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【“锂资源”走过价格狂飙突进:动力电池技术路线依旧百花齐放】

近期,持续飙涨的锂资源价格已经开始趋向稳定,锂、镍等关键原材料的价格或将出现回调。

“伴随着新能源汽车爆发式增长,我国动力电池装机量也实现了大幅提高,2021年全年装机量为154.5GWH,同比增长142.8%。预计到2030年全球电池装机量将达到大概3000GWH,行业正在快速增长。”6月16日,中科院院士欧阳明高在一场动力电池论坛上公开表示。

中国电池行业目前是全球最大、产业链最全的,占了全球产量的约70%,这是中国的优势产业。不过,我国电池行业也面临着材料价格上涨、国际政治经济形势等一系列挑战。

伴随着市场需求的大幅提升,动力电池产业在技术更迭、产业链建设、市场形态、产业布局等方面呈现出了一些新特征、新趋势。为了应对上游材料价格波动问题,亟须建立稳健的供需体系并开展电池材料的智能回收。面对欧美日韩对手的强势竞争,百花齐放般的技术创新仍然是我国电池产业未来几年竞争力持续提升的有效手段。

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电池行业正在建立稳健的电池材料供需体系。视觉中国

关键材料价格或将回落

受产业周期、疫情、国际局势紧张等多重因素影响,动力电池上游原材料成本涨幅不断增加。从产业链整体的角度看,各个链条上的企业都承担成本上升的压力,这也影响着我国新能源汽车产业的健康发展。

不过,近期,持续飙涨的锂资源价格已经开始趋向稳定,并且有多位行业人士认为,锂、镍等关键原材料的价格或将出现回调。

容百科技董事长白厚善指出,预计明年金属镍供应量会超过40万吨,镍价会从现在的2万多美元/吨下降到1.5万美元/吨以下。

锂价格同样也预计会有所回落。“我们原来预测下半年碳酸锂价格会开始回落,前段时间这个趋势已经开始,但因为新冠疫情导致生产暂时下降,5月份生产迅速恢复,出现了价格短暂回调,但大趋势肯定是下降。这也是矿业本身的特点,矿业作为周期性行业,当需求突然增加时价格会迅速上涨,但一定会回落。”白厚善表示。

尽管材料价格飙升,但从供给侧长期来看,动力电池的主要原材料供应充足。

欧阳明高指出,从锂资源角度看,发展锂电池产业是没有问题的,国内锂资源探明储量在不断增加。

“我们现在的锂资源可采储量,轿车能做到30亿辆,中国估计到2040年、2045年就是3亿辆新能源轿车。而且到了一定程度,材料就可以开始循环,我们估计在2050年应该有一半的材料都是循环来的。”欧阳明高表示。

孚能科技董事长兼CEO王瑀也表示,国内原材料储量是足够的,现在出现原材料短缺的问题是由于新能源汽车产能的突然爆发导致上游供应链供应不上,出现了供需关系的偏离。

电池行业正在建立稳健的电池材料供需体系。企业层面,供应链上下游企业应抱着共创共赢的态度去建立长期、稳定、友好的合作关系。整车、电池、电池的上游材料以及资源端要协同考虑,提高电池材料长短期需求预测和筹备能力。

国家层面,已经逐步对上游扩产进行有效的引导和布局,进一步自主开发国内资源,并在国际合作方面同澳洲、南美等区域建立更加紧密的双边合作,以保障原材料的供给。

另一方面,电池材料价格的上涨,意外催生了电池回收产业的快速发展。欧阳明高预计,在2050年有一半的电池材料都来自回收循环,这将很大程度上缓解当前的动力电池原材料短缺问题。

事实上,电池回收不仅仅是回收企业的责任,高效、自动化、智能回收跟电池本身的结构、架构有很大关系。因此在电池的初始设计端,包括电芯、电池包的设计,需要考虑将来的拆解便利性。在下一代的电池回收体系中,智能化水平、自动化水平将会得到更大的提升,能够对原材料的供应提供进一步的保障。

不过,目前电池回收还面临着回收难、标准化缺失等难题。

北京卫蓝董事长兼总经理俞会根认为,电池回收要从电池的全生命周期设计来考虑,从初始设计时就考虑梯次利用等回收相关的工作,真正把电池做全生命周期的设计,同时全产业链都参与进来,才能将链条全面盘活。

“我们不能把电池回收的责任都推到回收企业上,能不能做到高效、自动化和智能的回收,其实跟电池本身的结构有很大关系。如果说电池本身就不具备回收的便利性或友好性,再好的技术在后端也很难发挥效力。”中创新航研究院院长郑翔表示。

