新能源汽車電池現(xiàn)狀及趨勢(shì)深度分析
近年來,新能源汽車越來越受到人們的關(guān)注,剛剛過去的上海國(guó)際車展,新能源汽車更是賺足了風(fēng)頭,在總面積達(dá)17萬平方公尺的上海國(guó)際汽車工業(yè)展覽會(huì)各個(gè)展館,“EV”(純電動(dòng)技術(shù))和“Hybrid”(混合動(dòng)力技術(shù))的宣傳橫幅與車身標(biāo)識(shí)無所不在。不只外資和合資公司展出多款新能源汽車,中國(guó)自主品牌也不甘示弱,試圖以新能源車的研發(fā)與國(guó)外相對(duì)成熟的汽車技術(shù)抗衡。
中投顧問汽車行業(yè)分析師李勝茂指出,從發(fā)展趨勢(shì)來看,新能源車無疑是未來汽車發(fā)展的方向。新能源汽車包括混合動(dòng)力汽車(HEV)、純電動(dòng)汽車(BEV)、燃料電池汽車(FCEV)。電池、電動(dòng)機(jī)和能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)是新能源汽車最主要的部件,而電池要實(shí)現(xiàn)快速充電、安全等高性能,是技術(shù)門檻最高、利潤(rùn)最集中的部分,投資新能源動(dòng)力電池需要時(shí)間和技術(shù)的積累。
新能源汽車電池現(xiàn)狀
受國(guó)際金融危機(jī)影響,通用、克萊斯勒等汽車業(yè)巨頭遭受重創(chuàng)。為獲重生,車企一方面通過裁員減產(chǎn)、出售資產(chǎn)等斷臂求存,一方面都不遺余力地發(fā)展新能源汽車以挽頹勢(shì),我國(guó)到2012年新生產(chǎn)汽車中有10%是節(jié)能與新能源汽車的目標(biāo)更是鮮明。
新能源汽車未來逐漸替代傳統(tǒng)汽油車已成為各國(guó)發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)的共識(shí),作為核心部件的動(dòng)力電池則更被企業(yè)和投資者看好。動(dòng)力電池是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵:混合動(dòng)力汽車是目前最佳的過渡產(chǎn)品,但純動(dòng)力電池汽車是未來發(fā)展方向,核心技術(shù)在電池技術(shù)上的突破。當(dāng)前許多知名的汽車制造商都致力于開發(fā)動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車,如美國(guó)福特、克萊斯勒,日本豐田、三菱、日產(chǎn)、韓國(guó)現(xiàn)代、法國(guó)Courreges、Ventury等。而國(guó)內(nèi)汽車制造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車企也紛紛在自己的混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車中搭載動(dòng)力鋰電池。
中國(guó)的新能源汽車電池產(chǎn)業(yè)起步雖晚于歐美日,但發(fā)展非常快,在動(dòng)力電池的研發(fā)上也投入了大量財(cái)力、物力。國(guó)家863計(jì)劃設(shè)立了電動(dòng)汽車重大專項(xiàng),中科院物理研究所、北京有色金屬研究院、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所等單位參加了該項(xiàng)目,分別開發(fā)了EV和HEV用兩類動(dòng)力電池,其中一些單位已采用了安全的錳體系正極活性材料。“十一五”、863電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)又對(duì)HEV、PHEV(外接充電式混合動(dòng)力汽車)、FCV(燃料電池車)用動(dòng)力鋰離子電池關(guān)鍵材料和電池的研發(fā)給予大力支持。
新能源汽車電池發(fā)展瓶頸
新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展前景良好,但目前市場(chǎng)化仍然偏低,離真正產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)日,而且,動(dòng)力電池企業(yè)要真正做大做強(qiáng),還要經(jīng)受產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、大比例研發(fā)投入和國(guó)外巨頭擠壓的考驗(yàn)。中投顧問汽車行業(yè)分析師李勝茂指出,動(dòng)力電池要想在短期內(nèi)大規(guī)模商業(yè)化還不現(xiàn)實(shí),原因主要有:
