电动车有“锂”将大行其道
■ 董鹏
锂电池是二次电池技术中能量密度最高、综合性能最好的电池，其市场份额自诞生之日起便逐年提升。与其他充电电池相比，锂离子电池具有高能量密度、高电压、寿命长、充放电速度快等优点。锂离子电池已经占据了手机、笔记本电脑等消费电子类产品电池的主要市场，未来随着锂电生产工艺和电池性能的进一步提升，将占据储能电池、动力电池等领域的主要市场。
观察现状
电动汽车电池既是发展电动汽车的核心，更是电力工业与汽车行业的关键结合点。目前做电动车（包括低速电动车、混动等）的电池种类繁多，例如丰田的混动车型用镍氢电池，本田混动、别克混动则用锂电池、银隆钛酸锂电池，比亚迪新能源则用磷酸铁锂电池等。可以看出，新能源发展核心就是电池技术。电池的进步往往是突破性的，是选择用什么材料的问题，这就导致其具有很强的颠覆性，所以投资风险很大。
各类锂离子电池的制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段。极片制作工艺包括搅拌、涂布、辊压、分切、制片、极耳成型等工序，是锂离子电池制造的基础，对极片制造设备的性能、精度、稳定性、自动化水平和生产效能等有着很高的要求；电芯组装工艺主要包括卷绕或叠片、电芯预封装、注电解液等工序，对精度、效率、一致性要求很高；电芯激活检测工艺主要包括电芯化成、分容检测等；电池封装工艺包括对构成电池组的单体电池进行测试、分类、串并联组合，以及对组装后的电池组性能、可靠性测试。锂离子电池的生产工艺复杂，不同型号的锂离子电池的生产工艺不同，甚至同一型号但不同的电池生产商所用生产工艺也不同。
国外企业单一设备精度高，价格昂贵。目前，日本和韩国的锂电设备居于世界领先地位，相对于国内研发起步早，设备精度高、自动化程度较高、性能优越、技术更加成熟，价格也相对价高。企业分工精细，基本上都是从事单一设备的研发制造，如国外生产锂电卷绕设备的企业主要有日本皆藤、CKD以及韩国的Koem；生产涂布设备的企业主要有东芝、富士、东丽、平野；生产分条设备的企业主要有日本的西村等。
国外设备在电池型号变换方面有较大的局限性。国外锂电池自动化生产设备企业进入行业较早，凭借其基础机械工业较为先进、锂电池厂商专业分工较细的基础，积累了较好的技术优势，产品精细化、自动化程度较高。但锂电池专用设备制造行业是一个非标准化行业，设备的性能需要根据客户生产工艺的改变进行不断的改进，国外设备在电池型号变换方面有较大的局限性，设备适用范围窄，与国内较为频繁更换电池型号的生产方式不太符合，且价格昂贵。国内设备针对我国电池生产的工艺特点而研发制造，适应性强，性价比优势明显，随着国产锂电设备技术水平的提升，将进一步缩小与进口设备在产品质量上的差距，国内厂商可以充分满足客户的生产工艺需求，国产设备对进口设备的替代效应会增强。
以高压电力电容器自动卷绕机为例，我国从20世纪70年代开始研制和应用，但由于自动化水平低，生产效率不高，要实现薄膜电容器的大批量生产必须依靠国外进口，进入21世纪以来，国内自动化设备制造企业技术水平快速提升，部分研发投入力度大、设计能力强的制造企业具备了生产薄膜电容器设备的能力，设备国产化进程日益加快，行业呈现显著的进口替代趋势。
与此同时，储能技术的提升将成为锂电池需求增长的新助力。锂电储能技术，目前应用最广的一种技术，已逐步成为应用领域最广的储能技术，适合分布式储能，中长期潜力最大。2016年，储能新增装机中，锂离子电池的占比最大，为83%。目前国家大力发展光能、风能等清洁能源，而发展这些能源的最大阻碍之一就是储能技术的落后。“十三五”期间，储能被列入了“十三五”规划百大工程项目，我国储能技术、政策仍然处于市场导入阶段，储能电池的主要类型还是以锂电池为主，随着技术的进步、经济性的提高，锂电池储能的成本有望进一步降低，届时锂电池市场有望再次爆发，进一步提升锂电设备的需求。
“井喷”发展
根据智研咨询发布的《2017-2022年中国锂电池行业深度调研及投资战略研究报告》显示，受新能源汽车近两年行业高增长影响，国内动力锂电池需求不断增加；受行业政策规范影响，国内动力锂电池需求比2014～2015年热度稍减，但仍然会维持40%左右的行业高增长。2016年中国锂电池的产量达到78.42亿只，同比增长40%。
2016年11月底，工信部发布了《汽车动力电车行业规范》，明确要求锂离子动力电池单体企业年产能力不低于80亿瓦时，政府提高行业门槛，意在加速动力锂电池行业兼并与分化，改善行业竞争环境，提高锂电池产业发展能力和水平。
