最成功的飛輪發(fā)電機_最成功的飛輪發(fā)電機水動力

　　曉宇

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　　Minitab在SPC&MSA中最成功的飛輪發(fā)電機的運用2017.6.5-6.6上海023--81309951

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　　某機構(gòu)的信息：2016年國內(nèi)鋰動力電池企業(yè)出貨量合計達30.5GWh最成功的飛輪發(fā)電機，同比增長79.4%，比亞迪、CATL、沃特瑪、國軒高科前四占比62.5%，動力電池行業(yè)儼然已經(jīng)進入最成功的飛輪發(fā)電機了行業(yè)寡頭格局，鴻海今年3月底10億入股CATL1.19%，其估值已經(jīng)達到了840億元，而動力電池種類繁多的功能輔件，也伴隨著行業(yè)快速成長。

　　動力電池的功能輔件的種類

　　現(xiàn)在的行業(yè)趨勢來看，動力電池廠商越來越朝著系統(tǒng)整體集成能力的tier1靠近，主要部件除了電芯要自己做，bms一些頂尖的動力電池企業(yè)也選擇自己做，而除此之外其實還有很多功能輔件，這一塊大多數(shù)廠商均會選擇向上游二級或三級供應(yīng)商進行采購，這些主要包括：比如電池包的整體結(jié)構(gòu)件：如電池外殼，側(cè)板，電池底板最成功的飛輪發(fā)電機；模塊與模塊間的高壓回路連接件，模塊的殼體，蓋板；方殼電芯的方通，蓋板，軟包電芯的鋁塑膜；正負極與極片的金屬軟連接，電芯與電芯間的跨界片；絕緣隔熱類的，電芯間的絕緣墊片，電芯內(nèi)的襯套，電池包的密封圈或者其他，當(dāng)然還有一些技術(shù)壁壘高的高壓器件，如繼電器，保險絲（包括MSD），HVIL回路線束等，如果是液冷系統(tǒng)的話還會涉及到冷卻板，冷卻管，heater等器件。直觀一點，從第一電動網(wǎng)李浩晨老師《簡單易懂的動力電池系統(tǒng)設(shè)計講解》的文章里截了兩張圖，非常的清晰：

　　當(dāng)然這是個風(fēng)冷的包，包里和模塊上主要的結(jié)構(gòu)件大概都能看清楚，當(dāng)然電芯本身還有一些結(jié)構(gòu)件如下：

電池蓋板及方通示意圖

電芯內(nèi)絕緣襯套示意圖

　　實際各個廠家會因電池包設(shè)計和功能的不同而有選擇性的采用以上的大部分用于自己的產(chǎn)品之中，從而對動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整性，絕緣性，熱管理及安全性進行輔助功能的應(yīng)用。

　　動力電池功能輔件的作用

　　承上所述，這些功能輔件的作用大致分一下，主要包括了結(jié)構(gòu)的完整性支撐，電芯間的功能連接，絕緣阻燃與密封，熱管理功能，高壓安全性保護：

　　當(dāng)然以上有很多設(shè)計的功能都是疊加的，不能完全區(qū)分開來，例如電芯的上蓋板既保證電芯結(jié)構(gòu)上的完整也通過安全閥等設(shè)計達到熱失控時泄壓的目的；電芯間的墊片既起到了功能上的絕緣阻燃也起到了結(jié)構(gòu)上的電芯壽命后期膨脹的緩沖等作用。

　　不同的功能輔件所要求的技術(shù)特性是不同的，例如電芯的殼體主要作為電芯內(nèi)活性物質(zhì)與外界全生命周期的屏障，因此耐久，耐腐蝕等性能顯得尤為重要；電芯間的跨接片又要求內(nèi)阻低通過大電流時發(fā)熱小，連接可靠性高，能通過振動要求，而采用軟連接的多層金屬則又要保證焊接的質(zhì)量；而密封圈等設(shè)計又是出于對電池包的密封性能的要求，既不能過粉塵也不能過水，一般能整體通過IP67標(biāo)準(zhǔn)；繼電器則要求大電流通過時不粘連，能有效開關(guān)；因此整體上來看，不同的要求和材料決定了其本身的技術(shù)難度和壁壘。