一是生產(chǎn)成本高。目前電動(dòng)車使用的動(dòng)力電池組的成本要占整車造價(jià)的二分之一。一款成熟的電動(dòng)轎車按整備質(zhì)量1.5噸、最高時(shí)速130Km/h,一次充電續(xù)駛里程200Km(60Km/h等速)來計(jì)算,所需的鋰電池(76AH、工作電壓320V)將重達(dá)350Kg,僅僅電池的價(jià)格就大約在10萬RMB左右。即使在電池上取得重大突破的汽車公司,對(duì)外也承認(rèn)他們的雙模電動(dòng)車要比現(xiàn)有的同級(jí)別車型價(jià)格高出7~8萬元。那么有多少消費(fèi)者愿意花15萬去買一款相當(dāng)于夏利的動(dòng)力的緊湊型車呢?這正是全世界電動(dòng)車無法形成氣候的根本原因之一。目前尚無一種高性價(jià)比的電池能夠同時(shí)滿足電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的性能與成本需要。
二是存在不少技術(shù)瓶頸。除了快速充電問題很難解決外,電池在不同的氣候、路況及工況下運(yùn)行時(shí),電池的各種性能不穩(wěn)定,其結(jié)果將造成電動(dòng)車整車性能(車速、加速性、一次充電的續(xù)駛里程)不斷下降。例如,電動(dòng)空調(diào)的耗電功率在3~4kw,一般開啟空調(diào),電動(dòng)車的續(xù)駛里程至少要減少三分之一,換言之,原來能行駛90公里的電動(dòng)車,當(dāng)使用空調(diào)時(shí)最多只能行駛60公里。
三是基礎(chǔ)設(shè)施配套幾乎為零。電動(dòng)汽車商業(yè)化的基礎(chǔ)設(shè)施包括充電站網(wǎng)絡(luò)、車輛維修服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、多種形式的電池營(yíng)銷、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等。投資建設(shè)這些基礎(chǔ)設(shè)施需要花費(fèi)巨額資金。在一個(gè)城市內(nèi)至少要建設(shè)十幾個(gè)到數(shù)十個(gè)公用充電站,才能滿足市區(qū)內(nèi)的出租汽車、私家車、商務(wù)車快速充電的需要。
新能源汽車電池投資機(jī)會(huì)剖析
新能源汽車對(duì)電池要求很高,必須具有高比能量、高比功率、快速充電和深度放電的性能,而且要求成本盡量低、使用壽盡量長(zhǎng)。動(dòng)力電池主要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池。
傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟,但它們用在汽車上作為動(dòng)力電池則存在較大的問題。鉛酸電池作為比較成熟的技術(shù),因其成本較低,而且能夠高倍率放電,依然是唯一可供大批量生產(chǎn)的電動(dòng)車用電池。但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此為動(dòng)力源的電動(dòng)車不可能擁有良好的車速及續(xù)航里程。其它較成熟的電池,如鎳鎘電池和鎳氫電池,雖然性能好于鉛酸電池,但含有重金屬,價(jià)格較高,且用完遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染,都不適宜大批量生產(chǎn)。
目前,越來越多的汽車廠家選擇采用鋰電池作為新能源汽車的動(dòng)力電池。鋰電池具有以下優(yōu)點(diǎn):體積小、質(zhì)量輕、工作電壓高(是鎳鎘電池、氫鎳電池的3倍)、比能量大(可達(dá)165WH/㎏,是氫鎳電池的3倍)、循環(huán)壽長(zhǎng)、自放電率低、無記憶效應(yīng)、無污染、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。
其中,鋰電池材料又可分為電極(正極/負(fù)極)材料、隔膜和電解質(zhì)。正極材料是鋰電池的核心,目前以鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳鋰和磷酸鐵鋰為主。負(fù)極材料則以石墨、固體碳粒為主;在正負(fù)極中間則是電池電解液和隔膜。
在鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈目前的產(chǎn)能比較中,由于進(jìn)入壁壘較高,鋰電池正極材料的產(chǎn)能是最小的,這是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中最看好的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前生產(chǎn)正極材料的企業(yè)主要有:中國(guó)寶安、中信國(guó)安和杉杉股份、比亞迪。
