中国动力锂离子电池产业面临的六大挑战

　　为了掌握我国动力锂离子电池产业的发展现状，笔者相继参加了9月26-27日举行的2013(第八届)北京动力锂离子电池技术及产业发展国际论坛暨中国工程院锂离子安全工程前沿技术研讨会，11月13-15日举办的2013年中国(宜春)锂电新能源产业国际高峰论坛(ABEC2013，锂电“达沃斯”)。综合相关会议信息，笔者认为我国动力锂离子电池产业面临以下六大挑战：

　　新能源汽车推广速度与预期目标差距很大

　　2009年元月，科技部、财政部、发改委、工信部联合启动了“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，通过提供财政补贴，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。然而，根据中国汽车协会统计数据显示，2012年我国汽车总销量1930.64万辆，其中新能源汽车总销售量1.30万辆，占比0.07%。从当前来看，新能源汽车的推广速度与几年前的预期差别很大。2009年初，杭州成为我国13个新能源汽车试点推广城市之一，当初提出的2012年底私人购买20000辆的试点目标，截至2013年6月，杭州市已投入使用节能与新能源汽车2563辆，其中公共领域2205辆、私人领域358辆，离目标差距很大。

　　2012年7月9日，国务院正式发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》，明确了我国节能与新能源汽车发展的技术路线和主要目标。到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆，2020年产能达到200万辆、累计产销量500万辆以上。而据统计2012年我国新能源汽车保有量刚突破3万辆，与上述《规划》的目标差距较大;2013年上半年新能源汽车产量5885辆，今年我国新能源汽车产销量有望突破1.5万辆。

　　动力电池的安全问题尚待解决

　　由于锂电池像汽油箱那样是一种含高能物质的部件，能量高，材料稳定性差，具有着火、燃烧，甚至爆炸的可能性，因此，电池本质上具有危险性。虽然企业之间的电池和电控系统都不尽相同，但不管是磷酸铁锂电池还是三元电池都没有从本质上解决电池的安全性问题。国内纯电动汽车连续在乌鲁木齐、杭州、深圳等地发生了车辆烧毁事故。今年年初，波音787飞机连续发生多次事故，全日航空公司的波音787锂电池起火事件，最终引发了全球波音787停飞的多米诺骨牌效应。因受到波音公司787大型客机电池故障影响，欧洲商用飞机巨头空客正考虑放弃在新型A350飞机上使用锂离子电池，改为采用传统的镍镉电池。在今年11月6日之前的5个星期中，电动车明星美国的特斯拉ModelS电动汽车有三辆起火。世界顶级公司使用的锂电产品都出现安全问题，说明锂电行业的技术还处在发展之中，面临的安全难题还有待解决。中国工程院于9月26日在北京专题举办锂离子安全工程前沿技术研讨会，期待共同重视和研究解决锂电安全面临的问题。

　　通过以上事故可以看出电动汽车安全隐患的主要部件是动力电池系统，包括单体电池、电池模块、电池箱以及管理系统、充电系统、高压动力线。可以说能源系统是最危险的。电动汽车在实际运营中电池、电机和电控系统的性能安全问题，这些都需要相当长的时间过程来逐步完善。

　　低水平重复建设导致产能严重过剩

　　当前，我国新能源汽车行业技术创新体系还不健全，对于前瞻性技术、共性技术的研发研制，缺乏统筹和协调，处在一种分散的研发过程中，“各地在示范推广过程中，对于水平高低、质量优劣注重得不够，只支持本地企业及产品。”地方保护主义不仅制约了优势企业做大做强，还带来严重的低水平重复建设弊端。

　　与电动汽车销量不佳形成鲜明对比的是，动力锂电池市场在快速扩张。2008年我国仅有10家动力锂电池企业，2012年底达到105家。2009年到2012年间，动力锂离子电池企业项目宣布的拟投资总金额高达630亿元，拟建产能达到201亿安时。预计今年动力锂电池产能约40亿安时，2015年约100亿安时，2017年约200亿安时。2015年57亿安时的产能可以装配纯电动车超过71万辆。据全球知名咨询公司FrostSullivan预测，到2015年中国的电动车需求在12万辆左右，需消耗锂电池约9亿安时。动力电池产能几乎是未来5年预计市场需求的4-5倍。锂电池产能已经明显过剩。

