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新能源补贴暂停背后:三元锂电池行业面临夭折
2016-04-14 08:37:43 作者:SystemMaster 来源:
     [有业内人士指出,新能源汽车的安全性并不能以单一材料来判断。“安全性还与电芯、模组、电池包、整车设计及控制系统等综合因素相关,特别是受电池生产工艺水平及品质管理水平的影响非常大。”]

  当新能源汽车站到了产业发展的“风口”,作为新能源汽车心脏的动力电池,正在经历“冰火两重天”。

  究竟是磷酸铁锂电池(LFP),还是三元锂电池安全?

  这一围绕动力电池技术路线的争论,因为出于对动力电池安全问题的考虑,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录而再度被业内关注。

  2016年1月14日,工信部发布《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,《目录》中未包含三元系电动商用客车。这意味着,未进入《目录》的车型将无法享受政府补贴以及免购置税(10%)的政策优惠。

  电动车行业安全无小事,任何谨慎都不为过。围绕汽车动力电池,如何平衡续航和安全两大问题,再度成为业内探讨的话题。有业内人士指出,新能源汽车的安全性并不能以单一材料来判断。“安全性还与电芯、模组、电池包、整车设计及控制系统等综合因素相关,特别是受电池生产工艺水平及品质管理水平的影响非常大。”

  动力电池路线之争

  虽然只是“暂停”,但这一决定还是给蓬勃发展的三元锂电池行业泼了一盆冷水。

  “采用三元电池的部分客户已经向我们要求取消或延迟订单。”一位不愿透露姓名的三元锂电池厂商人士近日对记者表示。

  目前,国内纯电动汽车的电池技术路线大体上分为两种:一种是三元电池,另外一种是磷酸铁锂电池。

  磷酸铁锂热失控温度高于三元体系(三元190℃,磷酸铁锂230℃),其正极材料安全性有优势。就装车单位的电池包来看,三元电池比起磷酸铁锂其体积小15%以上、重量轻20%以上,使用三元的车辆空间活用度更大。

  从全球范围来看,三元系电池目前占全球性锂离子电池市场的80%以上。全球经营咨询专业公司ATKearney的资料显示,整体锂电子二次电池两极材料市场中,93%为三元电池材料,在需要较高的输出与安全性的电动汽车用电池市场上,占有率超过81%。

  在中国市场,动力电池企业则在磷酸铁锂领域的发展较早,总体市场份额更高。而且与国外市场不同,相比之下,国外新能源大巴很少,私家车比较多。

  公开资料显示,2015年动力电池出货量达15.7Gwh,其中磷酸铁锂电池仍占主导,占据市场近69%份额;三元材料电池出货量占比27%。具体到乘用车领域,电池类型则以三元材料为主,电池出货量达1.93Gwh;在客车领域,主要以搭载磷酸铁锂电池为主,占纯电动客车电池量的84%,对应三元材料电池仅占12.9%。

  但随着新能源乘用车对续航里程等要求的提升,不少动力电池企业在三元锂电池加速研发,同时市场应用不断扩大。

  中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙表示,从2015年动力电池的应用情况来看,规模达到200多亿,70%以上为磷酸铁锂,尤其客车占的比重较大,乘用车更多往三元发展。但2016~2020年的新能源客车补贴政策提出了Ekg的要求,促使客车企业向三元锂转移。

  有行业研究机构预测,到2017年,三元锂电池市场占比将达到50%。目前三元锂电池在商用车上的应用暂缓,一部分产能兑现将受到影响。

  按照动力电池行业发展的规律,一个电池厂的业务从新能源客车转到乘用车需要经过2~3年左右的乘用车开发周期,对于已经进行了产线设备、人才储备等前期投资的电池厂而言,如果突然转向,极有可能造成其资金周转困难、行业冰冻的尴尬局面,电池厂甚至会面临生死存亡的危机。

  安全性误区

  使用三元锂电池的新能源客车是否真的安全?