电池技术发展百花齐放

从消费者的角度而言,更加关注动力电池在高安全、高比能量、长寿命和快充等方面的表现。

近年来,随着技术的进步,动力电池比能量水平不断攀升。目前三元方形电池能量密度接近300Wh/kg,软包电池已达到330Wh/kg;半固态电池能量密度也已突破360Wh/kg,预计到2025年将实现400Wh/kg;未来锂硫电池能量密度有望达到600Wh/kg。同时,安全也是电池企业的生命线。高镍、低钴/无钴、高锰等技术的不断创新和迭代,均是以保证电池安全性能为前提条件。

动力电池企业竞争的核心则是做到并满足主机厂和消费者对于电池性能的需求。

“我们既要有各指标的平衡,又要有绝对值的提升,每家电池企业还要有自己的特色,坚持多样化发展。锂电池性能指标应当兼顾不同应用场景需求,实现电池综合效益最大化。我们认为电池各个性能指标绝对值都将继续提升,这是技术发展的一个必然趋势。”欧阳明高表示。

动力电池技术路线多样,性能各有不同。动力电池按照封装形式来划分,分为圆柱、方形、软包电池;按照材料体系来划分,分为磷酸铁锂和三元。此外,近年来,CTP、CTC、One-Stop、麒麟电池等新型电池层出不穷。

不同的技术路线决定了动力电池不同的性能参数,包括容量、电压、全性、循环寿命等,进而决定了整车的性能和成本。

从主流的电池材料体系来看,磷酸铁锂电池和三元锂电池在不同的细分市场和应用场景,各具有不同的优势。“对于三元和磷酸铁锂之间的区别,主要是目前市场存在的技术,大规模应用的技术,基本上没有什么谁对谁错的问题,只是定位的市场场景、应用场景有区分,面对的是不同的车型或者说不同的用户群体。”郑翔表示。

从封装形式来看,圆柱、方形、软包三种路线三分天下,不同的电池厂商有所侧重,但是又有所重合,三种技术路线各有优劣。特斯拉推崇的圆柱电池采用卷绕工艺,产品品质稳定,成本相对较低,但对于BMS系统提出了较高的要求;方形电池封装可靠度高,结构较为简单;软包电池,具有单体能量密度高、安全性能好、循环寿命长、设计灵活等优点,但是壳体强度低,对成组技术依赖性强,成组效率相对较低。

孚能科技选择了软包电池方向。王瑀认为,理论上讲肯定软包电池是最佳的选择,现在软包电池稳定性没有问题。

由于不同客户有不同的需求,宁德时代在圆柱、方形、软包均有布局。不过,宁德时代首席科学家吴凯表示,更倾向于方形硬壳是更合适的方案。“我们的车要用10年,软包在封装的密封性上属于半密封状态,硬壳通过激光焊接可以叫做全密封,基于此宁德时代更倾向于用方壳电池。”吴凯表示。

整体而言,我国动力电池产业目前创新势头迅猛,需要继续保持,但欧美日等发达国家也在动力电池领域持续深耕,并各具优势。

欧阳明高认为,现在电池还处于创新非常活跃、百花齐放的时候,但相信再过10年局面应该会比较清晰。在标准化方面,几种结构要继续保持创新的势头,大家都在创新,各自完善各自的体系,这是很重要的。

“现在的锂离子电池仍将在长时间内占据市场的主导地位,全固态电池现在只能说仍然是一个理想状态,虽然现在有很多汽车厂商都宣布在2030年之前引入,我相信这是有可能的。但是就算2030年,它的市场占有率仍然会很低,但是相信理想的电池一定会出现。”欧阳明高最后表示。

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【昆仑天路上电信小哥的青春高度】壁立千仞,飞沙走石;雨雪交加,冰雹霰击;盘弯入云,天路遥遥……这是初夏时节,记者随中国电信股份有限公司新疆叶城县分公司(以下简称中国电信叶城分公司)网络部员工师亚峰,穿越喀喇昆仑山,前往海拔5170米的奇台达坂通信基站例行维护经历的状况。昆仑行,记者不仅体味天路艰险,也丈量着一位90后电信小哥的青春高度。

中国电信叶城分公司除了立足县域通信服务外,还肩负着中国电信手机信号覆盖新藏公路(219国道新疆叶城至西藏阿里地区公路段,也称天路新藏线)的通信服务使命。穿越喀喇昆仑,让世界聆听来自昆仑圣境的声音,是新疆电信人的勇毅和担当,90后电信小哥师亚峰便是他们中的代表人物。