　　然而，在2015年新能源汽车产销量累计超过50万辆的规划的刺激下，锂电池产业可能掀起又一轮的投资高潮。

　　价格不断下滑导致国内锂电产业大面积亏损

　　近几年锂离子电池的售价进入了一个下滑的通道，三大细分市场的电池售价2012年均比2010年下降了一倍以上，降幅很大。另外，一个毋庸置疑的事实是：中国锂电企业普遍缺乏规模优势，且未来一段时间内这种状况恐较难改变。在规模效益不足的情况下，如何维持自身的生存与发展，是摆在中国企业面前的一道亟待解决的课题。目前中国动力电池行业正面临全行业亏损，动力电池行业正在经历深度洗牌。2012年，著名的美国电池公司A123破产重组，由万向集团收购。天津力神是迄今国内投资规模最大、技术水平最高的锂离子电池生产企业，市场份额稳居全球前五，2012年实现营业收入30亿元，净利润1.2亿元，今年前7个月实现营业收入15.61亿元，但是净利润却亏损9566.68万元。

　　知识产权瓶颈和技术风险

　　锂电池材料具有较高的专利壁垒，在锂电核心材料领域，隔膜、正极材料等关键材料定的核心技术掌握在技术领先的日、韩企业手中，我国如此庞大的锂电池产业，却面临极大的材料专利纠纷，这也成为悬在中国锂电池行业头顶的利剑。

　　锂电池在电动汽车和储能领域的推广，将为磷酸铁锂、锰酸锂+三元材料两种主流产品带来快速的市场需求增长。但未来动力电池正极材料究竟由谁主导，还有待时间的检验。由于目前锂电池核心材料仍处于研发阶段，离大规模成熟应用于电动汽车仍有一定距离，国内企业仍需要持续研发，改进工艺，以满足电动汽车对材料的更高要求。“技术路线一直在变化中，还是要给市场充足的时间去检验。”而且新的技术的出现，可能给已经有的产业带来灭顶之灾。例如：出于安全性的原因，液态电解液被替代的趋势是必然的，电池下一代技术在固态电解液，如果取得突破，也就不再需要隔膜，现有电解液厂和隔膜厂可能就不存在了。当前锂电行业主要受制于发展模式不清、标准制定不明、技术路线不确定三大因素。锂电池确实迎来了全面的发展机遇，但要秉持积极审慎的态度，寻求平稳发展，切忌那种大跃进式的浮躁和虚假。我国锂电池产业的发展还需要经历技术研发和经验积累，并在此基础上加以完善，实现产品的成熟稳定。

　　产业发展需要政策推动但最终要靠市场决定

　　为了应对能源和环境问题，各国都在出台政策鼓励新能源汽车的发展。截至2012年年底，我国累计推广示范车辆为2.7万辆，其中，公共服务领域为2.3万辆，私人购车仅4400辆。与政策层面设想的2015年实现新能源汽车销售50万辆的目标差距甚远。相较之下，大力推动新能源汽车的美国政府，虽然同样面临百万辆计划的落空，但其新能源汽车市场的启动明显好于中国。值得注意的是，美、日新能源汽车销量主要为私人用户购买。美国能源部最近估计，电动汽车和混合动力汽车若想和燃气驱动汽车竞争，那么电池的价格要降低50%-80%。我国新一轮的新能源汽车补贴在纯电动汽车上逐年减少，显示了政府倒逼企业推动新能源汽车市场化的决心。

　　新能源汽车发展依赖政府补贴不是长久之计，目前来看，锂离子电池技术远远没有达到可以大规模市场化的程度。近几年来锂电池技术也取得了一定的突破，但未来五年内难以看到市场化的前景。而微小型电动车是我国电动汽车发展的一个亮点，在没有补贴的情况下基本可以实现盈利并反哺科研，但发改委等相关部门并不认可。2013年初，郭孔辉等7位院士曾联合建议，以微小型电动车为新能源汽车的突破口，给予最高车速80km/h，续航里程80km以下的电动车以新能源汽车的资质，建议准许登记牌照及上路。期望打破目前新能源汽车补贴范围内的电动车大多未获市场认可，而市场认可的低速电动车又不能获得支持的怪圈。