸鋰相近，但其性能卻不會(huì)比鈦酸鋰(二氧化鈦和碳酸鋰的燒結(jié)產(chǎn)物)更好。二氧化鈦本身的電化學(xué)性能很差，通過將二氧化鈦納米化，甚至使其成為空心的納米管，方便鋰離子嵌入和脫嵌，從而改善其性能，并達(dá)到能夠做電池負(fù)極的程度，在理論上可行。
不過，二氧化鈦納米管的商業(yè)化應(yīng)用非常難。雖然不少媒體報(bào)道鈦儲(chǔ)量豐富、成本低廉，但將其做成納米管的批量化生產(chǎn)技術(shù)太難、在工藝上所花代價(jià)大。
而相對(duì)“接地氣”的快充型動(dòng)力電池之一，屬在上海11路示范線運(yùn)營的奧威超級(jí)電容公交車所用電池，循環(huán)壽命長達(dá)幾十萬次。近日上海11路超級(jí)電容公交車發(fā)生的火災(zāi)事件將其推至輿論的風(fēng)口浪尖，所幸調(diào)查結(jié)果顯示與超級(jí)電容系統(tǒng)無關(guān)。但超級(jí)電容還是無法掩藏“能量密度過低”(只有動(dòng)力鋰電池的十分之一)的這一致命缺點(diǎn)。
“奧威超級(jí)動(dòng)容公交車能夠用在上海11路示范線上，是靠關(guān)系的。”一名業(yè)內(nèi)人士向高工鋰電透露，其實(shí)承載電量極少的超級(jí)電容更適合用于輕混車，在車輛爬坡時(shí)臨時(shí)輔助或在剎車時(shí)回收能量。
事實(shí)上，市場應(yīng)用相對(duì)較廣的快充型動(dòng)力電池屬微宏動(dòng)力、安徽天康等批量生產(chǎn)的鈦酸鋰電池。其已經(jīng)成功應(yīng)用于電動(dòng)公交，是目前快充型動(dòng)力電池中表現(xiàn)最好的一款電池。
當(dāng)前不少動(dòng)力電池廠商正嘗試或已推出新的快充型動(dòng)力電池：中興派能總經(jīng)理袁巍正在思考如何讓公司的低溫高功率動(dòng)力電池更好地實(shí)現(xiàn)快充;微宏動(dòng)力推出新一代的多元復(fù)合鋰電池，可在10-15分鐘內(nèi)充滿電，能量密度比鈦酸鋰提高近50%，循環(huán)壽命達(dá)10000次;盟固利開發(fā)出錳系三元體系功率型動(dòng)力電池，可實(shí)現(xiàn)2分鐘瞬時(shí)快充。
各種快充型動(dòng)力電池“爭奇斗艷”，令人眼花繚亂。值得注意的是，各企業(yè)采用的快充解決方案有所不同，負(fù)極材料除采用常見的鈦酸鋰外，還有采用多孔復(fù)合碳、硬碳甚至是普通的負(fù)極材料石墨等(動(dòng)力電池能否快充、快充時(shí)間的長短主要取決于負(fù)極材料，也跟電池結(jié)構(gòu)、其他材料等有關(guān)系)，都希望盡量地讓快充型動(dòng)力電池的能量密度更高一些、成本再低一點(diǎn)、快充能力更強(qiáng)，以期在市場上獨(dú)具優(yōu)勢。
但不可否認(rèn)的是，在很多業(yè)內(nèi)人士看來，快充型動(dòng)力電池幾乎都存在一定“缺陷”，要么能量密度比常規(guī)動(dòng)力電池低、單體電芯成本相對(duì)要高，要么還沒達(dá)到更好的快充程度(如常規(guī)的石墨體系電池)。未來快充型動(dòng)力電池能否克服這些“缺陷”，達(dá)到各方面性能優(yōu)異、又能保持快充特性，在現(xiàn)有的鋰電池體系下很有難度。
天津力神動(dòng)力電池開發(fā)部總監(jiān)張娜表示：“如今應(yīng)用終端對(duì)動(dòng)力電池能量密度的要求越來越高，在此背景下再要求提高其倍率性能的技術(shù)難度極大。比如目前常規(guī)的石墨體系電池大概可以做到1小時(shí)充滿電，當(dāng)然也可以運(yùn)用相關(guān)技術(shù)做到充電時(shí)間在10分鐘左右，只是其能量密度就會(huì)降低。”
中天儲(chǔ)能CTO靳承鈾補(bǔ)充說道，即便石墨體系電池可實(shí)現(xiàn)快充，但其在北方寒冷地區(qū)(冬天氣溫常在零下20度)也很難推廣。