　　動力電池功能輔件的技術(shù)壁壘

　　單從市場應(yīng)用上來看，目前在乘用車型中高壓器件，鋁塑膜以及一些超薄水冷板設(shè)計上國外產(chǎn)品仍占據(jù)著一定的主導(dǎo)地位，而在金屬或塑料結(jié)構(gòu)件，隔熱或絕緣密封件上已是國內(nèi)產(chǎn)品的天下。本文暫不討論目前國外產(chǎn)品仍占主導(dǎo)地位的功能輔件，顯然他們?nèi)跃哂幸欢ǖ募夹g(shù)壁壘，那么目前已經(jīng)國產(chǎn)化的功能件，例如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件和絕緣密封件等還有技術(shù)壁壘嗎？

　　答案是肯定的。筆者早些年有幸參與過動力電池的研發(fā)過程，在產(chǎn)品研發(fā)過程中也經(jīng)歷過類似于“蓋板又漏了”“安全閥怎么沒開”這種結(jié)構(gòu)件失效的情況，因此對鋰離子電池結(jié)構(gòu)件的重要性深有體會，現(xiàn)在隨著工藝的成熟與技術(shù)的進步像筆者早些年遇到這些情況相信已經(jīng)越來越少了，壁壘消失了嗎？筆者認為并沒有，其實技術(shù)的成熟并不意味著壁壘的消失，而是從技術(shù)難度所造成的壁壘，變成了其他因素的壁壘，筆者認為主要在于以下三個方面，從高到低依次為：

　　第一功能輔件已融入電池系統(tǒng)的熱管理和安全性設(shè)計，成為一套較難分割的體系；

　　找個例子來說明，去年12月16日，行業(yè)龍頭CATL舉行了媒體活動，展示了如下資料：

　　第一張圖反應(yīng)的是電芯受力的情況，模擬包括振動，沖擊，擠壓等多種工況，其實模擬的就是電芯殼體和蓋板在機械應(yīng)力累加時的失效情況，從而確定結(jié)構(gòu)件的設(shè)計尺寸，厚度及具體焊接的強度等，而第二張圖亦反應(yīng)了對于電芯可靠性膨脹，封裝，機械件的失效的情況，這些顯然也是與結(jié)構(gòu)件息息相關(guān)的，在中國專利網(wǎng)上搜索CATL關(guān)于電池結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計，簡單搜索以下，已達數(shù)十項之多，且不說這些專利的實際應(yīng)用情況，但有一點確定的是電池系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)構(gòu)安全的設(shè)計已完全融入到整個電池系統(tǒng)的安全設(shè)計考量中，并扮演了重要角色；

　　實際電池生產(chǎn)企業(yè)中，針對電池蓋板的設(shè)計，焊接的工藝，模塊與模塊間的連接，底板對模塊的支撐，以及一些焊接一體化的設(shè)計，導(dǎo)致了目前電池結(jié)構(gòu)件遷一發(fā)則動全身的情況，要對一處結(jié)構(gòu)進行更改，則可能需要對整套系統(tǒng)進行更改，從而對安全性設(shè)計重新進行評價；同樣類似絕緣密封件的搭配，亦以在早期就融入進電池的熱管理系統(tǒng)設(shè)計中,可以說與電池的結(jié)構(gòu)功能件一起共同構(gòu)成了電池系統(tǒng)的安全性屏障。所以要對其中的一個零件進行改動或者替換需要對整套系統(tǒng)重新進行驗證，而功能件的供應(yīng)商與下游電池廠在研發(fā)過程中的捆綁，無形之中為這部分功能零件形成了極高的壁壘。

　　第二較長研發(fā)和驗證周期造成的替代難度；

　　在整車廠或零配件廠商呆過的讀者可能深有體會，對整車供應(yīng)商的評審是一個漫長的過程，隨著整車的開發(fā)，經(jīng)歷各個階段不同深度廣度的考核，DV,PV的驗證，而最終能夠SOP上車才皆大歡喜。而對于這種絕緣隔熱材料和結(jié)構(gòu)功能件的供應(yīng)商，往往又是跟耐久相關(guān)的試驗所考察的重點，一般做完耐久試驗或者碰撞試驗的車，都會要求做DRBTR（Design Review by Test Result），其中就需要對密封接口，機械結(jié)構(gòu)件，殼體腐蝕，連接扭矩等情況進行非常細致的檢查，試想如果不是供應(yīng)商出現(xiàn)了極大的質(zhì)量，誰愿意重新做這一輪驗證呢？

