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新能源汽车动力电池产业井喷时代即将到来

作者:jkyxc 浏览数:

近日,国务院常务会议决定,自2014年9月1日至2017年底,对获得许可在中国境内销售(包括进口)的纯电动以及符合条件的插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税。这一政策将对国内新能源汽车销售带来商机,由此对动力电池产业的带动也尤为显著。随着新能源汽车逐渐被市场认可和接受,那么紧随其后自然带动起新能源汽车动力电池的扩产热潮。

众企牟劲力拼动力电池产业

新能源电动汽车最主要的部件就是动力电池、电动机和能量转换控制系统,而动力电池要实现快速充电、安全等高性能,是技术门槛最高,也是利润最集中的部分。因此在当前,新能源汽车逐渐普及的过程中动力电池产业成为热门行业。

相关数据显示,2014年上半年由于观望情绪比较浓,动力电池投资速度减缓,仅有9%的增速。下半年,在新能源汽车产销两旺、国家政策大力支持的形势下,无论外资企业三星SDI、LG,还是国内的比亚迪、ATL、天津力神等动力电池厂,均会扩产。据高工锂电产业研究所预计,2014年下半年动力电池生产设备需求将近20亿元,同比增长70.5%。

时光如果倒退回5年前,当时的新能源汽车动力电池行业还在呼唤着井喷时代快点到来,而现在,在国家政策推动以及行业发展中,已然即将迎接这一时刻。

日前,三星集团旗下电池部门三星SDI,与汽车制造商宝马签订协议,将向宝马的新能源车提供电池组件。业内分析人士认为,特斯拉和宝马等国际电动车企巨头的相互推动,以及国内新能源车的政策扶持,全球新能源汽车市场步入加速启动期。当然,对于进入三星SDI、宝马等供应链的国内企业,亦有望获得更多的市场订单。

7月14日上午,欧朗纯电动轿车下线暨奔腾插电式混合动力轿车交车仪式在中国一汽新能源汽车分公司总装生产线举行。欧朗EV的电机、动力电池组、整车控制器等核心零部件均为自主技术,应用最新的研发成果,使其0〜50千米加速时间4.5秒左右,最高车速可达140km/h。

新能源汽车技术在不断更新,作为其核心部件的动力电池也在向前迈进。从世界范围来看,新能源汽车将朝着“镍氢——锂电——燃料电池”产业化路径发展,短期能够大范围使用的只有镍氢动力电池,不过未来5年,在锂电池技术成熟后,镍氢电池市场将被锂电池逐渐蚕食。

如果完全实现锂电池的天下仍需漫长的路要走,但在近期动力电池行业迎来密集的政策扶持之下。分析人士表示,这一系列举措,尤其是出台购置税减免这一政策,将促进动力电池产业链发生深刻变化,甚至可能带来潜在市场格局趋势性变化,对今年乃至明后年的市场格局都会产生深刻影响。

为紧跟国家政策的脚步,上市公司也在积极准备介入新能源汽车的充“电”环节。2014年上半年,8家上市公司计划通过定增、配售等方式募资85.89亿元,加码动力电池产业链。上述公司既包括比亚迪等电池领域的龙头企业,也有从未涉及该领域的上市公司,例如众和股份,该公司今年将加大新能源锂电产业发展力度,推进产业转型。

研究显示,无论国内还是海外新能源汽车的发展,均会对国内部分电池材料带来巨大的市场需求,虽然大部分电池材料的价格仍处于下降通道,但下降趋势逐渐放缓,出货量增长抵消价格下降带来的影响,价稳量升带来相关公司的业绩增长。

近期动力电池表现强劲,与新能源汽车利好政策频出有关,设备生产企业将首先受益动力电池扩产。在上市公司中,七星电子是中国最早一批研发锂电池设备的企业,并且是唯一一家拥有涂布、辊压、分切和搅拌等关键动力电池设备的上市公司。目前公司开拓了比亚迪、合肥国轩等100多家锂电池企业客户。预计七星电子下半年将获得超过1.5亿元的订单,环比上半年将有较大增长。

另外,6月下旬,比亚迪总裁王传福在股东大会上表示,为了满足新能源汽车订单的及时交付,比亚迪将在深圳坑梓基地新建一座年产量为6GWh的电池工厂,一期工程于9月份逐步投产,年内至少新增可产能1.5GWh,建成后将成为全球最大的动力电池工厂之一。

根据日本研究机构相关统计,2014年全球新能源车用锂电池的市场规模有望达到44亿美元,到2020年更有望达到213亿美元。专家认为,科技进步日新月异,我国的车企及相关电池企业应该把目光放的长远些,投入人力、物力进行动力锂电池的研发,并保持对燃料电池的技术跟进,为占领更广阔的新能源汽车市场做好准备。

续航里程及轻量化 有待突破的技术瓶颈

对于新能源汽车三大关键零部件电池、电机、电控,国内企业最薄弱的环节就是电池,对于电池性能、可靠性和产品功能等还在不断探索之中。事实上,目前整个中国汽车行业都存在着电池瓶颈。

