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门槛到底高不高?《锂离子电池行业规范》深入解读

朱玉龙 朱玉龙

锂电池行业,原本是很开放的行业,原本是面向3C,慢慢有了储能和动力电池方面的需求,随着整个国家的能源战略调整。锂电行业有着能源行业的初步特征,这份行业入门门槛,更像是提醒着各家有志于通过电池做垂直整合的新入行的企业做个提醒吧。本文将分两个部分,门槛解读、和未来电池行业发展的一些可能性进行论述。

第一部分 门槛解读

1.1规模解读

这里第一个事情是很有趣的,关于规模的论述,电池年产能不低于1亿瓦时;正材、负极、电解液产能的标杆都是2000吨/平方米,电解质产能不低于500吨,企业申报时上一年实际产量不低于实际产能的50%。这个意思,主要有两种:

a)本来比较小的,积极寻找投资扩大,不大就要给干掉了。

b)新来的,投入的资金需要更多,初始的设置产能就要高,设置的出厂价格要有破坏力,或者直接做了产业需求绑定,否则是无法达到这个实际需求的。

1.2工艺解读

这块更像是一份基本的设备采购要求和工艺基本要求:自动化程度高的生产工艺和设备,在电极制造和电极卷绕或叠片等关键工序应采用自动化设备,注液时具备温湿度和洁净度等环境条件控制,具备有机溶剂回收系统。这个可能用一个工艺流程图和实际的图示可能更清楚一些。

整个来说,这里提的有点类似工艺流程的检测,或者说ITS收集的能力,分别在混料之前、涂覆之后、烘干之后、切片之后和层叠卷绕之后的检测能力做出检测能力的界定,督促整个工艺成为一个闭环控制;至于多少合格,那是企业内部的事情了。

1.此环节在混料分散环节:应具有电池正负极材料铁、锌、铜等金属有害杂质检测能力,检测精度不低于1ppm。具体的内容我可能需要向做分散的金大哥请教才是,这里的设备分自动投料系统(细川、赤武、红运)和制浆系统(浅田、井上和Primix),这里具体是在之前还是混料之后做样品分析,就不太了解哪项更易实现了。从图2可能更清晰一些,这里得请教工艺的专业人士了。

2.涂敷环节:应具有涂敷厚度和长度检测手段,涂敷厚度的测量精度为2μm,涂敷长度的测量精度不低于1mm;

3.分切环节:应具有电池电极剪切后产生的毛刺抽样检测能力,检测精度为1μm;这里主要是看刀的磨损情况,计入ITS系统更好一些。

4.烘干环节:应具有电池电极烘干后的含水量抽样检测能力,检测精度为10ppm;

5.封装环节:应具有电池电极卷绕/叠片后的对齐度抽样检测能力,检测精度为0.1mm;

电池企业或成新型能源公司 锂离子电池行业规范深入解读

图1 锂电生产概览

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图2 生产工艺


以下这些倒是模块成组之后的功能,就这块而言,以下的定义就颇为粗糙了。

6.应具有电池装配后的内部短路在线检测能力(如采用HI-POT 测试);

7.对于多芯电池组的组成电池,应具有开路电压和内阻在线检测能力,检测精度分别为1mV 和1mΩ;

8.应具有保护板功能在线检测。

1.3参数解读

总的而言,这项规定,更多还是规定了一个底线的要求,是行政部门对企业行为的一种监督和基本筛选。

这是因为本身电池产品,是用在其他产品上做电源用的,所以这里的所有的数值更多的还是个参考和底线。否则你是无论也想不明白,为啥材料的循环寿命要求反而比单体来的低了,我相信从产品链条来看,理性的工程师,是从产品需求的角度来对电池的各个指标做一个均衡的界定,而电池的设计工程师,在选择不同材料,是会针对性能做评估,来确定是否可行,这里的数值看看也就算了,给公司投资部门的同仁做个参考。

电池企业或成新型能源公司 锂离子电池行业规范深入解读

表1 单体性能要求表

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表2 正负极材料表
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表3 隔膜性能验收表

