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加快支持高性能汽车动力电池研发及产业化
作者: 作者单位:新能源汽车报 所属类别: 2018-09-27 10:45:19 浏览:736
  引言:加强高性能汽车动力电池的技术研发和产业化,是我国打造世界级先进动力电池产业集群,实现新能源汽车领域“弯道超车”的关键举措。
  随着日本松下动力电池工厂落户大连,韩国LG化学和三星SDI已分别在南京和西安投产,2018年上半年以后,国际领先的动力电池生产企业均在中国布置产能。而且,中国的汽车动力电池行业白名单已开始向日韩合资企业开放,中国,作为全球最大的新能源汽车市场,未来将有更多外资企业进入国内,中国动力电池行业将进入加速洗牌期。因此,当前要加快支持高性能动力电池技术的研发和产业化,实现新能源汽车产业补链和强链,这是我国打造世界级先进动力电池产业集群和实现新能源汽车领域跨越发展的关键举措。
  一、汽车动力电池行业快速发展
  (一)中、日、韩三国动力电池技术领先全球
  动力电池是新能源汽车的核心部件,目前中国、韩国、日本已经成为全球动力电池领域的领跑者。2017年全球动力电池出货量62.35GWh,中日韩三国企业包揽了2017年全球动力电池企业销量前十名,十家企业累积出货量占到全球动力电池的80%。前十家企业中,中国有宁德时代、比亚迪等七家企业入围,韩国有LG化学、三星SDI两家企业入围,日本有松下电器一家企业入围。
  日本、韩国在动力电池技术研发和制造工艺等方面具有一定优势,中国则拥有全球最为完善的动力电池产业链,2017年中国新能源汽车产量达到了77.7万辆,占全球销量的一半。未来动力电池全球化竞争日益激烈,中国企业将逐步由国内市场向国际市场扩展,日韩企业也将进一步向中国市场发力,中国将成为全球动力电池竞争的主战场。
  从发展方向看,未来汽车动力电池技术将向高能量密度、高循环和安全方向。动力企业加紧了研发新一代高性能动力电池的步伐。首先是提高动力电池比能量,要与燃油车竞争,电池性能还需进一步提升,据测算,如果电池比能量可提升到300瓦时/公斤,才能够满足各类轿车的使用需求,2018年国家第二批新能源汽车目录车型的能量密度平均值为142.4Wh/kg。此外,动力电池还存在电池系统寿命不够,大概5-8年电池就需要淘汰;还有电池安全问题,电动汽车爆炸和燃烧事件出现,也让电池安全问题更为突出。
  (二)但我国汽车动力电池行业存在结构性产能过剩
  高工锂电产业研究所(GGII)数据显示,2017年全国动力电池产能180Gwh,产能利用率仅40%,国内动力电池行业已出现一定的产能过剩,部分产品定位低端,价格竞争激烈,部分企业出现产品滞销、债务危机甚至破产。中国汽车技术研究中心公布,2017年汽车动力电池生产企业数量不足100家,比2016年减少了33%,其中磷酸铁锂电池生产企业数量同比减少约50%。但高性能动力电池市场却供应不足,宁德时代、比亚迪等重点企业产能利用率在80%以上,加快推动企业扩产,据悉,宁德时代计划到2020年新增动力电池产能34GWh,总产能达到50GWh;比亚迪计划新增产能23GWh,总产能达到40GW。由此,我国动力电池行业结构性产能过剩已有端倪,市场两极分化明显,即高端产品供应不足、低端产能存在过剩。
  一是动力电池技术迭代升级加快,高性能动力电池重大技术攻关和产业化滞后。近年,电池材料、单体电池、电池系统等关键技术发展较快,动力电池技术加快迭代,推动汽车动力电池向更安全、更长寿、充电速度更快方向发展。目前,三元锂电池技术暂居主流位置,固态电池、燃料电池等动力电池技术正处在攻关期,石墨烯电池、固态锂电池、氢燃料电池、铝空气电池等新兴技术均有可能颠覆未来动力电池行业格局。国际市场上,松下、LG化学、三星SDI等动力电池企业分别与特斯拉、雷诺、宝马等知名车企结成产业联盟。国内市场上,在2015年之前,电池企业偏重布局在磷酸铁锂电池技术,比亚迪等一批企业押宝“磷酸铁锂”技术路线,在三元锂电池渐成主流技术之际,国内仅有少数厂商具备三元锂电池供货能力,且产品性能和一致性均需提升,动力电池研发和生产能力有待提升,对标国际先进水平(主要是松下、LG化学、三星SDI等日韩企业),国内电池企业在技术研发和产业化方面,均存在一定差距,高性能动力电池产品供应相对不足。