新能源汽车健康发展很重要的一个问题就是关于动力电池续航里程方面,如何在不增加电池重量的前提下提升续航能力,是新能源汽车动力电池期待解决的问题。

续航里程涉及充电便利性和电池能力两个因素。业内人士表示,新能源汽车遇到的困难主要有四个,一是成本较高、二是配套设施问题、三是续航能力、四是动力电池的寿命问题。而目前阻碍新能源汽车发展的最大问题就是续航里程过短。

与续航里程密切关联的另一个因素则是动力电池的容量问题,这是一个两难问题:如果为了增加航程,就需多加装电池,那么由于自身重量问题,将使耗电增加引致续航里程效用递减,使用成本和制造成本增加。不加装电池组,将很难达到续航要求。

以比亚迪e6为例,其车重达2.35吨,大大高于一般中级车的自重,出现这一现象的重要原因就是其动力电池重量就达0.9吨,因此车型更轻质化成为迫切要求。有车主笑称,“想要续航里程提高也很容易,就是在汽车上装满电池,但车相应就会笨重很多。”

在成本上,与传统内燃机汽车相比,新能源汽车首次购车成本高企将是这一市场化的重大难题。按照目前的成本,在私家车层面,由于年行驶里程数较小,即使在目前的补贴政策下,也很难取得成本上的优势。因此,降低材料与制造成本,实现规模化生产至关重要。对此,许多专家和学者建议降低新能源汽车的门槛。

专家指出,电池在新能源汽车方面所占的成本比较大,差不多占了一半的成本,随着量的稳定和一次性成品稳定率的提高,随着新的材料体系的创新,电池的成本会逐步下降,很有可能是大幅度的下降。

关键在于如何提高动力电池的性价比?专家认为,首先,新能源汽车动力电池企业应寻求技术上的突破,从原理上解决电池的可靠性问题,并提高电池的使用寿命、降低电池的损耗和发热。

其次,在应用层面上动力电池企业要提供系统解决方案,加强与整车企业的沟通和协调,从提供电池单体向提供电池包转变,包括电池成组、冷却、防护等,以集成包的形式向下游企业提供产品。第三,动力电池企业不但要向下游企业提供产品,还要向下游企业提供服务,为下游企业及最终用户提供电池维护和保养手段及方法,提高电池的使用寿命。

就产业现状来看,由于我国不同车企的电池路线、电池的规格和对电池的测评要求各不相同,也就造成了电池的型号过多、使产量过度分散。当务之急,动力电池企业应该集结力量统一标准,提升生产工艺,提高电池的一致性以及技术水平。在续航能力以及减轻电池重量方面突破和提升技术标准,为新能源汽车不断满足用户的需求而不断改进技术。

拭目中国锂电市场

目前,新能源汽车用锂电池的正极材料主要是钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂和锰酸锂等。在动力电池正极材料产业领域,中、日、韩、美动力电池企业采用不同的材料体系。日、韩企业是三元材料电池研发的佼佼者,中国企业以磷酸铁锂电池为主。

在中国已上市和将上市的24款主要车型中,在已上市的11款车型中,除奇瑞QQ3EV使用铅酸电池外,其余车型均使用了磷酸铁锂电池。而在即将上市的13款车型中,长安、一汽、东风、比亚迪等车企的5款车型使用了磷酸铁锂电池,另外,东风启辰晨风、长安福特佳跃两款车型使用了锰酸锂电池,特别值得注意的是,北汽、奇瑞、江淮、众泰等4个车企的6款车型均使用了三元锂电池。

由此看来,中国动力电池领域以磷酸铁锂电池为主的局面将被打破。三元锂电池的市场打开,其前景如何还看这首批车辆的运行情况,但可以肯定三元锂电池的时代来临。

根据研究显示,从中国锂电池正极材料细分产品结构来看,钴酸锂的市场份额较大,占比达到50.16%;其次是三元材料,市场份额为22.80%;锰酸锂位居第三,市场份额为19.84%;磷酸铁锂的市场份额为6.84%,位居第四。

目前,电动汽车配备的锂电池在发电时会因化学反应而发热,一旦温度超过45℃,电池的发电性能就会降低,需要冷却系统进行降温处理。不过,虽然冷却系统可以让电池降温,保证其正常工作,但是也影响了工作效率,导致行驶距离缩短30%左右。

为此日本大金工业等企业共同研发了一种锂电池高耐热技术,这种新型电池技术可让电动汽车续航提升40%,摆脱车载锂电池对冷却系统的依赖,不仅能够减少自身电力消耗,还可以减轻车体重量。这一新技术使用了氟化合物代替易燃电解液成分,新型电解液即使温度上升至60℃也能正常工作。其新型电解液制品已经提供给汽车和电池厂家试用,而新型电极制品也在试用计划中,有望到2020年实现商品化。

目前,中国正在加速研究基于纳米技术的长续航动力锂电池,并在此基础上研发下一代锂电池,以突破新能源汽车的发展瓶颈。专家介绍,开发第三代锂离子电池是中国未来五到十年动力电池研发和应用的重点。目前,混合动力汽车以及纯电动汽车的电动模式下续航里程在150千米左右,预计2020年将达到300千米以上,为现在的两倍。这些电池还将在先进电子、智能电网、航空航天、机器人、国家安全等领域获得进一步应用。