　　第三材料本身的加工工藝與一致品質(zhì)保證。

　　我認為第三個壁壘才是技術(shù)本身的，但這個技術(shù)本身的壁壘目前來看，相較于前面兩個反倒成了略低的壁壘，主要涉及三個方面：功能件供應(yīng)商對其上游材料例如金屬，橡膠材料本身的品質(zhì)把控能力，涉及到一些對特殊原料供應(yīng)商的把控；配合電池廠商的設(shè)計研發(fā)能力，涉及到一些結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)驗，和材料的精密度的定制化服務(wù)；以及生產(chǎn)這些功能件的工藝能力，包括對設(shè)備的駕馭和工藝良率的提升及產(chǎn)品的一致性保證。

　　綜上所述，我認為目前來看功能件的壁壘仍是非常高的，但這“個高壁壘”之所以打引號，并不是因為其功能件本身的制造工藝或者生產(chǎn)原料所帶來的，而是在于長期的上下游研發(fā)捆綁在一起的系統(tǒng)設(shè)計+較長的替代周期+再加上本身材料加工的技術(shù)所綜合造成的“高壁壘”。

　　動力電池功能輔件的市場規(guī)模

　　查詢了三處不同的數(shù)據(jù)來源：

　　·來自申萬宏源近期的研報顯示：“不同外形的電池對于配件的需求不同，平均的成本占比約為 12%?！?/p>

　　·來自中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2015-2020年中國汽車動力電池市場運營態(tài)勢與投資前景分析報告》指出：電動汽車用電池結(jié)構(gòu)件單車價值量約為1500元

　　·來自某研報：“取鋰電池成組價格5.5%為鋰電池結(jié)構(gòu)件價值量，是可供參考的。2016年動力類方形+圓柱電池出貨量25.4GWh，成組單價2.2元/wh計算，則2016年中國動力電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模約為25.4×22×5.5%=30.7億元?！?/p>

　　以上數(shù)據(jù)的不同可能來自于對結(jié)構(gòu)件種類定義和統(tǒng)計時間的不同，長江證券的測算主要基于動力電池的出貨量，成組價格2.2元/wh，應(yīng)屬于較樂觀估計；中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)時間較早，考慮到現(xiàn)在純電動和大巴車比例增加的情況，單車電池包容量增大，單車結(jié)構(gòu)件平均價格可能上升；若按照申萬12%測算，我們進行一個保守估算，按新能源汽車的實際銷量進行計算，假設(shè)30度電每個包，1500一度電，那么16年按50萬輛測算，市場規(guī)模也達到了27億；而今年四月隨著補貼的出臺，新能源汽車銷量又回到了高增長走勢，電池出貨量也將隨之增加，今年電池配件的規(guī)模預(yù)計還會大幅增長；

　　以上統(tǒng)計可能無法準(zhǔn)確反應(yīng)行業(yè)市場規(guī)模的情況，我們不妨查詢了一下行業(yè)龍頭的情況，目前做電池功能件的主要公司包括科達利，九九華立、方林科技、以及熱絕緣輔件的包括寶優(yōu)際，誠懋化學(xué)等，我們挑選給行業(yè)龍頭CATL供貨的科達利和寶優(yōu)際來分析：

　　科達利：主營業(yè)務(wù)主要為動力電池結(jié)構(gòu)件，汽車結(jié)構(gòu)件，以下為其官網(wǎng)展示的其主要產(chǎn)品，應(yīng)該主要為電芯的殼體和蓋板：

