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来自 福利彩世界 2019-11-03 06:55 的文章
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华北地区引力电瓶情势解析,高镍之战

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自2017开年以来,受去年补贴政策调整和推荐车型目录重审、上游钴镍原材料价格暴涨等因素影响、一季度新能源汽车市场产销量双双下滑,进而直接影响到了整个上游产业链,其中,动力电池企业的“疲软”尤为明显。

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随着新能源汽车市场的不断发展,对于电池的续航能力以及比能量的要求不断提高,推动正极材料由低镍532/622转向高镍811,而且国家补贴政策退坡,补贴系数与能量密度和续航里程等指标直接挂钩,高镍811具有高能量密度等优势,补贴额度高。而圆柱电芯生产企业新增产能的环境、设备、技术及研发、管理等方面的改变与提升,使其具备高镍电芯的稳定生产能力。上游资源端锂钴镍等金属价格变化,尤其钴价格上涨速度、资源稀缺等,直接推动正极材料向高镍低钴方面发展,以减轻上游资源对正极材料价格的影响。高镍811逐步成为正极三元材料市场的主流。

高工产研锂电研究所数据显示,2017Q1锂电池产量13.2GWh,同比下降3%,环比下降26.3%,其中动力电池产量为6.42GWh,同比下降14.4%。受补贴政策调整,动力电池业在一季度普遍开工率不高,加上车企和动力电池企业仍处于价格博弈阶段,电池产量和出货量缩减加剧市场冷淡。受此影响,锂电上游正极、负极、电解液、隔膜等材料产量也出现不同程度的环比下滑现象。

2018年是高镍811的元年,随着国家补贴政策直接与电池能量密度挂钩,三元电池特别是高能量密度的高镍811电池成为国内许多电池企业的必然的选择,同时,伴随着钴价格的高涨,高镍811 成为动力电池的发展趋势。三元正极材料分为镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂,国内主要采用NCM技术路线,日韩采用NCA技术路线。NCM按照镍钴锰三者的比例又可以分为111、532、622、811。我们经常提到的高镍主要为811正极材料。

近日,智慧能源在高镍专家会议中表示,公司自2014年就开始研发高镍811产品,近几年已与整车厂进行了相应配套。其中2600-2900毫安产品已经开始使用高镍811,去年已有少量出货,今年3月已开始批量出货,同时也将配合使用硅碳材料持续开发高容量产品,预计2018年将有50%电池采用高镍811。

业内人士普遍认为,2017年对于电池企业而言是极为关键的一年。在补贴退坡、价格下滑、市场竞争加剧的影响下,电池企业毛利率和净利润大幅下降已经不可避免,如何提升企业的产品性能和竞争实力成为了企业参与未来市场竞争的关键。这就要求电池企业在生产制造、管理运营、商业合作模式等方面做出积极转变。

高镍811正极材料之所以受到国内电池企业的欢迎,是因为采用811作为正极的电池具有较高的能量密度、相对较为稳定的价格和对环境比较友好。

从电池能量密度来看,目前磷酸铁锂受到材料性能和技术的限制,电芯的能量密度无法在2020年达到《汽车产业中长期发展规划》中300Wh/kg以上的要求。而随着三元锂电池客车市场的解禁和新能源汽车政策对于能量密度的要求,三元锂电池将是市场的必然选择。但目前市场上主流的三元523 材料电池能量密度可以达到160-200wh/kg,而三元622材料可以达到220-230wh/kg,也都很难达到2020年的要求。高能量密度的需求推动了高镍811在市场上的迅速崛起。

正值动力电池供应链企业需抱团协助以共同度过难关之际,作为供应链资源与资本整合领导者,高工锂电发起了2017供应链好产品全国巡回调研活动。目前巡回团队已经走完了华南地区和部分华东地区,接下来将对华东和华北地区企业进行调研。