在国家政策的刺激下,我国锂离子电池发展加速,部分企业为了完善产业链,提高市场竞争力,加大资本运作,行业并购开始活跃。一是打通全产业链,实现上下游整合。比较典型的有万向先后收购美国的A123和菲斯科打造电动汽车全产业链。二是扩大规模,提升市场地位。较为突出的是天齐锂业拟收购银河锂业和泰利森股权。三是借机布局,涉足锂离子电池产业,如鑫科材料1.2亿元参股天津力神进军锂电。

除此之外,行业龙头企业加快转型步伐。天津力神拟在武汉投60亿元建动力锂电项目,苏州及青岛动力锂电项目开工,其他领域企业也开始涉足动力锂电,瑞恒集团宣布携手神州巨电、华夏基业投资100亿元建设动力锂电池基地。跨国企业也加大布局力度,三星SDI准备在西安投资6亿美元建设中国最大动力电池基地。

未来生物燃料电池引关注

2015年将是汽车的研发制造大踏步向前迈进的一年,对新能源汽车来说,电池至关重要。锂电池在新能源汽车上属于技术革新当中,而生物燃料电池的研发也不断获得突破,成为匹配新能源汽车未来更为看好的动力产品。

生物燃料电池自身潜在的优点使人们对它的发展前景看好,但要作为电源应用于实际生产与生活还比较遥远。其主要原因是输出功率密度远远不能满足实际要求。尽管生物燃料电池经过数十年研究仍距离实用遥远,但人们在经历了多年研究低潮后现在又看到了转机。受到合物膜燃料电池用于电动车光明前景的激励,燃料电池研究从上世纪90年代初又成为热门领域,现在仍在升温阶段,几种燃料电池已经处在商业化的前夜。

生物燃料电池是一种特殊的燃料电池,其使用酶或产电微生物作为生物催化剂,通过电化学途径将生物质燃料中的化学能直接转化为电能。生物燃料电池因具备反应条件温和、原料来源廉价、生物相容性好等优点,具备广泛的应用前景。

苹果正在与燃料电池公司“Intelligent Energy”合作一个专案,希望在几年内能够在行动装置内装入燃料电池。对于盛传的将太阳能或燃料电池运用在行动装置上,苹果目前不作任何评论。“Intelligent Energy”的网站上列出该公司主要的产品服务项目有汽车业、分布式电源与发电以及消费性电器等。其提供的解决方案包括一套完整集成的燃料电池堆来产生电力。

最近,基于细菌表面展示酶的生物燃料电池研发取得重要突破,开发出具有较高能量输出和稳定性的新型生物燃料电池。该电池在连续工作55小时后仍可保持84%的最大输出功率,表现出很高的稳定性。业内人士认为,未来其有望作为心脏起搏器电源和便携式电源得到广泛应用。

几个月前,海外研究人员研发出一种高效的新生物燃料电池原型,能够通过酶蛋白从糖中获取能量,理论上效率接近100%,且未来或将取代传统锂电池为手机等设备供能。这意味着它的输出远超之前的生物电池,甚至也超过普通的锂离子电池。

鉴于生物燃料作为接近零排放的绿色能源,在碳税高企和能源需求上升的推动下,世界能源龙头纷纷进军生物燃料领域。埃克森美孚斥资1亿美元投资以藻类为原料的生物能源产业;杜邦在美国爱荷华州设立商业化纤维素乙醇生产基地;除此之外,科技业巨头们也表达了对该市场的浓厚兴趣,比尔·盖茨早在2006年就向用玉米生产乙醇的Pacific Ethanol公司大手笔注资8400万美元。苹果公司位于美国的北卡罗来数据中心,则是使用由Bloom Energy制造的电池燃料系统,通过生物代谢物产生沼气能源。

国内方面,政府和企业也在逐步加大对生物能源的扶持力度。这其中包括发改委要求推进秸秆综合利用,表明对新型生物燃料业的前景看好。中石油旗下化工研究院等单位联合完成了以浮萍为廉价原料炼制生物燃料的研究。另外,中石化成功研发以餐饮废油制造生物航油技术。减排标准的提高和能源消耗的稳步增长,将使得作为零排放的生物燃料行业迎来市场扩容的机遇。

由于生物质能源的缺乏,我国在生物燃料方面应当积极拓展多元化的非粮食原料生物燃料,发展的区域也主要集中在自然生物质能源相对丰富的省事,如云南、广西等。

虽然新的生物电池系统意味着该领域的重大突破,但是它仍然需要克服诸多障碍。业内专家表示,目前为止,我们还面临着许多挑战,这种电池现在的寿命仍然太短,而且无法再充电。随着科技的不断进步,以及对生物燃料的开发,未来新能源汽车必将以生物燃料电池为核心发电产品,节能减排早已成为全球汽车产业终极目标,生物燃料电池的应用也将在未来成为主流。

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