天津力神蘇金然：鋰離子電池單體達(dá)350Wh/kg需要材料上的突破
圖為天津力神副總工程師蘇金然接受媒體采訪
近兩年，雖然鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)入了快速發(fā)展的通道，但是，細(xì)心追索其發(fā)展歷程的人會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)行業(yè)在2012年前夕一度走入發(fā)展的低谷期。很多鋰離子電池企業(yè)沒(méi)有挺過(guò)黎明前的黑暗，“倒在了太陽(yáng)升起的前一刻”。
創(chuàng)立于1997年的天津力神，近二十年來(lái)專注于鋰離子電池的技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，熬過(guò)行業(yè)的低谷期，迎來(lái)了行業(yè)的黃金發(fā)展期。到現(xiàn)在，天津力神已經(jīng)成長(zhǎng)為名副其實(shí)的行業(yè)巨頭，因其穩(wěn)健的實(shí)力，也被稱為動(dòng)力電池企業(yè)中的“國(guó)家隊(duì)”。
在“2016’第五屆中國(guó)電池市場(chǎng)年會(huì)暨第一屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)、第二屆中國(guó)電池行業(yè)智能制造研討會(huì)”上，天津力神副總工程師蘇金然同與會(huì)嘉賓分享了天津力神的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)業(yè)界所關(guān)心的電池能量密度等問(wèn)題發(fā)表了自己的看法。
堅(jiān)持高端智能制造路線
據(jù)蘇金然介紹，發(fā)展初期的天津力神主要生產(chǎn)電子產(chǎn)品電池。2006年之后，天津力神緊跟市場(chǎng)形勢(shì)，將業(yè)務(wù)方向調(diào)整為“電動(dòng)汽車市場(chǎng)和儲(chǔ)能市場(chǎng)”，主要生產(chǎn)圓柱形和方形鋁殼動(dòng)力電池。公司建有國(guó)家一流研發(fā)水平的電池研究院，未來(lái)，除了已有的天津和蘇州生產(chǎn)基地外，公司還將在其它地區(qū)布局新的生產(chǎn)基地。
“現(xiàn)在天津力神的蘇州基地已經(jīng)進(jìn)入了設(shè)備安裝和調(diào)試階段，預(yù)計(jì)明年就會(huì)投產(chǎn)。這個(gè)基地將主要生產(chǎn)圓柱形動(dòng)力鋰離子電池，主要面向新能源汽車市場(chǎng)。”蘇金然表示。
相比3C類電子產(chǎn)品電池，車用動(dòng)力電池對(duì)電池的一致性要求很高。高端智能化的電池生產(chǎn)設(shè)備，是動(dòng)力電池一致性的保證。然而，由于智能制造設(shè)備一次性投入較大，很多電池企業(yè)一開(kāi)始并不愿意引入自動(dòng)化生產(chǎn)線。
“在公司成立之初，天津力神即制定了走高端產(chǎn)品路線的宗旨。所以，天津力神很早就引入了自動(dòng)化、智能化的電池制造設(shè)備。”蘇金然表示，“高度自動(dòng)化的設(shè)備讓天津力神的電池生產(chǎn)率大大提高，電池一致性等指標(biāo)優(yōu)良而且穩(wěn)定。”
事實(shí)證明天津力神決策的正確。到2015年，很多電池企業(yè)看到動(dòng)力電池向高端產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)，開(kāi)始陸續(xù)引進(jìn)智能制造設(shè)備。
蘇金然同時(shí)表示，智能化的制造設(shè)備只是保證電池質(zhì)量的一個(gè)方面。電池企業(yè)需要具備足夠的經(jīng)驗(yàn)積累和操作能力，去駕馭智能化的設(shè)備，不能單純地依靠設(shè)備廠商。
對(duì)于國(guó)內(nèi)電池制造設(shè)備的水平，蘇金然表示，雖然現(xiàn)在在穩(wěn)定性方面與國(guó)外還有差異，但是“中國(guó)的企業(yè)進(jìn)步很快”。相信不久的將來(lái)，國(guó)內(nèi)電池制造設(shè)備會(huì)像曾經(jīng)的電池原材料一樣，很快趕上日韓的水平。
市場(chǎng)熱潮下 電池行業(yè)應(yīng)理性發(fā)展