记者在叶城初见师亚峰时,心里多少有些惊讶。1996年出生,毕业于喀什大学地球物理应用专业的他,看上云要比实际年龄成熟了许多——黝黑的方脸盘,憨憨的表情,惜字如金的表达……他甚至对记者说:“别采访我,我没做什么了不起的事。”

据中国电信叶城分公司总经理岳文平介绍,近两年来,昆仑天路上的基站建设、开通、维护;沿线用户的宽带安装,网络测试等,都有师亚峰不畏高山缺氧倾力服务的身影。大家也称他为“电信小哥”。

5月24日清晨,我们从叶城县新藏公路“零公里”处出发时,师亚峰给远在甘肃天水的家人打了一通视频电话。师亚峰对父母说:“我要上昆仑山了,四五天时间,给家里说一声。”师亚峰的父母要他到山上后报个平安,并叮嘱他注意安全。师亚峰应了一声,默默地挂了电话。

向昆仑山行进时,记者问他:“家里人挺担心你上昆仑山吧?”

师亚峰说:“还好,山上山下都是干活。”

“怎么理解你这句话的意思?”记者有些迷惑。

“哦,在山上干活苦了点,险了点,只要自己不吓唬自己,家里人就不会担心。”

“有意思!”记者点了点头接着问 道:“你到过的最高工作点位海拔是多少?”

“海拔5600米,那个点位的通信基站是我开通的。”

“自豪吗?”记者问。

师亚峰憨憨地一笑,手指捻出一个“小心心”说:“在那个通信塔上我开通了手机信号时,心里有那么一下下‘虚荣’爆棚,就一下下,然后,我得赶紧从塔上下来吸氧,还要看信号是否稳定。”

师亚峰说这件事的时候似乎很轻松,但是,在昆仑山海拔5600米的地方干活,那是对身心极限的挑战。而他们每“一下下”的付出,都是为了新藏公路达1500千米沿线的矿山、旅游、货运、巡边护边、边境警务等中国电信用户畅享天路通信服务。

新疆叶城被称为昆仑第一城。从县城出发南行60千米,一山九重天的喀喇昆仑,就那么连绵横亘在面前,令人陡生敬畏。

“进山了,我们要走盘山路翻阿卡孜达坂,路上会有一些状况,大家不要紧张,司机有经验。”师亚峰提醒记者。

阿卡孜雪山达坂是我们此行要翻越的第一座达坂,达坂垭口海拔高度3150米,虽然在这个达坂上高原反应不太明显,但是达坂上气压反差大,紫外线极强,耳膜鼓胀,皮肤被灼伤,可能就在不知不觉中发生。

尽管师亚峰告诉我们说,翻越阿卡孜达坂只是“预热”,但陡峭的S形山路,飞舞的风沙,时不时从山坡上滚落的碎石威胁行车安全的状况,委实令人不安。至达坂垭口时,云雾阴翳,下起了雨夹雪,温度也降到零下。

工作车在达坂垭口安全地带停了下来,师亚峰和一位同事背上工具,一阵风似地爬上垭口左侧的山头,记者喘着气紧赶慢赶爬上山头时,师亚峰已在通信塔上做维护检测。

“你在塔上干活的样子像‘昆仑少侠’,挺帅的。听岳总说,你第一次上阿卡孜达坂时出过一点状况,那是咋回事?”等师亚峰从塔上下来后,记者问道。

师亚峰犹豫了一下说:“头一回上山时,达坂上是晴天,达坂上天一晴,紫外线就是无形的挫刀,我自己没做好防护,半个小时活干下来,脸上不对劲了,用手轻轻抹一下,直往下掉皮。白天还好一些,晚上一躺下,脸生疼,切肤之疼。”

“那时候对自己工作的选择犹豫过吗?”记者问。

“那到没有,真正犹豫过的是第一年的冬天,在海拔4990米的塞力亚克达坂上干了一桩糗事。”师亚峰说。

冬天的塞力亚克达坂,气温达零下30多摄氏度。那一次师亚峰和同事踩着厚厚的积雪爬到通信塔前时,师亚峰摘下手上的棉手套,从怀里掏一个捂着的信号检测设备,因突然缺氧严重,身体有些失衡,师亚峰下意识地抓了一把塔基的角铁,结果手掌被生生地粘掉了一层皮。

“那一次是咋样犹豫的?”记者追问。

师亚躲在有些不好意思地说:“当天我们返回叶城后,自己确实犹豫过要不要继续留下来工作,想着想着还蒙头哭了一鼻子。”

“后来是咋样说服自己留下来的?”记者想探究竟。

师亚峰憨憨一笑,“好像也没那么复杂。那天纠结了一会儿,手心疼了一阵子,又哭了 一鼻子,然后就是领导和同事来看我。再然后这事就过去了。”

