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锂电行业面临的四大挑战及四大发展趋势

2022-12-08 阅读:3229
文章分类:行业观察

供应链管理系统

随着全球碳中和目标计划的开展,全球燃油汽车加速新能源电动化的的需求,以及在动力电池和储能电池的双重拉动下,锂离子电池行业将迎来更加广阔的发展空间,锂电行业面临着前所未有的关注。

我国锂电行业全球领先

十多年前,日本的锂电池占到世界将近9成的份额,一度形成垄断的局面。中国在政策的助力以及核心企业的带领下,锂电产业一路逆袭。2015年以来,中国锂电池市场占有率已经连续七年位居全球第一,占据全球近6成市场份额。

锂电行业面临的四大挑战

当前中国锂电产业无论在产业规模、产业市场及产业技术上均处于世界领先水平。与过去相比,我国锂电已经在技术方面取得了不少的突破,但是仍面临着四大挑战,制约着进一步的发展。

一、锂资源的制约

对于全球来说,虽然锂资源储量丰富,但是供应增速缓慢,属于供不应求的状态。10月,南美“锂三角”国家——阿根廷、玻利维亚和智利三国欲建立锂三角输出国组织,并且全球最大的锂矿生产国澳大利亚也表示,如果三国协商一致,澳国也将同意“价格协同”的想法。“锂佩克”的建立势必对未来锂资源供给产生影响,全球锂资源争夺战已经打响。

对于我国来说,虽然中国锂资源在全球排第六,但资源以盐湖为主,锂含量低,提取难度大,所以70%的锂依赖进口,作为新能源汽车第一消费市场,锂资源缺乏将持续制约着我国锂电行业发展。

二、安全性的问题

除了锂资源的短缺,锂电池面临的第二大挑战就是安全性问题。近年来锂电池自燃、爆炸时间层出不穷,当然有部分事件是由于使用操作不当导致,但就本质来说,锂电池确实存在一定风险。

“锂离子电池容易发生电池热失控,通常的原因包括过充诱发电池正极材料产气使得电池胀裂,快充导致电池负极析锂诱发短路,以及快充快速升温从而使电解质液体燃烧。”

当前,锂电企业正加快安全技术创新,以及完善锂电安全性能测试。

三、对温度的要求

锂电池常规锂离子电池的工作温度:为-20℃~60℃。

1、温度过低,电池的活性会减少,导致充放电能量急剧衰减。比如在-20℃的时候,三元锂电池能够释放出来大约70%左右的电量,而磷酸铁锂电池大约能释放出来50%左右的电量。

2、温度过高,有爆炸风险。当电池的环境温度超过60时,锂离子电池在工作过程中存在过热、燃烧和爆炸的风险。

四、技术层面的问题

在中国国际锂电产业大会上,中国科学院院士、厦门大学教授孙院士表示,现有锂离子电池能量密度已经接近理论极限。“电池的能量密度与电池的原理有关,比如锂离子电池的能量密度跟反应电子束、活性物质的重量和密度都有关系,目前的锂离子电池的能量密度是接近了天花板。”

对于进一步提升电池体系的能量密度,业内做了诸多尝试,但有的方法会带来安全性的问题,为了平衡好能量密度的提升和确保安全性,使得研发非常难,这需要大力发展下去。

四大趋势!锂电行业的发展方向

随着我国“双碳”目标战略的实施,顺应绿色发展成为当下变革的核心。在出行领域,电动车是助力实现“双碳”目标重要的一环,可以大幅减少碳排放,锂电池作为新能源汽车主要的动力电池类型,其发展也随之飞升。今天我们谈谈锂电行业的四大发展趋势。

一、持续的技术创新:提升能量密度

过去10年,中国电池创新突破,已实现成本大幅度下降、竞争力大幅度提升。但是,安全事故亦时有发生,产业还面临着安全方面挑战。

从现在的结构创新,到材料体系创新,这是动力电池发展的必然趋势。当前,全世界正在兴起新一轮电池材料体系创新突破的大竞争。

“2025年之前,现有锂电池有望实现350瓦时/千克的能量密度;2030年之前,逐步从液态向固态过渡,实现400瓦时/千克的能量密度;2035年之前,实现500瓦时/千克能量密度的新体系电池产业化等。”

二、储能技术:智能化、标准化、市场化

锂电池结合储能技术,现阶段主要应用于电动汽车的储能,在光伏储能、便携式设备和不间断应急储能电源中也有部分应用。

自“十四五”时期以来,储能技术由商业化初步发展,迈向规模化生产,锂电池储能进入到了新的阶段。在新的时代背景下,锂电池储能将会向着智能化、标准化和市场化的方向发展。

1、智能化

能源局和发展改革委号召开展充电设备与电网的互动研究,实现充电——储能——用电智能一体化,建立能源互联网体系,实现智能化用电。在锂电池储能电动汽车中,将会持续推进停车充电一体化建设,促进能源交通事业的发展,实现新能源汽车动力电池的储能化应用。

2、标准化

能源局号召各部门完成储能标准体系建设,建立标准储能工作机制,健全储能标准化技术组织,实现与国际接轨的标准化储能体系。锂电池储能机制将会进一步完善统一的标准,从锂电池型号和充放电电压等细节进行规范使用标准化。

3、市场化

储能技术逐步走向成熟,经过初步的商业模式经营之后,将会朝着大规模市场化发展。锂电池在电化学储能领域所占比重将近75%,将会进一步进行市场化生产,在轨道交通、不间断供电设备以及广泛供电等场合带来更多的市场收益。

三、回收业务:鼓励梯级利用和回收电池

现“双碳”目标加快推动电池回收。电池具有高回收价值,退役电池仍然可以经过回收、提升后再投入使用。即使是电池报废的时候,还可以回收其中的锂钴镍资源。正极材料里面金属的循环利用以及电池中的铝和铜的回收利用,不仅对供应链安全十分关键,对碳排放的目标达成具有非常重要的意义。

四、产业链:加快布局和完善

1、各城市积极布局

我国是全球第四大锂资源国,但锂资源品质低、开采难、开采成本高,且开采周期长,因此在锂资源方面是没有太多优势的。想要提升全球锂业话语权,大力发展锂产业集群,布局锂全产业链才是关键。

当前许多地区已经实现完整产业链发展,比如,江西宜春市的137家锂电新能源企业,涵盖锂资源采、选、冶,锂电池关键材料与零配件、锂离子电池、储能电池、新能源汽车、锂电池回收等领域。

四川宜宾、福建宁德、江西宜春等地市,正在逐步完善支持锂电发展的配套措施,借助打造具有特色的锂电产业集群,为当地经济发展提供新增长极。

2、各企业加码上游领域

目前随着原油等价格上涨,全球新能源市场快速增长,锂资源价格的提高,在市场多方驱动之下,加大上游领域的布局成为趋势。

前有锂电池企业加码产业链上游领域布局,后有车企的“整车为王”。近期富临精工等多家上市加码上游锂矿资源,广汽集团、比亚迪、福特等在内的知名车企,在今年都开始深化上游领域的布局力度。

车企垂直整合布局旨在增强产业链话语权,保证上游环节稳定供应、满足新能源汽车产能扩充需求。

我国锂电行业经过多年发展,从默默无名到在全球拥有发言权,逆袭的背后是国家政策的支持和中国企业的努力,相信未来的锂电行业在时代浪潮的推动下,将会焕发出新的生机。

 

文章来源:新能源汽车产业前沿

作者:云朵匠 | 数商云(微信公众号名称:“数商云”)

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