高能量密度优势明显,满足补贴新政能量密度要求

从电池成本来看,高镍811正极材料,单位成本将下降约7%,而考虑到PACK后,综合单位成本下降幅度可达8%以上,降幅非常可观;从电池容量来看,成熟的三元18650动力电池采用532材料,电芯容量为2.5AH,而采用高镍811材料,容量可达2.75AH。

其中,华东地区作为中国锂电产业链较为完善、优秀企业林立、发展水平较高的一个地区,当地的动力电池企业在技术路线选择、市场定位、产能规划、供应链管理等方面的表现都值得业内参考。高工锂电网也对部分走访的电池企业发展情况进行了梳理,且看下文:

国家发展改革委和科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划》,明确到2020年,新能源汽车年产销达到200万辆,动力电池单体能量密度达到300Wh/kg以上,力争实现350Wh/kg,系统能量密度力争达到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下。到2025年,新能源汽车占汽车产销20%以上,动力电池系统能量密度达到350Wh/kg。现有技术情况下,以磷酸铁锂和622以下的正极材料是很难达到这个要求的,而只有以高镍811为正极材料的电池才能保证能量密度达到300wh/kg以上的要求。

另外,因为811材料电池的能量密度比较高,所以装载811材料电池的新能源汽车补贴额度也要比装载622和532的高,这样高镍电池的综合性价就具备了相当大的优势,电池厂采用高镍811是必然趋势。

铅酸转型锂电来势凶猛

成本优势明显,满足补贴退坡下需求

国泰君安也表示,随着“提质降本”成为近年来动力电池业发展的主旋律,采用高镍811对电池厂和正极材料商是双赢,2018年是811在圆柱电池率先量产的元年,预计需求将暴增500%。2019年811将在软包、方形电池上全面推广,需求全面爆发,预计3年复合增速为 130%。

新能源汽车市场的爆发推动了动力电池行业的蓬勃发展,也吸引了大批企业跨界布局,而作为最早涉足锂电池的传统能源企业,从铅酸转型而来的锂电企业成为了一支不容忽视的力量。

高镍811正极材料里面钴的比例较其他三元材料的钴比例低,受到钴价上涨的影响较小,价格也比钴酸锂价格低很多。进入2018年,随着各大电池厂纷纷开始布局甚至量产高镍811电池,高镍811正极材料的需求量和价格不断增长,进入2018年价格增长达到265元/kg,但跟钴酸锂400元/kg的价格比起来还是非常具有优势。以圆柱18650为例,单颗电芯重量为47g,所需高镍811正极材料重量为17g左右,单位电量所需811的量为17g/wh,单位电量811成本为0.42元/wh,单个电芯所需高镍811正极材料成本大概为3.5-4元左右,占总材料成本的40-50%,是电池成本里面占比最高的一部分。

据了解,智慧能源三元18650型锂电池已有产能超3GWh,公司持续提升新能源智能汽车动力系统技术、产能以及出货量,电池组产能10万组。2017年,公司进入国内乘用车装机排名前六,并与江铃、众泰、陕汽通家等国内主流新能源智能汽车企业形成配套合作关系,持续拓展战略客户如华晨、奇瑞、东风等。

截至目前,包括超威动力、天能动力、猛狮科技、骆驼股份、南都电源、双登集团等铅酸巨头都加大了布局锂电业务的力度,并凭借其品牌、渠道、资源和技术等方面的优势,在进击动力电池的道路上迅速前行。

乘用车企业率先应用,拉开811产业化的序幕

同时,公司启动了“年产3GWh高能量密度动力储能锂电池研发及产业化”项目,重点布局21700型电池,新建6条200PPM的21700-5Ah的自动化生产线,单体能量密度可超265Wh/kg,处于行业领先水平。

例如,南都电源2016年年报显示,报告期内公司实现营业收入71.4亿元,同比增长38.58%;归属于上市公司股东净利润3.29亿元,同比增长62%。其中新能源车用动力锂离子电池实现营业收入2.22亿元,同比增长80.68%。

