鋰電世界 真鋰研究認(rèn)為，全球鋰離子電池及其材料產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展正處在一個(gè)“痛并快樂(lè)著”的尷尬階段。一方面，市場(chǎng)快速發(fā)展并呈現(xiàn)出加速度發(fā)展?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)明顯還將持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，在目前全球經(jīng)濟(jì)總體處于低谷的情況下顯得尤為難得；另一方面，產(chǎn)品售價(jià)的下降速度超過(guò)了成本的降速，企業(yè)利潤(rùn)在持續(xù)降低；同時(shí)，在高中低端的幾乎各個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域，都存在產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩的現(xiàn)象，兩個(gè)因素疊加作用，使得行業(yè)內(nèi)所有企業(yè)都面臨著如何可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種狀況？鋰電世界-中國(guó)電池雜志戰(zhàn)略合作機(jī)構(gòu)——真鋰研究認(rèn)為，根源在于鋰離子電池的技術(shù)進(jìn)步速度跟不上下游應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展需求。這種矛盾主要體現(xiàn)在兩方面：一是能量密度的提高跟不上市場(chǎng)需求步伐，二是成本的下降幅度跟不上市場(chǎng)的要求。其中，前者是主要矛盾，在多數(shù)下游應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)明顯，如智能手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)等更受大家關(guān)注的應(yīng)用市場(chǎng)；后者是次要矛盾，在部分下游應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)明顯，主要是電動(dòng)自行車(chē)市場(chǎng)。
智能手機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)要重點(diǎn)解決電池能量密度問(wèn)題
智能手機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)要著重解決消費(fèi)者對(duì)電池續(xù)航能力不足的擔(dān)憂，但具體來(lái)看側(cè)重點(diǎn)又有所不同。在智能手機(jī)電池方面，模組技術(shù)不是重要問(wèn)題，關(guān)鍵是要提高電芯的能量密度。目前這一代鋰離子電池的理論能量密度為250Wh/kg，從蘋(píng)果（Apple）iPhone5使用的聚合物鋰離子電池（由索尼（Sony）、東莞新能源（ATL）、天津力神（Lishen）等供應(yīng)，可存儲(chǔ)電量5.45Wh，重22.68g，計(jì)算能量密度達(dá)到240Wh/kg）來(lái)看，已基本接近理論極限。
這樣，業(yè)界亟需開(kāi)發(fā)可使能量密度大幅度提高的下一代鋰離子電池技術(shù)。
而在電動(dòng)汽車(chē)電池方面，模組技術(shù)和能量密度的提高均很重要，考慮到在保證安全系數(shù)不降低的前提下提高能量密度并非短時(shí)間內(nèi)就可以辦到的事，因此現(xiàn)階段相對(duì)要更重視模組技術(shù)的提高。大幅度提高電池模組的循環(huán)壽命，實(shí)際上也是降低消費(fèi)者使用成本的一個(gè)重要手段。影響模組壽命的主要因素有二：一是電芯的一致性，二是模組技術(shù)。長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)業(yè)界討論的最多的是半人工半機(jī)械化的生產(chǎn)方式導(dǎo)致電芯的一致性不夠而影響到了模組壽命。
這當(dāng)然是事實(shí)，不可否認(rèn)。但同時(shí)必須承認(rèn)的是，一些代表性的中國(guó)企業(yè)這幾年在生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度方面做了大量的工作，包括半人工半機(jī)械化生產(chǎn)方式的開(kāi)山鼻祖比亞迪（BYD）以及中國(guó)最大的鋰離子電池企業(yè)天津力神等在內(nèi)，現(xiàn)在其動(dòng)力鋰離子電池生產(chǎn)的自動(dòng)化程度都已經(jīng)很高了，但實(shí)際上模組壽命提高的速度并不明顯。對(duì)于EV電池組的循環(huán)壽命，中國(guó)企業(yè)都諱莫如深，不肯公開(kāi)相關(guān)數(shù)據(jù)，不用說(shuō)肯定是做得不夠好。先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備要充分實(shí)現(xiàn)它的功能，需要熟練的技術(shù)工人。目前中國(guó)優(yōu)秀的技工非常短缺，這在一定程度上影響了企業(yè)生產(chǎn)，使得電池一致性的提高幅度不是太明顯，做不到像松下（Panasonic）那樣的領(lǐng)先企業(yè)的程度。有中國(guó)檢測(cè)機(jī)構(gòu)曾對(duì)松下應(yīng)用于筆記本電腦上的18650電池拆卸下來(lái)進(jìn)行過(guò)檢測(cè)，取兩組電池同時(shí)做0.2C充放電，然后對(duì)放電數(shù)據(jù)作曲線，發(fā)現(xiàn)兩條曲線完全重疊在一起，一致性高得令人難以置信，比三星SDI（Samsung SDI）、LG化學(xué)等韓國(guó)巨頭的表現(xiàn)都要好。中國(guó)企業(yè)難以望其項(xiàng)背。