电池成组后的一些能量密度对比,如表4所示。此表是根据公告的数据,重量和能量做的,和现在的发展还是有一定的差距了。

电池企业或成新型能源公司 锂离子电池行业规范深入解读

第二部分

其实这份材料,更像是给大的财团加入这个战团的邀请函。为啥呢,因为如果未来几个主要的市场,如车用动力、自行车动力、个人储能等起来,电池的供应链就非常脆弱了。今天可以给你,也可以不给你。其实本质上,电池市场是慢慢渗透的,不同市场的要求,整体来看除了乘用车这块确实门槛比较高以外,其他的质量和性能对比不是具有天壤之别的。虽然从客户的角度可以从电池的性能、质量、成本和安全性几个方面来筛选,但是你总是会发现好的电池永远不够用,马太效应。

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图3 电池应用领域

对电池企业来说,其实也有很多的困扰,如图3而言,其实电池的应用领域太宽了,单纯的供电芯的附加值并不是特别高,而且会有比较多的质量纠纷,特别是电芯存储、运输、成组装配过程中带来的问题,如果以模块或电池包的产品形式,风险会小很多。

a)几个市场对于电芯到电池组的工程要求是很不相同的,比如某些只要求单电芯封装,某些甚至要集成到逆变器一级

b)电芯到电子电气,这些跨度很大的,真需要系统方面的整合,而不同行业之间的差异又会对人困扰。

c)干到最后,你会发现就是产业链的影响力和管理客户和相关资源的能力企业优良的胜出了

未来的各市场的需求不均衡也不稳定

1)消费电子: 锂电池之前的产能严重依赖于消费电子,从PC、手机到PAD,由于之前正好赶上一波智能手机和PAD的市场大发展,可以说这几年做这方面的电池企业都发财了。随着智能手机和相关的产品市场饱和,后面电池的需求会逐步细化,由于消费电子一般卖的是电芯,对工程设计的成组要求不高,这事情一般由消费电子厂家或简单的集成企业来完成。

2)储能领域:锂电池储能分电网和个人应用两种,特别是特斯拉搞出来的个人家庭用的储能站,使得这块领域进一步延伸。传统的储能大系统是作为智能电网的一部分,以张北项目为例:由财政部、科技部和国家电网公司共同启动,总投资约150亿元的示范项目,开发规模为500兆瓦风电、100兆瓦太阳能光伏发电、110兆瓦化学储能。集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源项目,风光储项目一期工程落户河北省张家口市张北县。计划建设风电100兆瓦、光伏发电50兆瓦、储能20兆瓦,投资约33亿元;由国网旗下的国网新源控股有限公司具体实施。比亚迪中标了磷酸铁锂项目6MW×6h,ATL中标4MW×4h,中航锂电中标3MW×3h,万向公司中标1MW×2h。

2.1 国内集中站: 从目前的情况分析,国家电网的风电战略基本放弃状态,之前各家做的项目容量较大,但是后期需要进行维护和观察的时间也较长,可维护性要求较高。

2.2 应急电源&UPS 应急电源和UPS都在从铅酸往锂电池过度的过程中,目前国内的产品较多集中于低端产品,日本企业则集中在高端产品。这块有Tesla和戴姆勒将车用电池全寿命周期考虑,会挤压这块的新电池需求。

3)工业领域:这块也是根据产品的价格进行替代性的考虑,由于工业有电,要么类似于叉车这类移动类的,要么类似于储能这类用的,这块市场本不是很大,但是由于各种细致的挖掘,延伸到矿山运输等领域

4)车用领域:2015年,注定是值得纪念的一年。新能源商用车(大巴、物流)领域持续增长,新能源乘用车的增长率与传统车市场萎缩成对比,再加上互联网造车企业群体以智能电动为前导,也是让电池这个行业成了重点投资的区域。

小结

我觉得电池企业,未来是真可能变成新型能源公司的,就像Tesla,可能不一定颠覆车企,倒是围着电池做成一个能源公司一样。这事情可以把Better place拖垮,但是如果从电池企业来看,搞着各种商业模式,指不定可以从单纯的制造性企业转型成能源公司呢,其实都指着这个形态做赌注呢,否则你完全无法理解为什么这么多钱,涌向这个领域做投资。

个人浅见,请大家拍砖。

来源:第一电动网

作者:朱玉龙

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