由于811电池具有较高的能量密度,能够在较小的重量内提供较高的电量,所以开始时主要在乘用车上面使用,如东风、云度、江淮和小鹏等,车辆续航里程普遍达到300km以上。

在江苏宜兴,智慧能源也在积极推进智慧能源产业园建设,布局高性能锂离子软包电池,计划产能6GWh,一期计划2018年底竣工投产,未来将在江苏宜兴打造国内领先、国际一流的自动化、智能化软包及方形铝壳锂电池生产基地。

南都电源向高工锂电网表示,公司现有1.5GWh产能,计划新增2.5GWh产能,2017年将重点提升车用动力电池业务占比,对公司今年锂电池业绩大幅增长充满信心。

圆柱电池企业先下一城,率先抢占高镍811产品

智慧能源作为中国动力电池领先企业,产品结构多元,是少数几个能够量产圆柱形811电池的企业之一,同时软包与方形电池产能释放周期与高镍811推广周期吻合,在国家对新能源汽车的长期支持下,相信智慧能源能在高镍811时代持续受益,助力中国汽车产业实现“换道超车”。

南都电源一季度报显示,报告期内公司实现营收18.79亿元,同比上涨28%;归属于上市公司股东的净利润6592万元,同比上涨8.96%。其中,锂离子电池业务实现收入1.2亿元,通信锂电同比增长127.22%。

高镍811电池所具有的性能优势让其在车用动力电池领域非常具有竞争力,各大圆柱电池企业包括比克、力神、鹏辉、远东福斯特等都已经研发或者和量产出高镍811产品。

天能动力2016年年报显示,报告期内天能动力实现销售收入约人民币215亿元,同比增长21%,净利润约人民币9.06亿元,同比增长44%。其中,2016年锂电池销售收入为6.16亿元人民币,同比增长10.74%,在同类企业中排名第一。

高镍材料需求空间广阔,材料企业积极布局

天能动力向高工锂电网表示,子公司天能锂电现有产能5.5GWh,去年底投建的三期项目新上圆柱和软包各两条自动化产线,目前已经开始投产、全部达产后产能达8GWh。公司当前主打的2200、2600mAh18650三元电池单体比能量已达200Wh/kg,系统能量密度可达120Wh/kg以上。

高镍811材料价格和需求的增长,也吸引了大批材料企业的集中布局,如容百、当升、杉杉、巴莫等都公布了自己的高镍811材料产能规划。

超威动力2016年年报显示,报告期内超威动力实现销售收入215亿元,同比增长14%;净利润5.04亿元,同比增长52%。其中,2016年锂电池业务实现3.29亿元的销售收入,同比增长58%。

2017年,全年只有少量电池厂在生产高镍811电池,加上各类研发和试验所需的材料,其需求量还比较少。进入2018年,各大圆柱厂商的811产线经过设备调试和人员培训,已经布局到位,811电池的全年平均实际产能将会达到7Gwh左右,所需的811材料大概在13600吨。而进入2019年,811材料在方型和软包电池上的应用将会更加成熟,811材料的需求量会不断增长。

超威动力向高工锂电网表示,子公司超威创元超威创元现有产能4GWh,当前出货以多元复合材料和三元材料体系为主,产品覆盖方形铝壳和软包。公司目前量产的三元软包电池单体比能量达200-210Wh/kg,230Wh/kg的产品正处于中试阶段。与此同时,超威创元正在积极布局高镍、高电压正极材料和硅系负极材料的研发应用,向上下游产业延伸,积极布局全产业链生态系统。

虽然811拥有这么多的优点,但是在使用的过程中,也面临着一些问题:

