吕学隆:全球锂离子二次电池市场及其相关技术的关键问题及未来发展
发布时间:2018-05-22 10:04:00
关键词:CIBF2018

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5月22日,CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。台湾工业技术研究院产业经济与趋势研究中心吕学隆博士在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文:


大家早上好,我是吕学隆,我是来自台湾工业技术研究院产业经济与趋势研究中心,我今天会和大家简单介绍一下全球锂电池二次市场,我们在未来可能考虑的一些问题,尤其是在锂离子的市场发展。


这个发展就是一次和二次电池市场,在2017年,整个市场的规模已经达到了134亿美元,市场发展已经达到了非常大的规模,特别是这种AC的电池,我们看到已经构成了电池市场当中的主力军,特别是在二次电池市场当中的主力军。但是,我们可以仍旧看到还有一些其他的可充电的电池,比方说镍可充电电池,这样的应用和需求仍旧是比较有限,但是未来我们会有一些方形电池的应用。


就这样的锂电池发展,我们当然会看到它不同的应用情况,我们可以看到应用是根据市场需求来的,我们已经追踪了大概15个应用领域。我们可以看到,对于EV的应用,以及自行车和其他的应用,都有非常好的增长。这一些增长主要就是有一些动力方面的需求,特别是在2017年,根据我们的研究,以及一些数据统计,我们认为在2017年的时候全球已经达到了130兆亿瓦时的规模。这种电动车发展,我们认为未来,特别是说客车在中国市场以及其他市场当中都会有急速的发展。


根据我们的研究,二次电池市场,储能的系统我们认为是另外一种潜在的未来可以考虑的方向,如果大家把这个内容简化,我们看一下2017年,仍旧有35%的锂电池是用于IT领域和ESS领域。但是动力领域,比方说不同领域已经上到60%。所以,我认为这样的比例,或者是说电动车的比例已经变化最为重要的锂电池研究方面需要关注的。


在这些市场当中我们看到一些价格成本的竞争,我们看到这个需求在下降,移动设备也是需要技术,也是需要进一步的驱动和增长,就像能源密度,安全性,还考虑到它的快充和快放。我们看一下一些主流的公司在IT方面推动了能源密度的增长。现在每升电池的能量在不断的上升,这是LCO钛酸锂电池的技术也在不断的发展。电压也在不断的变化,移动设备在未来会有一个更大的安全性的需求。在2016年,我们看到有一些负面的报道,对于追诉一些不太安全的事件,导致我们对事件有一定的阴影。现在我们对于安全会有更多的要求和追踪。所以,我们要考虑这是我们未来要着重关注的一点。


另外,快充是我们非常关注的一点,2017年是1.5C680瓦时/升的,已经进行了大规模的生产,现在这个产品已经准备好了,是3C,是550瓦时/升,0-75,在20分钟就可以充完。5C的倍率是460瓦时,在10分钟可以到达75%,在IT的应用方面会逐渐看到这部分技术的成熟和起飞。现在,我们看到正在研发的各项材料,IT方面和电子产业方面的材料,现在看到一些高电压的ICEO的材料,它的耐油性在不断的增长。同时,我们还看到不同的涂布材料和表面添加剂的材料,变得更加的有效。


特别是像一些正极材料的使用在不断的推广,对于储能方面,我们支持大量电网的发展,它已经成为越来越重要的发展,在我们的电力基础架构当中发挥着非常重要的作用,根据ESDOE的数据,能源储备方面,我们具备了很多的案例,1057个案例中有36wh,可再充的电池,我们已经有涉及到1000多个案例,这个增长是非常强劲。ESS在2017年,包括像澳大利亚在南韩,还有地区的一些国家,像美国和欧洲,在这个方面它们会不断的进展,它们会进一步推动能源储备方面的市场发展,更多的项目将会介入进来,我们看到了这个需求正在不断的增长。