　　從科達利的招股說明書中可以看到，今年來科達利動力電池結(jié)構(gòu)件占比逐年上升，2016年僅動力及儲能類電池輔件已達到了9億的銷售規(guī)模。

　　而另一家寶優(yōu)際，申萬宏源研究報告顯示，作為CATL絕緣隔熱類主要材料供應(yīng)商，其功能輔件占營收比例亦大幅上升，2016年營業(yè)收入為6604.00萬元，較上年同期增長28.83%；歸屬于掛牌公司股東的凈利潤為1545.55萬元，較上年同期增長180.75%。而今年仍將持續(xù)大幅增長。

　　從中我們不難看出一個新興行業(yè)的爆發(fā)，不但是一個近千億估值龍頭的誕生，連其上游的每一個細分的輔件供應(yīng)商均帶來了高速的增長。

　　動力電池功能輔件的發(fā)展趨勢

　　1.技術(shù)高壁壘輔件的國產(chǎn)替代化；

　　最后我們來一起討論下動力電池功能輔件的發(fā)展趨勢，首先一個行業(yè)誕生之初往往都伴隨著較高的技術(shù)壁壘，而隨著技術(shù)的成熟，壁壘低的產(chǎn)品逐漸會出現(xiàn)越來越多的參與者，這個行業(yè)也是，鋰電行業(yè)幾年前四大主材的國產(chǎn)化率與現(xiàn)在不可同時日而語，而功能輔件上，目前來看例如結(jié)構(gòu)件，絕緣散熱件，密封件等國內(nèi)廠商早已有成熟方案，而隨著技術(shù)的進步，例如鋁塑膜，高壓繼電器，超薄水冷板等壁壘較高的輔件也將逐漸形成國產(chǎn)替代的趨勢，而這些零件即使在小，隨著動力電池行業(yè)本身規(guī)模的放大，都將出現(xiàn)不小的市場；

　　2.新材料輕量化與功能性輔件多樣化；

　　隨著對電池能量密度2020年300Wh/kg的要求，應(yīng)對策略一方面是電芯材料活性的提升，另一方面則顯然只能是電池系統(tǒng)內(nèi)主要結(jié)構(gòu)件材料的減重。結(jié)構(gòu)件的減重又將側(cè)重于新金屬材料體系的應(yīng)用以及同等材料體系精確用料計算的同時維持必須的剛度和強度，這其實也對結(jié)構(gòu)件廠商提出了跟高的技術(shù)要求；同時對于絕緣隔熱密封等功能性設(shè)計，亦會誕生越來越多的方案，以密封為例：目前市場上就有橡膠密封圈，密封劑，海綿膠帶等多種密封方案，各有利弊，而未來來看電池的隔熱絕緣等功能輔件也勢必會和電池包的冷卻系統(tǒng)共同配合，而不同廠商冷卻方案的不同，勢必造成這個產(chǎn)業(yè)的定制化與多樣化方向發(fā)展，其實這也更考驗了功能件廠商的設(shè)計能力與工藝實現(xiàn)能力；

　　3.高毛利或?qū)⒗^續(xù)維持；

　　目前來看相較于電池的四大主材(正極、負極、隔膜、電解液)，一些功能輔件的價格所占電池整體成本的比例較低，成本并不敏感，例如電池包的密封圈，承擔(dān)了關(guān)鍵的電池整個系統(tǒng)能否達到IP67甚至IP68的密封作用，取個典型價格約為150元，僅占一套乘用車電池系統(tǒng)成本的約0.5%以下；又例如高壓繼電器目前一個約500元，未來國產(chǎn)化替代價格還會下降，按一套系統(tǒng)3個(正，負，charger)高壓繼電器算，亦只占2-3%，而除了這些之外例如金屬結(jié)構(gòu)件和絕緣隔熱件主要為對金屬和橡膠等制品的粗加工，原料成本可控，而本身所占的價格比例低，預(yù)計在未來幾年內(nèi)毛利或能繼續(xù)維持在30-40%左右水平。

　　最后想說的是，隨著新能源汽車整體蛋糕的做大，產(chǎn)業(yè)鏈上再小的環(huán)節(jié)都能形成一塊“金礦”，而隨著技術(shù)的成熟，更多的高壁壘產(chǎn)品將會進行國產(chǎn)替代，3至5年后當(dāng)似乎難尋這些替代的機會時，整體的新能源車保有量又會催生大量的后市場的機會，包括新能源汽車保養(yǎng)與維修，動力電池的回收，新能源二手車的交易評估等等。只能說我們很慶幸，生在了這個見證行業(yè)重大變革的時代。