形势严峻难挡锂电生力军进击

1、循环过程中的Ni/Li混排,产生相变反应,由于锂离子的传输速率在颗粒内部各部位不相同,所以在充放电过程中会逐渐建立锂离子浓度梯度,并且缺锂的程度由表及里逐渐减小,表层晶格的扭曲程度最大,发生相变反应的概率也最大,这就是所谓的表面重构,这种表面重构现象和材料中Ni元素的含量有密切关系,进而诱发应力应变效应。

当前动力电池行业正从导入期过渡到高速成长期,动力电池企业在迎来庞大发展机遇的同时,也面临极其严峻的生存挑战。

2、材料表面与空气和电解液容易发生副反应,对于NCA材料而言,即便是未循环过的原始材料,只要暴露在空气中,其表面也存在一层类NiO相,并且和电解液接触的一瞬间就会发生反应生成更多类NiO相。而对于NCM材料,由于Mn元素以 4价的形式存在,为了保持电荷平衡,必然存在一部分Ni以 2价形式存在,在合成过程中表层会出现一层NiO相。

一方面,在系统性政策的调控下,国家集中资源的扶持几家大型领军企业的意图越来越明显,动力电池行业呈现“大者恒大、强者恒强”的发展趋势;另一方面,在激烈的市场竞争和补贴退坡压力之下,有技术沉淀、良好口碑、产能规模及客户资源优势的动力电池企业明显占据市场先机,后入者则挑战重重。

3、高温条件下材料的结构稳定性差和表面催化活性较差。

然而,即便动力电池行业形势日趋严峻,依然挡不住强大的资本力量进军锂电领域寻找新的利润增长点,而动力电池生力军的迅速入局或将改变动力电池行业的竞争格局。

811产品的问题现在主要通过元素掺杂和表面修饰的方式来解决解决。1、元素掺杂:如Mg和F等,可以有效减弱循环过程中和高温高充电截止电势下的相变反应;2、表面修饰:一方面包覆的厚度需要足够大且均匀,以抑制表面的副反应从而保护活性物质,另一方面表面包覆层又需要尽可能的薄,以保证Li 的传导不受阻碍。

维科新能源成立于2016年3月,是维科电池旗下专门从事动力电池研发生产销售的企业,在前期进行了多年的新材料技术研究和电池研发设计。公司选择三元材料和磷酸铁锂并行路线,产品主打方形铝壳。三元以NCM622体系为主,在向更高能量密度迈进,90Ah铝壳磷酸铁锂电池单体比能量达152Wh/kg,系统能量密度可达125Wh/kg以上。维科新能源现有一条0.6GWh的中试线,一期规划的2GWh产能项目也在快速推进。

由于高镍811的高温稳定性和结构稳定性较差,生产工艺比较难以掌控,现阶段主要在生产工艺比较成熟的在圆柱电池上面实现了量产,如比克、力神、鹏辉、福斯特等,而方型和软包电池现在都还处在研发和测试阶段,暂时还没有量产的产品,预计最快也要2019年才能推出。在补贴跟能量密度挂钩的情况下,圆柱电池企业将有不错的表现,而方型和软包电池企业则面临着很大的挑战。

力信能源成立于2016年6月,是中信产业基金旗下控股企业,主要从事锂离子动力电池及相关配套产品的研发生产、制造、销售的大型制造企业。力信致力于能量型和功率型的锂离子电池的研发和制造,电芯正极材料涵盖磷酸亚铁锂、镍钴锰三元、等化学体系,电芯产品以方形铝壳为主,同时也在储备软包电池技术。

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力信能源向高工锂电网表示,公司计划总投资30亿元人民币建设动力电池项目,1期和2期项目建成后将达到2017年年产40亿瓦时的车用锂离子动力电池及新能源储能电池系统,形成20万辆新能源汽车配套能力和至少1GWh储能系统的生产配套能力。目前一期已经投产以磷酸铁锂为主,二期项目7条全自动产线预计在下半年投产,电芯产品体系将根据市场需求调整,到2018年公司将形成8Gwh的产能规模。