另外说一下ESS在能源储备方面的案例,去年澳大利亚有一个非常重要的项目,是有关于能源储备方面的项目,这对我们的制造商来说是另外一个里程碑,这是21700的首次案例,对我们未来大规模的应用会发挥着非常重要的作用。在这里大家可以看到21700,我们保证它的循环周期,以及它的安全性,它是一个非常重要的,非常稳定的基石。在能源密度方面,在成本方面,以及它的循环周期方面达到了非常完美的平衡。在27100,不管是圆柱形的还是什么样的,我们考虑到能够在新的阶段会推出更多的研发,更多的公司也介入进来,作为新能源汽车电池的发展,它在如火如荼的发展。我们也看到不同的公司,不同的领域,还有不同的设计在这方面层出不穷,在日本、韩国的公司仍然是做高电压的材料和负镍材料,它们还做了富硅材料等等,驱动电源密度和能量密度。


同时,我们必须要考虑到一些安全性和能源密度之间的平衡关系。在目前,我们有第三个考虑重点,就是成本,当我们想提到高电压,以及高能量比的材料,我们要考虑到原材料的价格,还有我们的供应和需求的情况,还包括隔膜,以及包括电解质的价格,以及它的成本,我们要考虑到这些方面的平衡度的问题。


另外,提到两个案例,有关于第一代的美国公司,它们有一些不同的电池设计,比如说作为第一代到第二代的升级当中,可以看到正极材料有硅材料的涉足,负极材料要不断的扩充能源密度,还有一些活性材料,比方说正极材料和负极材料,这是我们未来的发展,非常的清晰,我们需要更多的考虑这些材料。对电解质和正负极材料要考虑到活性材料的使用,并且研发更多新兴的材料来应对这种活性材料。


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同时,我还想指出电动汽车需要更多的安全性,更低的成本,以及更长的驾驶历程,从2017-2018年是EV电池材料的发展,我们可以看一下,我们可以实现一些参数。比如说它的具体参数,可以向能源密度,还有它主要的性能,还有不同的方面。这个成本是非常的重要,也是一个非常重要的考量,比如说考虑到大众,它已经宣布NEB的项目,作为电池化学的发展路径,我们看到一个中部走的方针和路线。谈到电池的价格,大家可以看到NEB的要求,未来对于电池包的价格,或者是电池组的价格是有一定的降低,必须要有更多的降低空间,这是到2020年pack的价格,原材料的价格越来越高,当原材料的价格在上升的时候,有的时候对电池的价格会导致非常大的波动,在2017年我们已经有一些问题出现,我们已经看到在下游应用当中电池价格的上升,看到客户似乎是想要更加便捷,以及更加便宜的电池价格。不管从哪个方面来说,大家都需要从中受益,能够得到更多的利润空间。所以在这个环节当中我们应该提高价格,提高价格是一个比较尴尬的选择,在2020年,我个人认为未来电池的价格将会成为非常重要的受人关注的重点。还有一些主要的公司,它们想要控制价格,但是在未来,我们还要考虑有多少原材料的制造商愿意分享它们的利润,能够把它们传递到下游的价格期间当中。


谈到EV的原材料,我们还要考虑到不同的原材料,比如说像低成本的、高密度的,低成本的高稳定性的正极材料,有一些国际的公司,比如说韩国公司和日本公司,它们已经准备好了,能够达到更好的正极材料的使用。它们会用二氧化硅的材料,用于未来,包括圆柱形电池,还有不同的EV电池的发展。我们可以看到(PPT),这些公司已经准备好了生产NCA材料,会提高镍的使用度,到85%,将会导致能量密度的上升,会改变过去的设计路径。


同时,我们还要考虑到正极材料,还有OEM,下游对于OEM的应用,这是逐步发展的过程。在中国似乎所有的OEM都有这样的态度,已经准备好了逐步前进。比如说我们有一个逐步进阶的过程,123到222,现在这种逐步的方法和措施能够进一步的推动未来材料的发展和稳定性的发展。同时,安全性也是大家考虑的问题,还有电池包、电池组安全性能的问题。