  二是大量资本涌入汽车动力电池行业,造成行业产能过剩,尤其中低端产能规模占比较高。近些年,受财政补贴和免征购置税等政策影响,新能源汽车行业爆发式增长,大量资本投资进入新能源汽车领域,尤其是电池领域。统计显示,2017年,国内上市公司公布的锂电池及其上游材料领域投资额总计2179亿元,仅锂电池项目投资额1363亿元,金沙江资本、博郡新能源等部分项目投资总额超百亿元。由于部分企业(包括社会资本)对动力电池、新能源汽车行业缺乏一定的认知,技术储备不足,追求及早投产和规模效应,导致中低端产能占据一定比例。2017年我国新能源汽车动力电池装机总电量约36.4GWh,其中,三元锂材料装机电量占比不足44%,而磷酸铁锂、锰酸锂等其他材料占比超过56%。而且,由于前两年动力电池技术标准不完善、生产设备自动化程度不高、生产工艺水平较低等因素,部分低端产品达不到新能源汽车推广对动力电池技术标准的要求,比如,电池产品达不到补贴新政要求的电池能量密度标准。
  二、对策建议
  (一)发挥龙头企业在协同创新体系中的主体作用,突破关键共性技术,探索动力电池技术新路径
  一是强化全国动力电池创新能力建设。进一步完善国家动力电池创新中心的运作机制,完善公司的股权结构和法人治理结构,重点提升电池领军企业在“公司+联盟”架构中的市场决策地位,更好地发挥电池企业市场主体作用,破解电池材料、单体电池、电池系统等行业技术瓶颈。大力建设省市级的动力电池创新中心,建议以宁德时代、比亚迪、国轩高科、天津力神等电池企业为骨干,整合科研院所力量,进一步扩大开放和吸收国际企业加盟,形成以关键共性技术研发供给、转移扩散和首次商业化为目标,开展关键共性技术和前瞻技术研究,以及知识产权布局和储备,建设动力电池技术集成与研发开放平台,探索汽车动力电池技术新路径。
  二是加大动力电池理论研究及技术研发的支持力度。结合新能源汽车、电池新材料相关规划,明确动力电池关键技术和重点领域,加大“国家重点研发计划”、自然科学基金等国家重大科技项目对动力电池相关理论和核心技术的研究;引导工业转型升级资金、以及各类工业发展专项资金,重点扶持动力电池的研发;引导地方政府新能源汽车产业扶持政策,重点加大由推广应用环节向前移至动力电池等关键技术研发的资金投入。
  (二)发挥产业政策调节作用,加强财政金融引导作用,支持高性能动力电池产业化
  一是发挥产业政策引导性作用,支持高性能电池产品应用。结合汽车动力电池行业白名单工作,考虑到单体能量密度、性能参数、单体类型、产品安全等方面因素,建立和形成汽车动力电池企业品牌机制,鼓励下游整车企业集成使用,如完善《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》(“双积分”政策),相应提升相关产品的积分值,引导汽车行业大规模应用高性能电池产品。
  二是产融结合支持高性能电池产业化项目。加强汽车行业主管部门与财政、金融等部门的对接合作,形成差异化金融政策,支持融资和投资重点向电池行业白名单倾斜,控制不符合国家标准和产业趋势的动力电池新建项目贷款额度,督促金融机构审慎放贷。
  三是持续提高高性能动力电池应用推广的财政扶持力度。结合电池能量密度和能耗系数,逐步提高动力电池系统能量密度门槛要求,鼓励高性能动力电池应用,推动实现《促进汽车动力电池产业发展行动方案》2020年新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤、系统比能量力争达到260瓦时/公斤等主要目标。
  四是创新动力电池产业化投资模式。支持地方政府设立引导基金,利用市场化机制,吸收社会资本设立汽车动力电池产业发展基金,支持动力电池技术产业化。

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