生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化很重要，操作設(shè)備的技工也很重要，但模組壽命的提高根本上還在于模組技術(shù)，這在全球范圍內(nèi)亦是如此。LG化學(xué)（LG Chem.）的生產(chǎn)自動(dòng)化程度很高，電芯的一致性非常不錯(cuò)，但應(yīng)用在通用（GM）Volt PHEV上的電池組只能限定使用30%～80%，否則就達(dá)不到電池組8年/16萬(wàn)km的質(zhì)保要求（循環(huán)壽命需在2,500次左右）。豐田（Toyota）插電版普銳斯（Prius）5.2kWh的電池組可使用3.7kWh，使用率超過(guò)70%，較LG化學(xué)高出不少，電池模組技術(shù)來(lái)自松下。全球最領(lǐng)先的鋰離子電池企業(yè)如松下、LG化學(xué)等，都還需要進(jìn)一步提高其模組技術(shù)，更不用說(shuō)其他鋰離子電池企業(yè)了。
高超的模組技術(shù)可以提高電池組的使用率，直接降低消費(fèi)者的使用成本。如果通用VoltPHEV電池組的使用率可以達(dá)到70%，那么在純電動(dòng)模式續(xù)航里程不變的情況下，只需裝配11.5kWh的電池組就夠了（而不是現(xiàn)在的16kWh），這樣，Volt的售價(jià)就可進(jìn)一步降低，對(duì)進(jìn)一步提高其銷(xiāo)量肯定會(huì)有幫助。不過(guò)，要從根本上解決消費(fèi)者的“里程焦慮”，只能從提高電池能量密度方面下工夫。
目前階段，在新型材料和電池技術(shù)尚不成熟的情況下，走小電池路線可能是提高EV電池組能量密度的一個(gè)有效辦法。上面已經(jīng)提到，小電池的能量密度已經(jīng)接近這一代鋰離子電池250Wh/kg的理論極限，而且，已經(jīng)有了一家企業(yè)在EV用方面做得比較成功，這家企業(yè)就是最近風(fēng)頭很勁的美國(guó)新進(jìn)電動(dòng)車(chē)企特斯拉（Tesla），松下為其EV產(chǎn)品提供的鋰離子電池是用在筆記本電腦上的18650型電池。
用在特斯拉Model S EV上的、松下采用鎳鈷鋁酸鋰（NCA）為正極材料的18650鋰離子電池的能量密度高達(dá)247Wh/kg，比日產(chǎn)（Nissan）Leaf EV用鋰離子電池單元157Wh/kg的能量密度高出不少，這直接導(dǎo)致特斯拉Model S電池組能量密度接近160Wh/kg，幾乎比Leaf電池組86Wh/kg的能量密度翻了一番，結(jié)果是Model S的續(xù)航里程也比Leaf翻了一番，達(dá)到了400km以上（均指理想工況下的續(xù)航里程），可在很大程度上緩解消費(fèi)者的“里程焦慮”。因此，2013年1季度Model S的銷(xiāo)量高達(dá)4,900輛，位居美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量榜榜首，同時(shí)也使得特斯拉成為全球第一家賺錢(qián)的電動(dòng)車(chē)企。
在走大電池路線的企業(yè)中，為L(zhǎng)eaf提供電池組的AESC（日產(chǎn)與NEC的合資企業(yè)）是目前階段做得最好的，然而，Leaf銷(xiāo)售成績(jī)的后繼乏力現(xiàn)象表明消費(fèi)者越來(lái)越擔(dān)心Leaf的續(xù)航里程。這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)引起了日產(chǎn)和AESC的高度關(guān)注。日產(chǎn)已經(jīng)在采取相關(guān)措施，這在之前的月度報(bào)告中已經(jīng)有所述及：①減輕車(chē)體重量80kg，使續(xù)航里程增加了約10%，這個(gè)工作由日產(chǎn)來(lái)做；②計(jì)劃將鋰離子電池單元的能量密度由現(xiàn)在的157Wh/kg提高到200Wh/kg以上，這個(gè)工作由AESC來(lái)做，目前相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)備已經(jīng)就緒，即將進(jìn)入量產(chǎn)階段。
很多企業(yè)都在致力于提高鋰離子電池能量密度的技術(shù)開(kāi)發(fā)工作，一些新進(jìn)企業(yè)更希望以此重塑全球鋰電產(chǎn)業(yè)格局。因此我們這一兩年聽(tīng)到了很多“新”企業(yè)的名字，如美國(guó)Envia在開(kāi)發(fā)使用富鋰錳基材料的鋰離子電池技術(shù)，豐田、出光興產(chǎn)（Idemitsu Kosan）、GS加德士（GS-Caltex，韓國(guó)GS集團(tuán)與美國(guó)加德士集團(tuán)的合資企業(yè)）等世界500強(qiáng)企業(yè)在積極開(kāi)發(fā)全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)，等等。包括電池和材料在內(nèi)的傳統(tǒng)鋰電知名企業(yè)倒是在這些新技術(shù)領(lǐng)域沒(méi)有傳出多少令人關(guān)注的消息。這很有意思，是目前鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一道特殊風(fēng)景。鋰電世界-中國(guó)電池雜志戰(zhàn)略合作機(jī)構(gòu)——真鋰研究認(rèn)為，現(xiàn)有的鋰電產(chǎn)業(yè)格局有可能會(huì)在未來(lái)幾年內(nèi)有一定程度地改變。