“就这么简单?”记者问。

“嗯,挺简单的。练了一回‘铁沙掌’,也长记性了。”师亚峰说着看了一下表:“不聊了,我们得赶路,接下来的两个达坂才是真正的天路。”

海拔4990米的塞力亚克达坂(也称麻扎达坂)和海拔4750米的黑卡达坂是昆仑天路上最艰险的行程。塞力亚克达坂雪山陡峭直入云天,达坂上风裹着雪碴肆意敲打车窗和引擎盖,像是与人板。九十九道弯的黑卡达坂,雪山层叠,飞鸟灭踪,弯弯惊魂。纵然是在这样的恶劣绝境中,达坂的山头上,中国电信的通信塔直刺苍穹,师亚峰和同事们也曾不止一次地爬上铁塔,确保通信信号覆盖天路。

奇台达坂是我们此行的终点。我们是在抵达距叶城498千米的大红柳滩的次日上去的。

从大红柳滩出发时,师亚峰说:“上奇台达坂的路相对好走一些,但达坂垭口的海拔达到5170米,空气含氧量只有平原地区的四分之一,很多人会在奇台达坂出现强烈的高原反应。”

奇台达坂上,中国电信的通信基站建在公路旁向阳的山头上,那儿的积雪相对少了一些。记者跟着师亚峰上去时,胸闷缺氧很明显,后脑勺也有强烈的疼痛感。同行的一位记者走着走着就躺在山坡上,抱着氧气罐吸氧。师亚峰叮嘱我们不要多说话,慢慢地往上走。

检查基站设备状况,清理太阳能板上的积雪和浮冰……师亚峰一声不吭,不紧不慢地干着活。稍缓了一会儿后,师亚峰开始往铁塔上爬,同事阿里木江在下面做保障。

突然,师亚峰在上面说:“不行了,我缺氧了!”说着,他用大拇指朝下比划了一下。

师亚峰从塔上安全下撤,坐在地上吸氧时,阿里木江拿出一块馕和一袋酸奶:“补充一下能量吧小哥,早上为了照顾大家,你没吃早餐吧?”

“早上没什么胃口,这会儿还真有点饿,缓一下我继续上塔。”师亚峰咬了一口馕说。

雪山环绕,蓝天碧日,被强烈的紫外线照射着的通信塔泛着斑斓的冷光,仿如神话般的“通天塔”。

“后台、后台,奇台达坂的通信信号如何?”

“叶城收到!奇台达坂通话清晰、视频画面清晰,一切正常。”

通信塔上传来师亚峰与叶城公司后台通话的声音,记者闻听后,激动地为师亚峰鼓起掌来……

做红柳 扎根新疆如故乡

上奇台达坂的途中,师亚峰带我们拐进山里一座正在建设中的银铅矿。那儿建有一座中国电信的通信基站,解决了矿上对外通信的难题。

师亚峰一到矿点,换班的矿工们就把他围了起来。“电信小哥来啦……我的流量不够用,我想换套餐……小哥,啥时候把我升成你们电信的VIP呗……”矿工们七嘴八舌,把师亚峰当成了“通信宝”。

那时候师亚峰笑得很纯真、很开心;那时候你会发觉他其实就是一个快乐的大男孩。

从奇台达坂返程的时候,我们停在一处便道旁啃馕吃野餐。记者问师亚峰:“看你现在的状态,感觉你挺爱昆仑山,挺喜欢新疆的。对自己有什么规划吗?”

“咋说嘞?可能是一种缘分吧!在昆仑山里走多了,连路边不多见的红柳都像是亲人。总得有人在这里干活吧!我觉得自己现在这个状况挺好,心里挺满足。”师亚峰一边啃着馕,一边给一株红柳浇了一点自己喝的瓶装水。

“这么说你会留在新疆喽!找对象了吗?”记者问道。

“新疆很好呀,我喜欢新疆,喜欢这儿的红柳。至于找对象的事,那还得看缘分。你看我这张脸,黑得都‘包浆’了,哪个女孩会看上我?”师亚峰憨憨一笑。

记者被他逗乐了:“那也是一种帅,而且这种‘包浆’抗紫外线能力强。”

“哈哈,这话我很受用……”师亚峰笑得很灿烂。

当天下午,我们再次翻越塞力亚克达坂时,达坂上下起了锥形冰雹和鹅毛大雪,师亚峰让我们稍作停留,他要去基站巡查一下。

师亚峰下车往山头上走的时候,记者说:“戴上手套。”

那时,师亚峰忽然变得挺“文艺”,他头也不回晃了晃手套大声说:“没事的,我要向天再借一付铁沙掌……”


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