　　動力電池

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　　特點

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高能量和高功率；

高能量密度；

高倍率部分荷電狀態(tài)下（HRPSOC）的循環(huán)使用；

工作溫度范圍寬（一30 ~65℃）；

使用壽命長，要求5—10 年；

安全可靠。

應(yīng)用

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汽車和摩托車行業(yè)。主要是為發(fā)動機的起動點火和車載電子設(shè)備的使用提供電能；

工業(yè)電力系統(tǒng)。用于輸變電站、為動力機組提供合閘電流，為公共設(shè)施提供備用電源以及通訊用電源；

電動汽車和電動自行車行業(yè)。取代汽油和柴油，作為電動汽車或電動自行車的行駛動力電源。

　　鋰動力電池

　　鋰鐵電池是2000年后由美國永備公司所推出來并得到成功市場化的新型綠色高能化學(xué)電源，在應(yīng)用于需要的高能量高功率電源的電子設(shè)備和電動玩具方面，顯示了非常優(yōu)越的性能.在中等放電電流以上時，鋰鐵電池的放電時間可達堿錳電池的6倍左右；而與鎳氫電池相比，其放電電壓平臺，儲存時間具有顯著優(yōu)勢。

　　總的來說，鋰鐵電池具有以下突出優(yōu)點：

　　1、與堿錳電池的可互換性,在任何用途上都可以和堿性鋅錳電池相互換；

　　2、具有更長的工作時間和更高更平的工作電壓,尤其是在中等電流以上放電；

　　3、環(huán)保綠色電源,不使用任何汞、鉻、鉛等有毒物質(zhì)；

　　4、儲存性能好，放置期可以長達10年。

　　電池型號：LFB14505（AA）

　　放電容量：大于2700mAh（在1000mA放電電流下）

　　放電電壓：~1.45V（在200mA的放電電流下）

　　儲存壽命：10年

　　鎳氫充電電池

　　由于鎳鎘電池（Ni－Cd）中的鎘有毒，使廢電池處理復(fù)雜，環(huán)境受到污染，因此它將逐漸被用儲氫合金做成的鎳氫充電電池（Ni－MH）所替代。從電池電量來講，相同大小的鎳氫充電電池電量比鎳鎘電池高約1.5～2倍，且無鎘的污染，現(xiàn)已經(jīng)廣泛地用于移動通訊、筆記本計算機等各種小型便攜式的電子設(shè)備。 鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量儲備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長，并且對環(huán)境無污染。 目前，更大容量的鎳氫電池已經(jīng)開始用于汽油/電動混合動力汽車上，利用鎳氫電池可快速充放電過程，當(dāng)汽車高速行駛時，發(fā)電機所發(fā)的電可儲存在車載的鎳氫電池中，當(dāng)車低速行駛時，通常會比高速行駛狀態(tài)消耗大量的汽油，因此為了節(jié)省汽油，此時可以利用車載的鎳氫電池驅(qū)動電動機來代替內(nèi)燃機工作，這樣既保證了汽車正常行駛，又節(jié)省了大量的汽油。[2]

　　分類

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鉛酸蓄電池

鎳鎘蓄電池

鎳氫蓄電池

鐵鎳蓄電池

鈉氯化鎳蓄電池

銀鋅蓄電池

鈉硫蓄電池

鋰蓄電池

空氣蓄電池（鋅空氣蓄電池、鋁空氣電池）

燃料蓄電池 燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，他的正極是氧電極,負極是氫或碳氫化合物或乙醇等燃料電極。催化劑在正極催化氧的還原反應(yīng)，從外電路向氧電極反應(yīng)部位傳導(dǎo)電子；在負極催化燃料的氧化反應(yīng)，從反應(yīng)部位向外電路傳導(dǎo)電子；電解液輸送燃料電極和氧電極反應(yīng)產(chǎn)生的離子，并且阻止電子的傳遞。電子通過外電路作功，并形成電的回路。只要燃料和氧不斷地從裝置外部供給電池，就有放電產(chǎn)物不斷地從裝置向外排出（氫氧燃料電池）。