遨优动力成立于2016年,公司引进了以陈光森博士为首的国际一流锂离子动力电池技术团队。公司专注于聚合物锂离子软包电池的研发和生产,具备三元、磷酸铁锂、钛酸锂和新型复合锰酸锂电池生产技术。公司现有三个生产基地在建设,现有2亿瓦时产能已投产,年底将形成45亿瓦时产能,明年底将形成75亿瓦时产能。

遨优动力向高工锂电网表示,目前公司已经量产的三元软包电池比能量达200wh/kg,软包磷酸铁锂电池比能量达150-160wh/kg,240wh/kg的高能量密度电池正处于测试阶段,计划今年内实现量产。

独立PACK企业的坚守

作为新能源汽车产业链的重要一环,随着动力电池产业的持续推进,专业的PACK企业的价值正日益凸显从而吸引了众多资本的关注。

动力电池系统PACK作为动力电池系统生产、设计和应用的关键步骤,是连接上游电芯生产与下游整车运用的核心环节,需要大量成熟技术的相互交叉与协作,主要包括电池管理系统的定制化开发技术、热管理技术、电流控制和检测技术、模组拼装设计技术、铝合金动力电池外箱铸造技术、计算机虚拟开发技术等。

然而,目前国内市场上从事动力电池系统PACK设计研发生产的企业正呈现电池企业自建PACK、整车企业布局PACK和独立第三方PACK企业三足鼎立的发展局面。目前约60%以上的电池系统PACK由电芯生产企业自己完成,剩余约40%由整车厂和专业的第三方电池系统PACK公司完成。专业的PACK企业正面更严峻的市场挑战,企业的何去何从值得业内思考。

捷能科技成立于2016年5月,专注于动力电池系统PACK研发生产销售,具备圆柱、方形、软包三种电池PACK技术。公司去年已完成软包和圆柱模组产线建设,今年上半年将新建圆柱和方形各一条自动化产线,在年内形成1Gwh产能。

捷能科技总经理夏军表示,公司只做PACK不做电芯和BMS,将根据客户的需求,采购在性能、质保和价格方面有保障的电芯,通过高效的成组技术和热管理设计、轻量化设计和标准化设计,全面提升电池包的系统能量密度和安全性能及循环寿命。

凭借着良好的技术能力,丰富的项目经验,捷能科技相继与国内多家优质电芯企业、BMS企业、整车企业建立良好的合作关系,已研发并生产多款新能源乘用车、新能源物流车和低速电动车的动力电池系统。

目前,捷能科技的电动乘用车的电池包系统能量密度可达120wh/kg以上,商用车的电池包系统能量密度达115wh/kg以上,都可以实现量产。

无独有偶,作为专业的PACK企业,索尔科技自2010年成立以来也专注于汽车动力电池系统的研发、生产和销售。公司不会自己去生产电芯,而是采购产品质量有保障、一致性较高、型号成熟的18650三元电芯进行PACK成组。通过6年多的持续探索研发,索尔科技在动力电池PACK系统的安全性、液体恒温控制系统、标准化模块设计应用及BMS等方面形成了完全自主的只是产权和技术突破。

索尔科技现有年产15亿瓦时的产能,可配套2万套新能源汽车,目前正在扩建产能,建设年产8万套动力电池系统配套项目。公司正在拓展燃料电池系统、动力总成、储能系统等新的技术领域。目前,公司产品已经被东风、华晨、南汽、扬子江等大型车企大批量使用,公司动力电池系统在2016年新能源专用车领域装机量排名行业第10。

上述企业认为,随着动力电池市场规模的扩大和竞争的加剧,动力电池产业链专业化分工会逐渐明显,未来优质的电芯厂商、模组厂商与PACK集成厂商强强联合,巩固竞争优势的合作模式将成为必然趋势,而优秀第三方PACK企业的竞争优势将越来越明显。

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