從技術(shù)角度來看，動(dòng)力電池能量密度和倍率難以兼得的原因是：如果做能量型動(dòng)力電池，那么在單位重量或單位體積里，裝進(jìn)越多的鋰離子活性基團(tuán)就越好。所以制備動(dòng)力電池時(shí)應(yīng)讓提供能量的材料(即正負(fù)極材料)占的比重多些，而讓不提供能量又必要的材料(如集流體、電解液、隔膜等)所占比重少一些。具體方法是盡量把集流體、隔膜等弄得薄一些，極片涂厚些并壓得厚實(shí)一點(diǎn)。這種方法制備的動(dòng)力電池肯定會(huì)損失快充特性。
而想要?jiǎng)恿﹄姵啬軌蚩斐洌仨毐ＷC其內(nèi)阻小。那么其講究的不是在單位重量或單位體積里裝更多的鋰離子活性基團(tuán)，而是在電池電壓達(dá)到一定值時(shí)，電流也能夠最大(與倍率性能直接相關(guān)是在一瞬間通過一串電池電流的強(qiáng)度)。此時(shí)動(dòng)力電池的制備導(dǎo)向就完全不一樣，應(yīng)考慮如何增強(qiáng)極片的鋰電子導(dǎo)電能力，對(duì)電解液要求更高，讓隔膜通透性更好，同時(shí)還能保證其不長鋰枝晶。
不過，沃特瑪副總經(jīng)理耿德先卻有著自己不同的看法：“常規(guī)的石墨體系電池對(duì)快充的確有一定局限性，但每個(gè)動(dòng)力電池廠商會(huì)有自己的解決方案。現(xiàn)在的電池技術(shù)進(jìn)步很快，以月為單位在發(fā)展。未來動(dòng)力電池的能量密度和倍率性能可以兼得。”
耿德先的觀點(diǎn)也不無道理。也許在現(xiàn)有的鋰離子電池體系下，材料都是較為確定的，動(dòng)力電池能量密度和倍率性能只能是微調(diào)，而不能同時(shí)大幅度提高;如果在電芯制備技術(shù)和材料選擇方面都有所突破，那么同時(shí)提高動(dòng)力電池能量密度和倍率性能也存在可能性。
客觀來看，倍率性能(即充放電速度)、能量密度、壽命、安全性、價(jià)格等是衡量動(dòng)力電池最重要的五個(gè)指標(biāo)。目前這些指標(biāo)都固定在比較穩(wěn)定的雷達(dá)圖里面，提高任何一個(gè)指標(biāo)，其他的指標(biāo)相對(duì)來說都會(huì)受到損失。不僅快充型動(dòng)力電池是如此，慢充型動(dòng)力電池又何嘗不是?所以單論快充型動(dòng)力電池的弊端不免有些片面。
當(dāng)前鋰電池業(yè)內(nèi)人士不妨多思考如何突破傳統(tǒng)的鋰電池體系，滿足實(shí)際產(chǎn)業(yè)更替積累的水平需要，以應(yīng)對(duì)各種新興技術(shù)電池所帶來的威脅。
快充動(dòng)力電池只存在于小眾市場?
GGII調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前快充型動(dòng)力電池占總體市場份額不到5%。近年來其投放市場的總量在增大，但增長速度不及常規(guī)動(dòng)力電池，所以市占率始終不大。如今正值動(dòng)力電池爆發(fā)之際，加入快充型動(dòng)力電池陣營的動(dòng)力電池廠商增多，GGII分析師預(yù)計(jì)在2015年快充動(dòng)力電池的市占率會(huì)有所上升。
這是否意味著未來快充型動(dòng)力電池會(huì)逐步擠占常規(guī)動(dòng)力電池的市場份額，甚至成為電動(dòng)汽車行業(yè)應(yīng)用的主流動(dòng)力電池?對(duì)此，有人肯定，也有人說不可能。
GGII調(diào)研發(fā)現(xiàn)，看好快充型動(dòng)力電池市場前景的動(dòng)力電池廠商，目前已經(jīng)有產(chǎn)品或即將有產(chǎn)品會(huì)投放到市場，而對(duì)其市場前景感覺不太樂觀的，并沒有實(shí)際產(chǎn)品投放。CATL、力神、國軒、萬向、中航鋰電、中天儲(chǔ)能等國內(nèi)知名動(dòng)力電池廠都表示在關(guān)注或者有投入研發(fā)快充型動(dòng)力電池，至于會(huì)否推出產(chǎn)品則不確定或在靜待時(shí)機(jī)。