太陽能蓄電池

超容量電容器

飛輪電池

鈉硫電池。鈉硫電池的理論比容量可達760 W?h/kg，實際已達到300 W?h/kg，且充電持續(xù)里程長，循環(huán)壽命長。

　　負極的反應(yīng)物質(zhì)是熔融的鈉在負極腔內(nèi)，正極的反應(yīng)物質(zhì)是熔融的硫在正極腔內(nèi)。正極和負極之間用α―Al2O3電絕緣體密封。正極腔和負極腔之間有β―NaAl11O17陶瓷管電解質(zhì)。電解質(zhì)只能自由傳導(dǎo)離子，而對電子是絕緣體。當(dāng)外電路接通時，負極不斷產(chǎn)生鈉離子并放出電子，電子通過外電路移向正極，而鈉離子通過β―NaAl11O17電解質(zhì)和正極的反應(yīng)物質(zhì)生成鈉的硫化物。

　　推廣瓶頸

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　　新能源汽車

　　新能源汽車因其節(jié)能和環(huán)保的特性被看好，但是其產(chǎn)業(yè)化面臨最大問題是居高不下的銷售價格。從國外混合動力汽車看，同類型的混合動力和燃油型豐田凱美瑞差價達到8-10萬元，而國內(nèi)比亞迪純電動車型E6與同類型的燃油車的差價更是高達20多萬。雖然新能源汽車后期的運營和維護成本低廉可以逐步填平一次購置的差價，但是高額購置價格無疑成為阻礙新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的重要障礙。

　　新能源汽車價格之高源于動力鋰電池

　　新能源汽車主要由電池驅(qū)動系統(tǒng)、電機系統(tǒng)和電控系統(tǒng)及組裝等部分組成。其中電機、電控及組裝和傳統(tǒng)汽車基本相同，差價的原因在于電池驅(qū)動系統(tǒng)。從新能源汽車的成本構(gòu)成看，電池驅(qū)動系統(tǒng)占據(jù)了新能源汽車成本的30-45%，而動力鋰電池又占據(jù)電池驅(qū)動系統(tǒng)約75-85%的成本構(gòu)成。

　　解決新能源汽車高價格的核心是降低動力鋰電池一次采購成本。目前市場上已經(jīng)商業(yè)化的動力鋰電池主要包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池和三元材料電池等，中國市場以磷酸鐵鋰為主，日韓大多選擇錳酸鋰和三元材料的混合電池體系。賽迪經(jīng)智統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示目前國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池售價約在3-4元/Wh，錳酸鋰和三元材料電池約在4-5元/Wh。考慮不同類型新能源汽車的電池容量，插電式混合動力汽車的電池容量是10-16KWh，純電動汽車的電池容量24-60KWh，純電動大巴的電池容量一般是200-400Kwh，對應(yīng)電池售價在3-5萬元、7-18萬元和60-120萬元水平，如此高昂的電池價格是新能源汽車價格居高不下的主要原因。

　　電池成本降低之路：規(guī)?；突厥召Y源化先行

　　降低電池成本，一直都是產(chǎn)業(yè)內(nèi)重要的解決方向。除了電池體系改善和使用壽命提升帶來成本降低外，當(dāng)前主要的降成本方案是規(guī)模化和回收資源化。以全球新能源汽車最為成功的企業(yè)特斯拉來看，其使用18650圓柱電池(電池型號：直徑18mm，長度65mm)因規(guī)模擴大從2007年到2012年成本約下降了40%左右。未來隨著新能源汽車的普及動力電池的規(guī)?；a(chǎn)，電池成本會進一步降低到2元/Wh以下，從而達到《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》中2015年的規(guī)劃目標(biāo)。