随着政策完善和产业优化，未来三年内动力锂电池需求会维持高速增长。从下游需求新能源汽车出货量的角度测算，2017～2019年动力锂电池将保持40%的复合增长率。锂电设备企业决定了下游行业能否节能降耗以及提升产品品质，即很大程度影响着下游锂电企业的成本端，因此，随着锂电池行业对产量、性能要求的提升，将带动锂电设备行业的增长。
据中国汽车工业协会数据统计，未来锂电设备行业将受动力锂电池行业增长拉动，整线生产成本降低，国产设备占有率提高，未来3～5年设备需求规模将大幅提升。2016年动力锂电池出货量为30.5GWh，根据动力锂电池2017～2019年复合增速40%的测算，到2019年动力锂电池的市场容量为83.6GWh，按照平均1GWh对应6亿元的设备需求计算，2016年动力锂电池对应的设备总值为180亿元，而距离2019年，动力锂电设备需求的增长还有300亿元。
2015年中国锂电池总产量47.13GWh，其中，动力电池产量16.9GWh，占比36.07%；消费锂电池产量23.69GWh，占比50.26%；储能锂电池产量1.73GWh，占比3.67%。2016年动力锂电池在经历了需求跳跃式增长后，其产量可达锂电池行业总产量的50%以上。预计到2019年，动力锂电池的产量将达到锂电池总产量的70%。根据对动力锂电设备的测算可以得出，2016年锂电设备的总量为360亿元，其中前端设备占总量的60%，国产化率为65%；后端设备占总量40%，国产化率为90%；则2016年国产锂电设备总量为270亿元。2019年锂电设备需求总量为680亿元，前后端设备占比不变，前端设备国产化率提升到80%，后端设备维持90%，则2019年国产锂电设备总量预计为570亿元，还有翻倍空间。
从这几年电动自行车市场的发展情况来看，该市场的容量已基本饱和，预计2017年全球电动自行车市场销量约为3500万辆，其中中国市场约为2500万辆。目前全球电动自行车的产能90%以上集中在中国，虽然锂电版电动自行车在欧美市场大发展会在一定程度上刺激这些地区产能的提升，但未来几年中国的产能仍将保持在85%以上的高比例。
未来发展之路
前几年，在国家新能源产业政策的推动下，全国各地掀起了一股制造锂电池的狂潮。锂电池电芯与PACK组装企业，一度达到400多家(包括新能源汽车用的锂电池)，其中涉足电动车用的锂电池企业曾有200～300家之多。然而，轰轰烈烈的新能源制造热的背后，核心材料如正极材料、隔膜、电解液以及软包装电芯用的铝塑膜等严重依赖进口，导致制造的锂电池成本价格居高不下，同样容量的锂电池，其价格是铅酸电池的三倍以上，导致市场推广艰难。
近三四年来，经过国内锂电池材料企业的努力，目前制造锂电池核心技术已经取得重大的突破，用于电动车的锂电池，所有核心材料基本上实现了国产化。目前，锂电池包括充电器在内的48v11Ah(采用18650圆柱形钢壳，每颗电芯为2200mA，65颗电芯串并联)成组，价格不到500元，与铅酸电池相比，具有性价比优势。这个价格已经是锂电池刚推向市场的1/3左右。由此可见，锂电池逐步替代铅酸电池不是一句空话。
今年2月，中国汽车工业协会常务副会长董扬发表文章《关于四轮低速电动车标准的思考》指出，基于安全的考虑，低速电动车将不允许使用铅酸电池。这与去年10月《四轮低速电动车技术条件》国家标准正式立项时的政策倾向是一致的，即低速电动车配装的动力电池要从铅酸电池升级为锂电池。
当前，国家重点支持的新能源汽车以锂电池驱动为主，且越来越成为主流方向。我国新能源客车发展形势较好，多数采用磷酸铁锂电池，其安全性好、能量密度相对高、体积也相对小。我国电池企业基本掌握了磷酸铁锂的核心技术，但锰酸锂和三元体系的电池技术仍由日、韩企业把控。在政策支持和市场需求逐步扩大的背景下，近几年，锂电池企业如雨后春笋般涌现。
锂离子电池技术的先进性和在新兴关键市场（电动汽车领域）的应用，已激发全球范围内的研发热潮，因此锂离子电池势必将在电动汽车和新能源领域占据重要位置。目前在电动汽车中，应用较多的锂离子电池是磷酸铁锂电池，它的热稳定性和安全性较好，同时价格相对便宜。这些因素使磷酸铁锂电池成为小型电动汽车和PHEV（插电式混合动力汽车）动力电池首选。然而在锂离子电池中，磷酸锂电池的比能量、比功率以及运行电压相对较低，在大型纯电动车应用方面钴酸锂和锰酸锂电池等更具优势。
总之，锂离子电池在电动车上作为动力能源，成为了电动车发展的一个新趋势。近期国家大力推进动力锂电池研发和产业化的政策频出，预计未来动力锂电池企业将加速产能扩张，以应对未来市场需求。