新能源引爆电池行业 技术瓶颈仍是难题

近段时间，新能源汽车在政策的支持下风靡全国各大城市，行业上游也在诸多利好下迎来爆发。全球产量居前的龙头电池厂纷纷在华设厂。虽然新能源汽车市场的持续繁荣带动了电池产业，但不论是纯电动的动力电池，还是以氢为燃料的燃料电池，目前在技术上仍存在成本和耐久性挑战。

11月10日，工信部网站公布的数据显示，我国10月新能源汽车生产5.07万辆，同比增长8倍。预计接下来的两月，每月新能源汽车生产还将继续超5万辆，全年汽车将累计生产有望突破30万辆。行业专家预计，作为新能源汽车核心零部件，今年动力电池的市场份额会达到38%，产能也将高达50亿安时，市场需求的饥渴有望在明年下半年得到缓解。

今年以来，随着新能源汽车市场的持续火爆，众多企业明确了动力电池为未来发展方向，定增投资、拓展产品线、新建工厂等现象不断出现，"动力电池供不应求"不断被业内提及，影响最明显的，是锂盐的供应出现严重的短缺，电池级碳酸锂的价格从今年初的4万元/吨一路上涨至7万元/吨，且仍然抢手。

中国汽车技术研究中心新能源汽车发展研究部主任任美林指出，目前动力电池产业主要集中在四大区域，分别是：珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津地区，已经合计有近200亿元产业资金投入、近15GWh年产能以及近100家规模化的动力电池企业。

继三星SDI西安工厂竣工，LG化学新能源电池项目(一期)10月27日在南京投产，预计明年实现量产，年产能达10万台以上，该项目是LG化学的全球最大电动汽车电池生产厂。公司计划将汽车动力电池产能从2016年满足全球5万辆电动汽车增加到2020年满足20万辆电动汽车，增长4倍。

据华创证券分析，由于电动汽车下游需求旺盛，目前我国动力电池处于供不应求阶段，根据一二线动力电池厂商扩产计划，供不应求局面至少维持到2015年底。中国动力电池龙头国轩高科公司2016年有望扩张产能至6亿Ah以上。兼有储能及锂电池业务的南都电源三季报显示，动力锂电池实现对多家车企批量供应，收入6549万元，而去年同期还没有相关产能。截至目前，公司已建成锂电池产能600MW，并持续释放，预计今年年底前完工1200MW的新产线。

“今年动力电池、电池材料都卖疯了，单子多到来不及接，要投的基金好多，终于等来好时光。”沪上一家孵化期风投公司专注于新能源投资的经理感叹。她预计未来1~2年产能不足现象仍将持续。公司2008年投资了一个电池项目，由于目前市场火爆，已开始考虑退出，潜在投资方报价一轮高于一轮。

资本的嗅觉最为灵敏，今年下半年以来，不时看到上市公司求购动力电池的相关项目。二级市场也如是，新能源汽车产业链是股市大调整后率先恢复上涨的主要动力之一。据统计，今年9月以来电池板块平均涨幅33.54%，储能板块涨幅高达42.53%。

由于需求旺盛，电池价格居高不下，相关公司三季报业绩亮眼。据统计，截至目前，综合已经发布三季报上市公司的数据，前三季度电池板块营收同比增长16.26%，净利润同比增长63.25%，储能板块营收比去年同期增长18.32%，净利润同比增长29.92%。其中主营锂电池的杉杉股份、当升科技、天齐锂业、欣旺达前三季度业绩均同比增逾100%，杉杉股份大增约341.28%。

虽然当前新能源汽车用的电池行业需求火爆，但目前电池技术仍是拦在新能源汽车发展前的一条沟壑。不论电池组驱动的纯电动汽车，还是燃料电池电动汽车，都存在成本和耐久性挑战。

锂离子电池组比能明显超过0.25千瓦时/千克的电池系统，至今都没能实现。因此对于中型车市场而言，基于锂离子电池组驱动的纯电动汽车单次充电续航里程超过300公里暂时还没有理论可能，即便有相关产品问世，价格也是一般消费者难以承受得起的。

在以锂作为基础的电池系统中，目前缺乏稳定的电极组件和电解质材料，无法保证在充放电循环过程中氧气的再生还原率达到100%。所以未来的基础研究和材料开发中，要对锂/氧气电池的可行性展开进一步的验证。

锂/硫电池组很难获得理想的比重能量密度，无论采用何种电极材料，锂/硫电池组可达到的比体积能量密度都大幅度低于传统锂离子电池组。为了使得电池单元的比重能量密度具有竞争力，锂/硫电池组需要相当大的表面积容量（大于4毫安时/平方厘米）和非常高的阴极硫含量（大于60%）。

在比体积能量密度方面，锂/硫电池组单元完全比不上传统锂离子电池组。但是考虑成本因素，锂/硫电池组可能有一定优势，因为提高生命周期和安全性的附加部件（扩散膜等）价格相对较低。如果固体电解质界面膜被研发出来阻止电解液的持续消耗，应用硅材料取代金属锂作为阳极材料，将有可能提高能量密度和延长生命周期。锂/硫电池组的硅阳极依然是一个开放性问题，涉及到怎样与锂相兼容，方法包括工业可行的预处理锂化工艺，或者用硫化锂代替硫阴极。

在过去的十年中，氢气燃料电池得到了非常大的进步。阴极高活性催化剂理念正将每辆燃料电池汽车的铂金使用量缩减到10克以下。脱合金化技术加工的新类型铂/铝催化剂展示了出色的电压循环稳定性，达到美国能源部设定的标准。现在的挑战是把先进的催化剂理念与高耐久性载体材料结合到一起，以便确保在整个汽车使用期限内燃料电池的性能表现。除此之外，低铂金负载造成的质量传输损失还需要得到更详细的理解，从而更好地降低损失量。燃料电池介质膜面临的最主要挑战是，发掘那些适用于高工作温度和相对低湿度环境下的材料，帮助简化系统设计、提高排热效率以及减小空气压缩机的能量损失。

目前，政府对于新能源汽车的支持主要集中在市场销售的后端，在研发设计的前端投入比较少，这种“不平衡”会造成非常大的滞后效应，这也是当前电池技术发展跟不上市场销量增长的主要内因。不破除这种“不平衡”，新能源汽车的发展就势必像一个“跛子”一样难以跑快。我们应当构筑一个合理的顶层建筑，把技术创新提高到战略的位置，来让新能源汽车跑得越来越快。