　　在資源化利用上，動力鋰電池目前還存在回收體系不完善，回收價值偏弱的問題。雖然國內(nèi)目前也涌現(xiàn)出了像格林美和湖南邦普等大型回收企業(yè)，但是動力鋰電池回收存在回收成本高、回收產(chǎn)業(yè)鏈不完善的問題。動力鋰電池的回收資源化需要充分借鑒鉛酸電池回收利用的經(jīng)驗。鉛酸電池建立了完備的回收網(wǎng)點和回收產(chǎn)業(yè)鏈，一般鉛酸電池在回收時具備30%的回收價值。

　　動力鋰電池再利用：電池成本降低的新路徑

　　動力鋰電池再利用是指介于新能源汽車和動力鋰電池資源化的中間環(huán)節(jié)，通過對汽車使用后的動力電池進行拆解、檢測和分類后的二次使用，實現(xiàn)動力電池梯級，從而實現(xiàn)動力電池30-60%的成本降低目的。一般來說，新能源汽車對動力鋰電池報廢的標(biāo)準(zhǔn)是電池容量低于80%，如果剩余容量還在70-80%電池直接進行資源化回收是極大的浪費，做好動力鋰電池再利用對電池成本的降低尤為重要。

　　國家政策支持動力鋰電池在利用的產(chǎn)業(yè)化探索。2012年7月出臺的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》明確提出“制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。引導(dǎo)動力電池生產(chǎn)企業(yè)加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。”國家從規(guī)劃層面給動力電池再利用提供了方向。

　　新能源汽車動力鋰電池再利用領(lǐng)域主要瞄準(zhǔn)ICT領(lǐng)域、家庭以及可再生能源發(fā)電儲能等領(lǐng)域。雖然動力鋰電池再利用實踐在國內(nèi)還未開展，但是在日本、美國已經(jīng)有多年的示范經(jīng)驗。日韓從新能源汽車發(fā)展伊始就開始著力動力電池再利用的研究，這些前期研究工作給我國開展電池再利用研究提供了很好的借鑒。

　　多方合作建立新型的動力鋰電池再利用商業(yè)模式

　　動力鋰電池再利用商業(yè)模式需要建立多方面的合作機制。首先是動力鋰電池的回收需要遵循“誰制造誰回收”責(zé)任體制，通過推行回收責(zé)任制建立回收利用網(wǎng)絡(luò)，保證再利用電池來源。再利用核心主要包括電池回收、電池評價和二次再裝配利用等環(huán)節(jié)，由于再回收和新能源汽車運營中的電池運營商密切相關(guān)，建議由運營商、汽車廠和電池企業(yè)合資建立電池服務(wù)模塊，承擔(dān)動力鋰電池的再利用業(yè)務(wù)，對再裝配電池可以考慮通過電池租賃或者零售等方式應(yīng)用在終端客戶上。

　　動力鋰電池再利用商業(yè)模式

　　動力鋰電池再利用終端主要瞄準(zhǔn)家庭儲能、店鋪、新能源分布式發(fā)電、防災(zāi)據(jù)點以及通訊基站應(yīng)用等領(lǐng)域。儲能領(lǐng)域應(yīng)用對能量密度的要求不高，但是對循環(huán)壽命和價格要求相對較為苛刻，考慮電池回收、轉(zhuǎn)換及運輸?shù)榷嘀爻杀?，車用廢舊電池實際的回收價值將不到新電池成本的10%，在價格上可以滿足儲能的要求，但是循環(huán)壽命的驗證還需要在電池設(shè)計時予以考慮，保證在儲能利用環(huán)節(jié)的壽命要求。

　　動力鋰電池再利用的基礎(chǔ)研究是電池再利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，需要政府部門整合資源推進再回收示范工程實踐。由于我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈條中各自為戰(zhàn)的態(tài)勢，車企、電池企業(yè)或者運營商主動牽頭從事電池再利用的研究具有較大的難度，通過政府組織示范工程推進我國動力電池再利用的標(biāo)準(zhǔn)建立和應(yīng)用實踐尤為重要。此外，我國從奧運會、世博會以及各地最早運營的示范項目的新能源汽車電池逐漸進入淘汰期，如何結(jié)合這些淘汰電池進行再利用應(yīng)用實踐也更為迫切。