2015年到2016年，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的投資和生產(chǎn)非常火熱。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016年上半年，有54家動(dòng)力電池上中下游上市公司發(fā)布了投資擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，投資總額近1160億，其中包括以前從未涉足電池行業(yè)的跨界而來(lái)的企業(yè)。資本對(duì)動(dòng)力電池行業(yè)的青睞可見(jiàn)一斑。
針對(duì)這種市場(chǎng)熱潮，蘇金然表示：“雖然資本向這個(gè)行業(yè)砸錢，但是想做好動(dòng)力電池，光有資金并不可行。做好動(dòng)力電池更多依靠的是技術(shù)和工藝的積累，有些制造過(guò)程中的瑕疵和易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，需要通過(guò)失敗去獲得經(jīng)驗(yàn)。”
因此，蘇金然認(rèn)為，在行業(yè)投資如此火熱的情況之下，做電池的人要在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模等方面保持冷靜和理性，讓資本發(fā)揮最大的價(jià)值，盡量避開(kāi)風(fēng)險(xiǎn)。
由于動(dòng)力電池市場(chǎng)的火熱，2015年，碳酸鋰、六氟磷酸鋰等動(dòng)力電池上游材料價(jià)格飛漲。電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格一度從4萬(wàn)元／噸漲到近20萬(wàn)元／噸，后來(lái)雖有所回落，但依然保持在高位。近期，另一個(gè)占電池成本較大比例的電池材料銅箔也開(kāi)始漲價(jià)。
對(duì)此，蘇金然表示：“材料價(jià)格暴漲對(duì)電池行業(yè)利潤(rùn)的蠶食非常嚴(yán)重，加上下游汽車行業(yè)掌握著定價(jià)權(quán)，電池企業(yè)夾在中間很艱難，成本壓力大。”
蘇金然認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)上下游保持合理利潤(rùn)空間，整個(gè)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行是長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展的前提。產(chǎn)業(yè)鏈上的某個(gè)環(huán)節(jié)漲落太大對(duì)整個(gè)行業(yè)發(fā)展將產(chǎn)生不良影響。
350Wh/kg的單體能量密度瓶頸如何突破
日前，國(guó)家工信部發(fā)布的國(guó)家動(dòng)力電池路線圖顯示，2020年單體動(dòng)力電池的能量密度要達(dá)到350Wh/kg，系統(tǒng)達(dá)到250 Wh/kg；2025年單體動(dòng)力電池能量密度達(dá)到400Wh/kg，2030年達(dá)到500 Wh/kg。
蘇金然認(rèn)為，路線圖對(duì)動(dòng)力電池提的目標(biāo)很高。她表示：“如果用現(xiàn)在業(yè)內(nèi)的鋰離子電池材料體系，350 Wh/kg的目標(biāo)難以突破。”
為了向路線圖規(guī)劃的指標(biāo)靠近，天津力神加速了對(duì)新正極材料、負(fù)極材料甚至隔膜的研究，高鎳三元材料、富鋰材料、硅碳負(fù)極、固態(tài)電池等都進(jìn)入了天津力神的研究視線。但是這些材料帶來(lái)能量密度提升的同時(shí)，又帶來(lái)了循環(huán)壽命降低、膨脹等方面的障礙。
為了克服這些障礙，天津力神在技術(shù)方面進(jìn)行了大量的研究。但是，很多在實(shí)驗(yàn)室成功解決的問(wèn)題，在批量生產(chǎn)的過(guò)程中還是難以解決。至于什么時(shí)候才能實(shí)現(xiàn)新材料體系電池的產(chǎn)業(yè)化，蘇金然坦言很難預(yù)測(cè)。
“也許明年就能產(chǎn)業(yè)化，也可能三到五年都不行。還是要看技術(shù)的發(fā)展。”蘇金然表示。
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