對(duì)市場的分析判斷不同，行為表現(xiàn)自然不一樣。面對(duì)百花齊放的鋰電池技術(shù)路線和瞬息萬變的市場，未來孰勝孰負(fù)，的確不好直接下定論。不過，從雙方就市場需求、成本、充電樁和電網(wǎng)建設(shè)、政策等幾方面的激烈辯論中，業(yè)內(nèi)人士或許可以一窺端倪。
首先，一方認(rèn)為快充是終端用戶的必然需求，應(yīng)竭盡全力滿足;另一方則認(rèn)為終端用戶會(huì)衡量快充的利弊，不是說主觀上想要就會(huì)有需求。
仝志明分析，發(fā)展快充型動(dòng)力電池符合終端用戶的心理需求，趨勢肯定向好，不能說技術(shù)上達(dá)不到就退而求其次，將快充技術(shù)往后拖延。目前電動(dòng)公交對(duì)快充型動(dòng)力電池需求相對(duì)迫切，之后也會(huì)慢慢擴(kuò)大至多班運(yùn)營的出租車市場乃至乘用車市場(當(dāng)快充網(wǎng)絡(luò)形成時(shí)，可消除消費(fèi)者駕駛電動(dòng)汽車的焦慮感)。
“我認(rèn)為只要電池、材料具備這個(gè)能力，那么快充型動(dòng)力電池在市場上肯定是受歡迎的。”四川興能新材料有限公司技術(shù)總監(jiān)范未峰也說道，快充型動(dòng)力電池遇到的問題并不是不能夠規(guī)避的，是可以隨著技術(shù)的進(jìn)步慢慢克服的，其應(yīng)用必然越來越廣。
但劉衛(wèi)平則感覺電動(dòng)公交沒必要用需頻繁充電的快充型動(dòng)力電池，因?yàn)楝F(xiàn)在常規(guī)動(dòng)力電池在晚上充一次電就夠跑一天。未來進(jìn)一步提升常規(guī)動(dòng)力電池的續(xù)航里程，才是更應(yīng)看重的發(fā)展方向。
中航鋰電研究院院長周志勇補(bǔ)充道：“乘用車用戶對(duì)于快充不是說沒有需求，但畢竟其使用頻率不是特別高，晚上充電就可以滿足了。他們能夠接受目前的充電時(shí)間。”
其次，成本高一直是快充型動(dòng)力電池飽受“詬病”的重要因素之一，雙方在此問題上有爭議。
支持快充型動(dòng)力電池的業(yè)內(nèi)人士表示，電動(dòng)公交屬于短途往返車型。其若采用了快充型動(dòng)力電池，到總站之后，利用休息間隙便可將電池充滿。在這種方式下，公交車就不用裝那么多電池，將大大減少電池成本。對(duì)于公交公司來說，其在快充公交車和慢充公交車上的總投入或許是差不多的。
況且快充型動(dòng)力電池的壽命長、安全性高，用戶長期使用下來，其所花平均成本或許比常規(guī)電池還要低。以鈦酸鋰為例，其循環(huán)壽命達(dá)20000次，可安全使用長達(dá)10-15年，而磷酸鐵鋰電池使用壽命在3-5年，中間更換電池不僅麻煩，而且費(fèi)用不低。
浙江萬向億能動(dòng)力基礎(chǔ)研發(fā)部工程師石先興則表達(dá)了自己的看法：“成本是動(dòng)力電池必須考慮的重要因素。無論是公交公司還是個(gè)體消費(fèi)者，都會(huì)衡量性價(jià)比，沒有人會(huì)愿意多花錢去購買有些優(yōu)點(diǎn)但超過其承受能力的電動(dòng)汽車。也許少裝一點(diǎn)電池組可以讓快充車的成本降低一些，逼近慢充車，但快充又依賴于充電樁，這又需要多花錢去投資。現(xiàn)在最重要的是降成本、提高性能讓用戶有意愿購買電動(dòng)車，電動(dòng)車都賣不出去，討論快充有什么意義?”
再者，大規(guī)模使用快充是否會(huì)讓充電設(shè)施難以配套、電網(wǎng)負(fù)荷過重，也是雙方爭論的焦點(diǎn)話題。
“其實(shí)快充并不會(huì)讓電網(wǎng)負(fù)荷很重，因?yàn)榭斐鋾r(shí)間很短，流通性強(qiáng)，等下一波車來充電時(shí)，上一波車已經(jīng)走了，無須一股腦地?cái)D在一起充電。”范未峰說，相反，如果大面積推廣慢充車，它們晚上全需要充電，這才真正讓電網(wǎng)負(fù)荷重。另外，這么多的慢充車晚上都需要停在充電站充電，不是需要建更多充電站嗎?把現(xiàn)有停車站改成充電站現(xiàn)實(shí)嗎?
