天津力神蘇金然：鋰離子電池單體達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，雖然鋰離子動力電池進入了快速發(fā)展的通道，但是，細心追索其發(fā)展歷程的人會發(fā)現(xiàn)，這個行業(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)沒有挺過黎明前的黑暗，“倒在了太陽升起的前一刻”。
創(chuàng)立于1997年的天津力神，近二十年來專注于鋰離子電池的技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營，熬過行業(yè)的低谷期，迎來了行業(yè)的黃金發(fā)展期。到現(xiàn)在，天津力神已經(jīng)成長為名副其實的行業(yè)巨頭，因其穩(wěn)健的實力，也被稱為動力電池企業(yè)中的“國家隊”。
在“2016’第五屆中國電池市場年會暨第一屆動力電池應(yīng)用國際峰會、第二屆中國電池行業(yè)智能制造研討會”上，天津力神副總工程師蘇金然同與會嘉賓分享了天津力神的發(fā)展經(jīng)驗，并對業(yè)界所關(guān)心的電池能量密度等問題發(fā)表了自己的看法。
堅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，天津力神緊跟市場形勢，將業(yè)務(wù)方向調(diào)整為“電動汽車市場和儲能市場”，主要生產(chǎn)圓柱形和方形鋁殼動力電池。公司建有國家一流研發(fā)水平的電池研究院，未來，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)進入了設(shè)備安裝和調(diào)試階段，預(yù)計明年就會投產(chǎn)。這個基地將主要生產(chǎn)圓柱形動力鋰離子電池，主要面向新能源汽車市場。”蘇金然表示。
相比3C類電子產(chǎn)品電池，車用動力電池對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)一開始并不愿意引入自動化生產(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化、智能化的電池制造設(shè)備。”蘇金然表示，“高度自動化的設(shè)備讓天津力神的電池生產(chǎn)率大大提高，電池一致性等指標優(yōu)良而且穩(wěn)定。”
事實證明天津力神決策的正確。到2015年，很多電池企業(yè)看到動力電池向高端產(chǎn)品發(fā)展的趨勢，開始陸續(xù)引進智能制造設(shè)備。
蘇金然同時表示，智能化的制造設(shè)備只是保證電池質(zhì)量的一個方面。電池企業(yè)需要具備足夠的經(jīng)驗積累和操作能力，去駕馭智能化的設(shè)備，不能單純地依靠設(shè)備廠商。
對于國內(nèi)電池制造設(shè)備的水平，蘇金然表示，雖然現(xiàn)在在穩(wěn)定性方面與國外還有差異，但是“中國的企業(yè)進步很快”。相信不久的將來，國內(nèi)電池制造設(shè)備會像曾經(jīng)的電池原材料一樣，很快趕上日韓的水平。
市場熱潮下 電池行業(yè)應(yīng)理性發(fā)展
2015年到2016年，國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)的投資和生產(chǎn)非常火熱。據(jù)不完全統(tǒng)計，2016年上半年，有54家動力電池上中下游上市公司發(fā)布了投資擴產(chǎn)計劃，投資總額近1160億，其中包括以前從未涉足電池行業(yè)的跨界而來的企業(yè)。資本對動力電池行業(yè)的青睞可見一斑。
針對這種市場熱潮，蘇金然表示：“雖然資本向這個行業(yè)砸錢，但是想做好動力電池，光有資金并不可行。做好動力電池更多依靠的是技術(shù)和工藝的積累，有些制造過程中的瑕疵和易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，需要通過失敗去獲得經(jīng)驗。”
因此，蘇金然認為，在行業(yè)投資如此火熱的情況之下，做電池的人要在擴大生產(chǎn)規(guī)模等方面保持冷靜和理性，讓資本發(fā)揮最大的價值，盡量避開風(fēng)險。
由于動力電池市場的火熱，2015年，碳酸鋰、六氟磷酸鋰等動力電池上游材料價格飛漲。電池級碳酸鋰價格一度從4萬元／噸漲到近20萬元／噸，后來雖有所回落，但依然保持在高位。近期，另一個占電池成本較大比例的電池材料銅箔也開始漲價。
對此，蘇金然表示：“材料價格暴漲對電池行業(yè)利潤的蠶食非常嚴重，加上下游汽車行業(yè)掌握著定價權(quán)，電池企業(yè)夾在中間很艱難，成本壓力大。”
蘇金然認為，產(chǎn)業(yè)上下游保持合理利潤空間，整個產(chǎn)業(yè)穩(wěn)態(tài)運行是長遠健康發(fā)展的前提。產(chǎn)業(yè)鏈上的某個環(huán)節(jié)漲落太大對整個行業(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，國家工信部發(fā)布的國家動力電池路線圖顯示，2020年單體動力電池的能量密度要達到350Wh/kg，系統(tǒng)達到250 Wh/kg；2025年單體動力電池能量密度達到400Wh/kg，2030年達到500 Wh/kg。
蘇金然認為，路線圖對動力電池提的目標很高。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的目標難以突破。”
為了向路線圖規(guī)劃的指標靠近，天津力神加速了對新正極材料、負極材料甚至隔膜的研究，高鎳三元材料、富鋰材料、硅碳負極、固態(tài)電池等都進入了天津力神的研究視線。但是這些材料帶來能量密度提升的同時，又帶來了循環(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)方面進行了大量的研究。但是，很多在實驗室成功解決的問題，在批量生產(chǎn)的過程中還是難以解決。至于什么時候才能實現(xiàn)新材料體系電池的產(chǎn)業(yè)化，蘇金然坦言很難預(yù)測。
“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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