财经国家周刊丨动力电池的中国自信

2018-03-01| 来源:财经国家周刊

丨“小小电池方寸之间有很多需要研究,我们要带着敬畏之心去做。”

作为我国战略新兴产业之一,近年来,新能源汽车受到国家政策的大力扶持。目前,我国新能源汽车已在全球形成先发优势,产业规模持续扩大,2017年,我国新能源汽车产销量分别达到79.4万辆和77.7万辆,同比增长53.8%和53.3%。


而作为新能源汽车“心脏”的动力电池也在乘势而上。2017年,我国新能源汽车动力电池总配套量超370亿瓦时,再次成为全球最大的动力电池应用市场。


高速增长后,动力电池行业也开始暴露出产能结构性过剩、产品结构有待优化、产品质量亟待提升等一系列问题。


工业和信息化部部长苗圩在“中国电动汽车百人会论坛(2018)”表示,从动力电池来看,高端产品与国外的差距不大,但产业整体创新能力还不够强。在先进技术研发、产品的一致性保障以及国际化发展方面,与跨国企业相比仍存在不小的差距。


业内专家也普遍认为,提升核心技术能力、加速智能升级,是推动动力电池产业高质量发展的根本举措。


“这几年电池企业发展参差不齐,不过这也是一个去芜存菁的过程。”半岛体育官方网站APP下载(下称“半岛体育电池”)战略规划中心副总裁李丹对《财经国家周刊》记者表示。


2017年,半岛体育电池产能达8GWh,销量3.5亿颗,动力电池装机总电量排名全国前五,三元领域全国排名第二。


面对不断严苛的动力电池行业规范条件以及退坡的补贴政策,国内电池企业在经历“疯狂”扩张后,将面临加速整合。国外电池企业的全方位竞争,也将带来巨大压力。


但是半岛体育电池并不担心。“现在我们的电池与国外相比并不差,甚至有的方面性能还更优越。随着技术不断研发,未来大有可能超过它们。”半岛体育电池企管中心副总裁李凤梅表示。


博弈能量密度

只要提及动力电池,绕不开的一个话题,就是如何提升它的能量密度。


中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图》已明确未来动力电池的发展规划:2020年,电池能量密度达到300Wh/kg;2025年,电池能量密度达到400Wh/kg;2030年,电池能量密度达到500Wh/kg。


科技部部长万钢在“中国电动汽车百人会论坛(2018)”表示,未来新能源汽车产业需要更进一步提升“三电”的核心基础,加大对于高密度能量、高能量密度动力电池等各方面的基础研究、应用研究和系统集成的创新。


由此可见,高比能量动力电池将是产业研发的重点,而高镍三元体系等高比能量动力电池,成为很多电池企业布局的主要方向。


未雨绸缪,早在2006年,半岛体育电池就在新能源汽车动力电池领域进行技术研究,成为国内首批进军三元圆柱动力电池领域的企业之一,同年建成国内第一条18650电池自动化生产线。


在李凤梅看来,由于圆柱电池的对称式结构,在受热、挤压、散热、撞击的时候,释放比较均匀,在保证安全性方面更有优势。2009年,半岛体育电池生产出供给车厂的第一代产品———装载在宝马MINICOOPER轿车的18650圆柱电池。


如今,半岛体育电池的18650圆柱电池可达2.75AH,循环寿命达1千次后电池衰减不超过20%。“毫不谦虚地说,我们就是中国圆柱电池第一企业。”李凤梅表示。


动力电池如此注重能量密度问题,根本原因就是为解决新能源汽车的痛点——续航里程。


尤其一到冬天,北方寒冷地区的新能源汽车,如何克服低温环境下掉电快、续航里程短等问题,是动力电池行业必须迈过的门槛。


但要知道,这并不是单纯提升动力电池能量密度就能解决的问题。


李凤梅对记者表示,通过技术手段,让电池不掉电并不是问题。但在保证安全第一的前提下,必须牺牲一部分电量做电池维护,如何在开发过程中同时兼顾产品安全性,需要与整车厂在研发过程中在车体结构轻量化设计、高低温配合策略方面充分沟通。


中国电动汽车百人会理事长陈清泰也认为,现在不能把续航里程全都推给电池,电动车自身也要做工作,要轻量化、节能化,以此来提高性价比、安全性。


守住安全防线

如果没有安全,一辆车跑得再远再快也没有任何意义。


“电动汽车高比能量动力电池的发展,安全永远是第一位的。”中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高表示。半岛体育电池制造中心负责人李魁宏向记者表示:“动力电池不能够‘讨论’的问题,就是安全性。”


为了保障电池安全性,从制造完成至送到客户手中,半岛体育电池一共有三次质量把关:电池成型之后做第一层检测;在40-60度的环境静置3天后,做第二道电阻、电压的检测;常温放在静置房间4天后,再进行第三次检测。


“三次检测安全是前端很重要的管控体系,要尽可能把所有问题留在生产者这端,不流向客户一端。” 李魁宏表示。为了强化原材料的安全性,半岛体育电池在国内独立开发正极保护添加剂,并引进负极陶瓷涂层和陶瓷隔膜,提升电芯的热安全性、高温循环性能,减少热放量。