國軒副總經(jīng)理宋金保提出了異議，快充用的是白天的電，跟其他諸多用電用戶在爭。而慢充車?yán)猛砩舷鄬?duì)富余的電充電是更合情理的。靳承鈾則舉例稱，給10輛電動(dòng)大巴用3C/5C技術(shù)同時(shí)充電，中間電網(wǎng)可能癱瘓，所以大范圍快充是不太能的。在充電樁背后再配備大型儲(chǔ)能電站，或許才有可能，而這又會(huì)須增加投資。
最后，雙方分別從政策中找到了支持各自“論點(diǎn)”的依據(jù)。
“四部委聯(lián)合下發(fā)的《新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)的通知》中規(guī)定，按照折算系數(shù)的方式對(duì)新能源汽車數(shù)量做統(tǒng)計(jì)，而鈦酸鋰等純電動(dòng)快充客車的折算比例分別為20:1，這對(duì)鈦酸鋰電池來說，無疑是很好的政策信號(hào)。”一名不愿透露姓名的業(yè)內(nèi)人士告訴記者。
而就在這一政策出臺(tái)后不久，工信部發(fā)布了《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》征求意見稿，其中規(guī)定提到，能量型動(dòng)力電池單體電池能量密度≥130Wh/kg，電池組能量密度≥100Wh/kg;功率型單體電池功率密度≥3000W/kg，電池組功率密度≥2100W/kg。
“規(guī)定的功率指標(biāo)并不高，現(xiàn)在市場上的動(dòng)力電池基本都可以達(dá)到。”宋金保說道，“從我們現(xiàn)在了解的情況來看，鈦酸鋰電池在能量密度上達(dá)不到要求，其功率性能也不怎么好。”
觀點(diǎn)處處相左之下，雙方也不免開始懷疑對(duì)方說話的立場。
支持快充型動(dòng)力電池者認(rèn)為，他們本來生產(chǎn)磷酸鐵鋰/三元電池，從運(yùn)營和研發(fā)配置等角度考慮，不能“一會(huì)東一會(huì)西”，否則沒法向股東交代。而對(duì)快充型動(dòng)力電池市場前景不樂觀者則認(rèn)為，他們做這一類電池的，亮點(diǎn)就在于快充，所以就宣傳快充而避其技術(shù)弱點(diǎn)。
后記：
若脫離“本位主義”來看，終端用戶對(duì)快充肯定是有需求的，當(dāng)然也不可能不顧一切地追求快充而忽略其他因素。快充型動(dòng)力電池廠商可以在保證產(chǎn)品快充特性的基礎(chǔ)上，逐步采用新型材料和電池制備技術(shù)來提高能量密度;常規(guī)型動(dòng)力電池廠商也應(yīng)當(dāng)在追求能量密度的同時(shí)，盡量在技術(shù)上縮短電池的快充時(shí)間。兩條技術(shù)路徑不分優(yōu)劣，只看用戶如何選擇。
至于成本問題，目前快充型動(dòng)力電池的成本高，但常規(guī)型動(dòng)力電池也不能算便宜。雙方都依賴政策補(bǔ)貼，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)仍在“跛腳”前行。如何把產(chǎn)品做好、依賴規(guī)模化生產(chǎn)來降低成本恐怕是當(dāng)務(wù)之急。而某些動(dòng)力電池廠商因打價(jià)格戰(zhàn)就降低電池質(zhì)量的行為就不能姑息，因?yàn)楫吘箘?dòng)力電池不僅涉及買賣問題，更關(guān)乎開車人的生命安全。
再看充電設(shè)施配套問題，中國充電樁、充電站的不足已嚴(yán)重制約了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，充電網(wǎng)絡(luò)亟待完善。這無論對(duì)哪一種動(dòng)力電池來說都是不利的。國家仍需加大投入或引進(jìn)社會(huì)資本，來彌補(bǔ)這一缺陷。值得一提的是，未來儲(chǔ)能電站的進(jìn)步或可幫助解決電網(wǎng)負(fù)荷問題，助力新能源汽車及動(dòng)力電池行業(yè)的發(fā)展。
如今新能源汽車及動(dòng)力電池行業(yè)對(duì)政策的依賴的確很嚴(yán)重。業(yè)內(nèi)關(guān)注政策釋放的信號(hào)理所應(yīng)當(dāng)，而且很有必要。不過，政策只能起到引導(dǎo)作用，動(dòng)力電池廠商的命運(yùn)決定權(quán)還在自己手里。其是隨主流還是“劍走偏鋒”走差異化路線，兩者皆有風(fēng)險(xiǎn)也皆有機(jī)會(huì)。未來動(dòng)力電池市場格局如何，且看且清晰。
原標(biāo)題:動(dòng)力電池市場殺出個(gè)“程咬金” 國內(nèi)10大動(dòng)力電池廠怎么看？
來源:高工鋰電網(wǎng) 作者:萬萍萍 繼電保護(hù)測試儀廠家 www.skttkc.cn 揚(yáng)州君昊電氣 轉(zhuǎn)載此文。
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