  据有关媒体报道称,此次三元系被暂停的理由是三元锂电池材料的热失控温度低于LFP,容易引起火灾。

  但从2011年以后中国国内发生的电动汽车起火事故数量来看,实际上磷酸铁锂电池引起的起火事故比三元电池引起的事故多。根据媒体公开的报道,从2011年到现在,在中国境内发生的新能源车火灾事故22起中,由磷酸铁锂电池引发的火灾共20起,由三元电池引发的共2起。

  事实上,新能源汽车的安全性并不能以单一材料来判断。

  “安全性还与电芯、模组、电池包、整车设计及控制系统等综合因素相关,特别是受电池生产工艺水平及品质管理水平的影响非常大。”有业内人士指出。

  在一次行业沙龙上,俄罗斯圣彼得堡国立技术大学功能材料与新能源技术研究院研究员王庆生指出,材料安全不安全不是从本身的物理指标判断,使用过程中怎么样控制好和使用好是最重要的。

  中投顾问新能源行业研究员萧函也认为,安全性的标准不仅在于电池,还要关注电池成组的应用安全设计是否安全。“动力电池的应用安全是一个系统工程,在不能保证电池热失控完全不发生的情况下,要通过BMS(电池管理系统)、TMS、熔断保护、热障、结构集成等,在成组设计中设置多重的安全保证。因此,我们需要对电池的安全加以系统的重视,而不是孤立地讨论技术路线和安全。”

  事实上,对于三元锂电池厂商而言,安全设计和生产在电池的安全性上起着至关重要的作用。

  在距西安市中心21公里的高新产业开发区的三星环新工厂,自去年9月起正式启动,三星环新每年可生产4万个纯电动汽车用电池,为包括宇通、福田等中国本地商用车及轿车提供电池。目前该工厂已经实现100%的自动化作业。

  据相关技术人员介绍,三星环新的汽车用电池,从电池单元生产阶段到模块、电池包,应用3~4个阶段的各种安全装置。

  从材料阶段使用具有较强耐热性的材料,使用当电池内压力增大时自动排放气体的装置、防止电池内电流高于正常范围的装置。另外,使用电池过度充电时强制性切断电流的回路等,提高了安全性。

  对于模块与电池包,设计并使用可以防止冲击与着火扩散的耐热材料以及高强度材料,电池单元之间使用可以阻热的装置,并且应用了可以实时诊断电池单元状态的技术。

  为防止电池中进入有可能造成电池内部短路的各种金属性异物,严格管理电池生产工艺的整体环境,通过实行2000余个严格的品质管理流程,生产安全的电池。

  这样生产出来的三元锂电池,在超过140坪的工厂内另行设置的安全性评估楼进行安全性及可信性检查,多方面测试性能及安全性,包括有压缩、贯穿、落下、震动、过度充电、短路、高热、热冲击、惯性、颠覆等10项测试。

  “事实上,目前国内电池生产制造的投资、技术门槛较低,造成了三元系电池行业的良莠不齐。”有动力电池生产厂商负责人这样对记者说。

  上述人士认为,锂电池是否安全主要在于产品设计和工程控制,最大的问题是一致性的问题。“发生事故的,往往都是因为极端差的产品而引起的。”

  评论人士认为,如果只是对新能源汽车的安全性考虑,应当暂停包括三元系及磷酸铁锂电池的所有车型的补贴,而不是仅仅把三元系车型排除在外。

  何去何从?

  “暂停补贴”之下,以三元系电池为主导的动力电池厂商何去何从?

  一家大型电池生产厂商负责人告诉记者,对自身产品安全有信心的企业,虽然不会因为短期行为影响自己的长期投资,但短期内也面临巨大的压力,产品面临暂停采购或者卖不出的风险。

  而另一方面,中国电池市场的缺口巨大。伯坦科技创始人聂亮表示,还远没有到产能过剩的时候,缺口太大了。这就导致一方面企业卖不出去,另一方面需求无法满足的诡异局面。

  更重要的是,对于那些过于依赖某种产品生存的企业来说,突然暂停补贴,很可能会对国内已经投产和计划投产的三元锂电池企业带来破产的风险。

  而这将影响整个新能源行业未来发展的方向。目前国内企业对三元锂电池的布局进入,业内人士担心,如果长时间将此事搁置,将会影响整个新能源电动汽车产业的发展和进步。

  北京波士顿电池技术有限公司高级总监马俊峰表示,因为电动汽车有轻量化的发展方向,Ekg指标已经决定了要寻找高能量密度的技术路线。从现在看三元是相对来说可以量产、能源密度高、低温性能达到一定水准的材料。

 

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