　　動力電池再利用業(yè)務(wù)的風(fēng)險所在

　　動力電池再利用和回收都是我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈考慮較少的環(huán)節(jié)，而漸行漸近的新能源汽車產(chǎn)業(yè)化帶來的巨量動力鋰電池處理已經(jīng)成為急迫解決的問題。據(jù)賽迪經(jīng)智研究結(jié)果，預(yù)計2015年，動力鋰電池累計報廢量約在2-4萬噸左右，到2020年前后，我國新能源汽車動力鋰電池累計報廢量將達到12-17萬噸的規(guī)模。如此巨大的電池回收量需要提前進行動力鋰電池再利用業(yè)務(wù)的研究和商業(yè)模式的摸索。

　　動力鋰電池再利用獲益空間的不確定。雖然從目前動力鋰電池企業(yè)提供的電池數(shù)據(jù)顯示，新能源汽車淘汰的電池還將保留70-80%的有效能量，而且在成本上具備較強的優(yōu)勢，但是電池在利用領(lǐng)域主要集中儲能領(lǐng)域還面臨諸多挑戰(zhàn)。我國的儲能電池目前還是集中在通訊基站儲能和大型數(shù)據(jù)中心、銀行等UPS儲能，而且主流儲能方式還是鉛酸電池，這些領(lǐng)域動力鋰電池再利用的替代還存在不確定性。此外針對新能源儲能，還受限于國家在新能源分布式發(fā)電領(lǐng)域的支持力度。[1]

　　動力電池隔膜

　　在全球重點發(fā)展電動車、儲能電池等新能源產(chǎn)業(yè)的今天，鋰電池做為公認的理想儲能元件，得到了更高的關(guān)注。我國也在動力電池領(lǐng)域投入了巨大的資金和政策支持，已經(jīng)涌現(xiàn)了比亞迪、比克、力神、中航鋰電等全球電池行業(yè)引人注目的骨干企業(yè)。正極材料、負極材料、電池隔膜、電解液是鋰電池最重要的四項原材料，鋰電池隔膜由于投資風(fēng)險大、技術(shù)門檻高，一直未能實現(xiàn)國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)，成為制約我國鋰電池行業(yè)發(fā)展的瓶頸，特別是在對安全性、一致性要求更高的動力鋰離子電池領(lǐng)域，更是我國從鋰電池生產(chǎn)大國到鋰電池生產(chǎn)強國難以逾越的障礙。

　　鋰電隔膜的主要生產(chǎn)工藝可分為干法和濕法兩大類。車用動力電池容量大，安全性要求高，這也要求隔膜具有更高的強度、保液能力及安全溫度。干法工藝可以采用多層復(fù)合的形式，該種隔膜具有結(jié)構(gòu)安全、孔隙均勻、透氣性好、耐高溫性好等諸多優(yōu)勢，完全滿足于動力鋰電池的嚴(yán)格要求，目前國內(nèi)外眾多的動力電池廠商均認可該種工藝的隔膜是動力鋰電池的應(yīng)用方向。

　　目前全球鋰電池產(chǎn)能急速擴張，做為主要材料的鋰電池隔膜產(chǎn)能增長速度呈現(xiàn)滯后的局面，已經(jīng)有眾多的電池廠家不同程度的表示了隔膜緊缺，隔膜材料產(chǎn)能的提高不僅對我國鋰電池乃至世界鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是一個迫切的要求。因而，在國內(nèi)盡快的涌現(xiàn)出更多的星源材質(zhì)一樣的民族企業(yè)是完善我國鋰電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提升我國鋰電池生產(chǎn)企業(yè)競爭和可持續(xù)發(fā)展能力的重要舉措，也是關(guān)乎我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。[3]

　　優(yōu)勢

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超長壽命，長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就500次，而山東海霸能源集團有限公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電（5小時率）使用，可達到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就1~1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，將達到7－8年。綜合考慮，性能價格比將為鉛酸電池的4倍以上。[4]

使用安全，磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強烈的碰撞下會產(chǎn)生爆炸對消費者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試即使在最惡劣的交通事故中也不會產(chǎn)生爆炸。

可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動電流可達2C,而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。

耐高溫，磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃~500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。

大容量。

無記憶效應(yīng)。

體積小、重量輕 。

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