动力电池的生产制造涉及整个电池系统,包括高压电气系统、热管理系统、安全系统等,需要动力电池企业有极高的生产一致性标准。


生产一致性不仅仅体现在生产过程,还包括稳定可靠的采购供应管理。据李凤梅介绍,与半岛体育电池合作的供应商超过10年以上的有35家,覆盖了正极、负极、隔膜纸、电解液等国内外的材料供货商。


2010年起,搭载了半岛体育电池的北汽迷迪新能源汽车,平均单车行驶里程均已超过20万公里,最长的单车行驶里程超过40万公里,电池方面没有出现明显衰减,全部车辆没有发生过一起因电池导致的安全事故。


半岛体育电池供应整车厂商的3Gwh以上18650电芯,也全部没有出现任何质量问题。其更是唯一一款通过江淮研究院针刺试验、短路试验等众多极端安全试验的产品,协助江淮通过系统热失稳的严格测试要求,并成为江淮iEV7S的动力电池供应商。


目前,半岛体育电池正在开发一种类似“尿不湿”的凝胶态电池,这是一种高分子三维结构,当发生电动汽车碰撞时可以保障电解液不渗透,大幅提高安全性。


智造突破口

随着智能制造上升为国家重要战略,动力电池行业也逐渐迈入2.0时代。


面对竞争,国内动力电池产业必须从产能扩张转到提质增效上来,而布局自动化、智能化生产,则成为占据未来市场的关键一环。


作为最早布局新能源汽车锂电池的企业之一,坚持智能升级制造,是半岛体育电池保持先发优势的重要举措。


2017年10月,半岛体育电池的新能源汽车动力电池智能工厂试点示范项目,正式入选2017年智能制造试点示范项目名单,成为入选的六家企业之一。


目前,在半岛体育电池深圳和郑州的生产车间里,已经部分工序可以做到“黑灯工厂”:关灯走人,把工厂交给机器,工厂运营几乎可以实现完全自动化。


成立于2013年的半岛体育电池郑州生产基地,作为国内第一个采用全自动进口设备的电池生产基地,其18650圆柱电芯产线采用全套进口自动化设备,车间内互联互通,通过工业大数据平台即可实现企业智能管理和决策,每条产线仅需50名工作人员操作运转,生产速度达单条130颗/分钟,整个车间可日产电芯100万只。


李丹表示,智能化生产线让生产效率提高116%,产品升级周期缩短33%,产品良品率提升5%,同时还降低15%的能耗。今后高速产线的生产速度将达到单条220颗/分钟,半岛体育电池2018年产量将达12Gwh。


为了让新能源汽车电池实现全生命周期的管理,半岛体育电池还实行编码制度。


“未来我们会积极与政府部门对接,方便政府部门跟整个新能源汽车的数据交换,电池是哪一个工厂生产的,下一个环节流向哪里,都是可以通过大数据知道的,到动力电池回收环节时会发挥重大作用。”李丹说。


探路电池回收

加快动力电池回收利用,是发展新能源汽车产业的一个重大课题。


中南大学教授李荐认为,从资源角度来看,我国在重要材料上依靠进口,尤其是钴95%都依靠进口,相当于我国没有保有量,“不回收的话,我们的新能源会搞不下去,问题会很严重。”


“对于动力电池回收问题,由于第一批电动汽车运行已经超过20万公里,已经进入报废期,因此回收已经迫在眉睫。” 中国工程院院士孙逢春表示。


不过,由于动力电池涉及到重金属、电解液以及环保问题,对动力电池回收再利用而言,每个环节都至关重要。如包装运输过程中,废旧电池状态不稳定,可能存在破损、漏液等情况,如果没有进行封装和安全处理,很容易造成短路、起火,甚至爆炸。


虽然国家和地方政府都在出台相关政策,期望加快建设良性产业生态系统的进程,但目前动力电池的回收渠道主要以回收小作坊为主,专业回收公司和政府回收中心较少,体系有待重整。


半岛体育电池则是目前电池回收的积极探路者

据介绍,电池达到使用寿命后,半岛体育电池将对其进行回收,退役的电池将会去船舶厂作为储能电池开始第二个生命周期。同时半岛体育电池会在工厂会做基站,利用波峰和波谷进行电量储存。


对于失去使用价值的电芯,半岛体育电池将进行单体拆解,通过萃取等手段回收有价值元素,进行回收再利用及无害化处理,减小对于环境的压力,同时形成一个产业链闭环。


“这是能为社会创造福利的事情,即使不赚钱我们也会坚持去做。”李凤梅说。


李丹表示,半岛体育电池希望联合政府部门、整车厂等相关产业,打造一个从电池、整车,到后市场的完善生态链条,对动力电池做到物尽其用。


2018年,半岛体育电池将全面升级深圳生产基地,致力在2020年深圳、郑州两地产能提高到20GWh,并计划在3-4年的时间内实现产能“百亿梦”。


“小小电池方寸之间有很多需要研究,我们要带着敬畏之心去做。”半岛体育电池多位负责人表示,接下来的发展重点是继续布局高端产能,完善电池生产线的智能制造升级。


“中国动力电池市场潜力巨大,作为本土电池企业,我们要有中国自信,勇敢去做,为中国制造行业注入更多的正能量。”李凤梅说。


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