與正極材料相比,負(fù)極材料占鋰電池成本比重較低,而且國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,負(fù)極材料以石墨、固體碳粒為主。目前國(guó)內(nèi)從事鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)的前三甲企業(yè)是中國(guó)國(guó)安、杉杉股份、長(zhǎng)沙海容,目前負(fù)極材料基本能夠滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,但隨著新能源汽車的逐漸普及,未來這一塊的市場(chǎng)需求將出現(xiàn)巨大缺口。
國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套也已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。電解液主要原材料為六氟磷酸鋰,占電解液成本的50%左右,其生產(chǎn)成本為10萬元/噸,售價(jià)為40萬元/噸,毛利率高達(dá)75%,但是,目前市場(chǎng)基本上被關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、SUTERAKEMIFA、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷。
目前國(guó)內(nèi)很少企業(yè)能生產(chǎn)六氟磷酸鋰,在這一塊巨化股份走在國(guó)內(nèi)企業(yè)前列,已擁有完善的氟化工產(chǎn)業(yè)鏈、先進(jìn)的氟化工技術(shù)和豐富的氟化物原料。除此之外,國(guó)內(nèi)從事鋰電池電解液的生產(chǎn)企業(yè)還有杉杉股份、華榮化工、珠海賽緯電子、天津金牛、汕頭金光、廣州天賜等10余家。其中,華榮化工、珠海賽緯電子定位高端市場(chǎng),其他企業(yè)只能做中低端市場(chǎng)。
新能源汽車電池前景展望
隨著全球范圍日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)保壓力,近年來,世界主要汽車生產(chǎn)國(guó)都把發(fā)展新能源汽車作為提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力、保持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。新能源汽車成為市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn),即使在車市低迷的情況下,美國(guó)混合動(dòng)力汽車的銷量仍然在增長(zhǎng)。
中投顧問汽車行業(yè)分析師李勝茂指出,中國(guó)的傳統(tǒng)汽車落后西方發(fā)達(dá)國(guó)家至少十幾年,然而,新能源汽車作為一個(gè)新興領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)車在這方面毫不遜色。目前,中國(guó)政府已經(jīng)把發(fā)展新能源汽車作為國(guó)家戰(zhàn)略在推動(dòng),希望通過發(fā)展新能源汽車,在世界汽車制造業(yè)占一席之地。財(cái)政部與科技部日前發(fā)出通知,在13個(gè)城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣工作,并明確中央財(cái)政將對(duì)購置新能源汽車給予一次性補(bǔ)助。初步考慮,在未來4年內(nèi),采取財(cái)政補(bǔ)貼方式支持部分城市在公交、出租等公共服務(wù)領(lǐng)域推廣使用節(jié)能與新能源汽車6萬輛以上。
李勝茂預(yù)計(jì),到2012年,新能源車的年產(chǎn)量將達(dá)到100萬輛,按每輛新能源汽車電池成本7萬元,正極磷酸鐵鋰材料52公斤,負(fù)極材料41公斤,電解液40公斤計(jì)算。100萬輛混合動(dòng)力汽車將帶動(dòng)5.2萬噸正極材料,4.1萬噸負(fù)極材料,4萬噸電解液的需求。對(duì)于國(guó)內(nèi)電池廠商而言,這將是一個(gè)總產(chǎn)值700億元的大蛋糕。而如果按客車計(jì)算,這一數(shù)值還將提高3倍——每輛混合動(dòng)力客車的電池需求是轎車的4倍。
綜上所述,新能源汽車電池盡管還存在諸多問題,但隨著能源、環(huán)境的壓力和技術(shù)的進(jìn)步,未來新能源汽車替代傳統(tǒng)汽車趨勢(shì)將成為必然,動(dòng)力電池作為新能源汽車的“心臟”,將催生龐大的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效應(yīng),對(duì)電池原材料供應(yīng)商和廠商來說都是巨大的商業(yè)蛋糕。
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