充电10分钟续航1000公里的麒麟电池可以轻松缓解新能源汽车里程焦虑,单体能量密度高达500瓦时/公斤的凝聚态电池为电动飞行汽车插上了翅膀……在“双碳”目标驱动的产业变革中,动力电池已成为强化新能源汽车竞争水平、打造汽车产业竞争力的关键。
在近日四川省宜宾市举行的2023世界动力电池大会现场,1200余位动力电池领域专家和企业家热烈探讨新能源议题,338家企业竞相展示自己的产品,上千万人次观看网络直播……这里汇集了奔腾不息的绿色动力,也孕育着低碳发展的未来。
动力电池站上世界之巅
走进宁德时代展区,记者看到了这家电池企业推出的各款“硬核”黑科技产品,目睹了1分钟换电服务带给新能源车主的方便与快捷。
现场工作人员向记者介绍,这套换电系统将动力电池构造组成一块块“巧克力”结构,并可以将1—3块电池按照用户换电需求进行搭配,给予用户更多的选择权。同时,每个换电站最多可以存储48个换电块,每块电池换电时间约为1分钟。
从产品迭代更新到服务方便快捷,宁德时代的崛起是我国动力电池产业高质量发展的一个缩影。据了解,在全球新能源汽车处在起步阶段,我国前瞻性地将其列入战略性新兴产业。自2013年起,中央和地方多部门陆续出台了一系列政策加以引导和扶持。这些政策不仅推动了新能源汽车的市场化应用,也带动了动力电池产业和储能技术的发展。
全国政协原副主席、中国科协主席万钢介绍,2022年,全球动力电池装车量达到517.9吉瓦时,同比增长了71.8%。中国动力电池产业克服了原材料价格上涨和供应危机等困难,装机量达到了294.6吉瓦时,占全球的60.4%。
“近年来,我们把握汽车产业变革趋势,推动动力电池产业发展取得积极进展,使得产销规模持续扩大。”工信部副部长辛国斌介绍说,今年1—4月,中国动力电池产业延续高速增长态势,装车量累计达91吉瓦时,同比增长41%。技术水平有效提升,形成以三元电池和磷酸铁锂电池为主的发展路线。
全国政协常委、经济委员会副主任苗圩表示,在产业链方面,我国已形成了完整的动力电池产业链,正负极材料、电解液、隔膜等关键主材全部能够在中国生产。2022年,我国锂盐占全球出货量70%,我国正极材料占全球出货量的70%、负极材料出货量占全球90%以上。
不断加大动力电池创新力度
动力电池积蓄的能量到底有多大?大会现场,一个个圆柱电池吸引了不少观众驻足。“特斯拉使用的就是我们的圆柱电池,700个1号干电池大小的圆柱电池放在一个电池盒子里,就可以为其提供强劲动力。”深圳比克电池有限公司展台工作人员告诉记者,相比传统的方形电池,圆柱形电池对于锂离子的承载能力更高,这使得电池能够容纳更多的锂离子化合物,从而提高了电池的能量密度。
在技术创新方面,中国动力电池企业在技术创新领域取得较大突破。苗圩介绍,通过动力电池性能结构的创新优化,不断提高电动汽车安全性、续航里程、快充速度。应用了CTP(无模组电池包技术)的刀片电池、麒麟电池等产品已实现装车应用。磷酸铁锂电池由于成本、性能、安全性达到较好的平衡,特别是2021年以来,锂资源、锂材料价格大幅度上涨,使市场份额也发生逆变。今年第一季度,磷酸铁锂电池装机量占比达到68.2%,三元电池仅占31.7%。
“未来5—10年,全球降碳减排进入攻坚期、窗口期,对动力电池产业交付的效率和品质都将提出更高要求。” 宁德时代董事长曾毓群分析认为,从行业来看,预计2030年动力电池市场需求将达到4.8T瓦时。根据高工锂电预测,2030年储能市场需求也将超过1T瓦时。T瓦时时代已来,全球有很多企业进入动力电池赛道,参与竞争。
万钢认为,在各国汽车和其他运载工具电动化转型时,动力电池产业发展也进入关键阶段。我国要科学判断下一代动力电池的技术路线,重视新材料和以全固态电池为代表的新体系电池的基础研究、技术研发,系统解决关键材料新体系电池、系统集成等工程技术难题,推进产业化应用与示范运行,同步开展市场和技术评估,为规模产业化提供先行经验。
辛国斌表示,作为行业主管部门,工信部要支持动力电池产业协同创新,发挥龙头企业和各类创新平台作用,支持上下游开展联合创新攻关;系统布局资源开采提炼、电池系统管理等技术研发;加快新一代电池攻关突破,同步提升大规模智能柔性制造水平和检测验证能力,持续提高产品的技术水平和质量性能。
破解动力电池回收难题
记者在格林美股份有限公司展台看到,一个5层高的铝合金货架上,整齐摆放着各大新能源汽车厂商的“退役”电池。
工作人员介绍,动力电池从新能源汽车上“退役”后,并不意味着已经耗光,而是有着极大的循环开发再利用潜能。比如,可采用梯次利用方式,通过改装、再制造等方式将电池“降级使用”,可用于电网储能、低速电动车等领域,实现余能最大化利用。
这两年,电池回收行业越来越受重视。广东光华科技股份有限公司展台工作人员告诉记者,公司采用精细拆分、分类碎片、湿法冶金等技术手段,让三元报废电池变废为宝,再次成为动力电池的生产材料。
动力电池回收可以极大缓解原材料供应紧张问题。《中国新能源电池回收利用产业发展报告(2022)》认为,“退役”动力电池回收利用被市场认为是资源补充的可行性手段,由于上游原材料价格屡创新高,锂、镍、钴等材料的回收价格飙升。
据介绍,我国动力电池回收利用、材料再生等产业链持续延伸,累计建设动力电池回收服务网点超过10000个,基本实现了就近回收。
伴随着新能源汽车销量及保有量的提升,废旧动力电池从2018年、2019年也开始进入报废快速增长期。国家溯源管理平台预测数据显示,未来3—5年,动力电池平均每年退役量将达到20吉瓦时至30吉瓦时,2026年累计退役量达到142吉瓦时。
苗圩呼吁,相关部门应该对电池回收体系进行顶层谋划,由动力电池企业牵头,从电池前端设计就要考虑到后端回收,从产品设计源头就要考虑到电池易拆解回收,并给后端回收利用企业提供作业指导书,保障高效回收利用。