在中国市场是完全不同的,这是在去年的数据,我们考虑一下它的生产量,中国EV市场已经取得了50Gwh,在未来的发展,可期的市场当中,2020年我们会到达500万台的电动汽车销售到市场当中。到2020年CIBF大会应该要考虑到增设更多的有关于政策方面的导向,对于未来的电动汽车的发展将会起到非常重要的作用,包括它政策的驱动性,还有驾驶历程,以及能量密度等等。同时,我们在这个方面要有更多的技术上的更新,包括更多的政策上的一些要求,以及建议,这样能帮助我们提高安全性和能量密度,还包括一些原料的使用,它们发挥着非常重要的作用。


当然,不同的模型我们都是要考虑进去如何解决我们所面对的问题,能量密度我们会有一些对比图,我们从LFP到NMC三元材料,我们只用了一年的时间,可以说在正极材料应用当中这种转换是非常快的,在2017年正极材料占到电池材料容量的47%,NMC的表现和LFP是非常相似的,在2020年前,整个销量以及能量密度都会有极大的提升。我们当然也会想能不能有负镍材料的应用。在未来进一步提升能量。对于中国,我们同时也面临着一些限制。


这是中国另外的一些领先企业,EV方面所采用的材料,从2015-2020年的发展,大家可以看一下,这个企业同时也主要是350瓦时。我们需要看复合硅、高压NMC以及负镍NMC,同样看一下它们的区别。之前的嘉宾有说到,比如说在1月份如何进一步的提高300瓦时的目标,我们可以用之前的技术,为未来发展进行进一步的准备,可能会添加一些添加剂进行更好的准备。


另外我们有一些其他的想法跟大家进行分享,对于NMC和NCA,我们首先要达到300瓦时的标准,另外,硅和谷的想法我们是不是可以有一些改革。另外一个改变就是未来的目标。在两年前的时候,我和大家说的时候,我是说在21700可能是我们新的选择,我的推测已经被证实了,现在有越来越多的公司已经参与到21700生产容量的规模当中。但是日韩公司已经参与到EV的使用,以及高功率的应用,主要是用于电池方面,如何更好的进行设计。会达到4.8安伏每小时的目标,未来会大家5安伏的目标。未来会更好的参与到其中,参与到发展当中是非常重要的。


其实现在21700在性价比方面还是有一些挑战的,我们需要想一下产量,以及生产的规模,21700对于我们而言仍然是非常重要的发展路径,特别是在电池的内容发展路径方面是非常重要的。对于中国市场的发展总结,我们对未来是充满信心的,尽管补贴开始下降,尤其是2020年之后,但是我们仍旧有一些非金融方面的措施和政策,能够支持EV的发展,即使是在2020年之后,CIBF,以及还有一些其他政府方面的要求,对于我们而言是非常重要的工具,帮助我们推广中国的电动车发展。


但是,这样的政策可能对于我们而言是最重要的一个问题,不仅是在2020年之前或之后,有一些人会觉得市场的规模会变得更加有效,同时也会有更多的竞争。特别是有来自日本和其他的企业的竞争挑战,但是我觉得我们整个市场还是非常健康发展的一个领域,我们这个产业需要政策的引导,能把这个产业规划好,能保持它的规模进行推广相关的技术。但就竞争而言,我们需要准备好,不管是来自技术、市场,以及生产方面的竞争。我们在市场方面,以及技术方面做好准备,和国际方面的厂商进行竞争。我想说的是我们还有700多天的时间可以进一步的为进入国际市场去做很好的准备,我们当然面临一些问题,其他的一些我们可以做更多的一些努力,在未来几年,我们也可以努力去做好准备,更好的让这个产业健康发展,这就是我想和大家分享的。非常感谢!


(根据速记整理,未经嘉宾审阅)

稿件来源: 电池中国网
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