況新亮，劉垂祥，熊 朋

（江西省江投能源供應(yīng)鏈有限公司，江西南昌 330103）

當(dāng)前，在“雙碳”目標(biāo)［1］指導(dǎo)下，中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)正高速蓬勃發(fā)展。根據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)，自2021 年8月以來(lái)，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量滲透率已連續(xù)三個(gè)月超過(guò)15%，而新能源乘用車(chē)的月度市場(chǎng)滲透率最高已經(jīng)達(dá)到19.78%，幾乎達(dá)到2025 年20%的市場(chǎng)滲透率目標(biāo)［2］。與此同時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)也增長(zhǎng)迅速。據(jù)CNESA 統(tǒng)計(jì)，截至2020 年底中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模累計(jì)達(dá)到3.27 GW，較2016 年裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)約10倍［3］。國(guó)家大力支持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并在新能源汽車(chē)和新型儲(chǔ)能領(lǐng)域制定了諸多政策來(lái)引導(dǎo)和促進(jìn)行業(yè)向前發(fā)展。全球來(lái)看，為應(yīng)對(duì)氣候變暖，世界主要國(guó)家都已制定燃油車(chē)禁售時(shí)間表或新能源汽車(chē)發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)大力發(fā)展電化學(xué)儲(chǔ)能［4-5］。美國(guó)很早就對(duì)儲(chǔ)能進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和戰(zhàn)略布局，美國(guó)能源部（DOE）先后發(fā)布《儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)路線圖》［6］和《國(guó)家鋰電藍(lán)圖2021—2030》［7］，確定了美國(guó)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位；歐盟也制定了《歐洲儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展路線圖》以及“電池2030+”計(jì)劃等來(lái)促進(jìn)其儲(chǔ)能和電池技術(shù)的發(fā)展［8-9］。顯而易見(jiàn)，汽車(chē)電動(dòng)化和新型儲(chǔ)能發(fā)展正在世界范圍掀起一場(chǎng)綠色能源革命。

目前來(lái)看，這場(chǎng)綠色能源革命的主要技術(shù)承載點(diǎn)是鋰離子電池。作為當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的可充電電池，鋰離子電池具有能量密度高、使用壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)的特點(diǎn)［10］，早在20世紀(jì)就被索尼成功實(shí)現(xiàn)商用并廣泛用于數(shù)碼產(chǎn)品，是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)電動(dòng)化和電力系統(tǒng)新型化的關(guān)鍵所在。經(jīng)過(guò)多年培育，中國(guó)已基本建成較齊全的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)技術(shù)創(chuàng)新也促進(jìn)鋰電池在性能、成本和安全等方面不斷進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新和政策支持將給行業(yè)帶來(lái)更多發(fā)展機(jī)遇。另一方面，國(guó)內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在一些問(wèn)題，特別是2021 年以來(lái)鋰金屬價(jià)格上漲數(shù)倍，鋰金屬短缺問(wèn)題影響著行業(yè)的健康發(fā)展?；诖?，本文將對(duì)鋰離子電池發(fā)展史及其產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，對(duì)影響鋰電池產(chǎn)業(yè)的重要因素包括相關(guān)行業(yè)政策、鋰電池技術(shù)發(fā)展、鋰電池成本以及鋰金屬資源問(wèn)題等進(jìn)行分析，綜合相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)全球鋰電池市場(chǎng)發(fā)展進(jìn)行展望，并對(duì)國(guó)內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能面臨的問(wèn)題進(jìn)行分析和建議，以期為新能源行業(yè)提供更多的參考，推動(dòng)新能源行業(yè)向前發(fā)展。

1 鋰離子電池介紹

1.1 鋰離子電池發(fā)展史

自20 世紀(jì)60 年代鋰電池概念被首次報(bào)道到現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、儲(chǔ)能、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，鋰離子電池的發(fā)展可歸納為4個(gè)階段：鋰原電池、鋰金屬二次電池、鋰離子電池、固態(tài)電池。

鋰原電池的研究源于20 世紀(jì)六七十年代的石油危機(jī)以及對(duì)高能量密度電源的需求促使研究者嘗試尋找新的替代能源。在這個(gè)階段，研究者基于原電池的“氧化－還原”反應(yīng)原理將鋰用作電池研究，先后研究報(bào)道了Li/CuCl2體系、Li/（CF）n體系、Li/MnO2體系、Li/Ag2V4O11體系［11］，相關(guān)研究成果被應(yīng)用在漁船、計(jì)算器和醫(yī)用儀器等方面。此后，研究者開(kāi)始針對(duì)鋰電池的可逆性進(jìn)行探索，這個(gè)階段被稱(chēng)為鋰金屬二次電池。為改善鋰電池的可逆性，研究者提出采用能夠?qū)崿F(xiàn)“電化學(xué)嵌入”的層狀材料。通過(guò)引入層狀材料構(gòu)建嵌入反應(yīng)，研究者成功地在鋰電池上實(shí)現(xiàn)了可逆。典型的材料如TiS2，由于性能突出被作為這個(gè)階段的代表性材料［12］?！半娀瘜W(xué)嵌入”的創(chuàng)新極大地促進(jìn)了鋰電池的發(fā)展，然而鋰枝晶導(dǎo)致的電池安全問(wèn)題卻成了鋰電池商業(yè)化的攔路虎。研究者考慮從兩個(gè)方面改善鋰電池的安全，首先就是采用更穩(wěn)定的正極代替鋰金屬。隨后“搖椅式”電池概念被提出，研究者基于正負(fù)極都是嵌入化合物進(jìn)行了大量研究，美國(guó)的GOODENOUGH 認(rèn)為金屬氧化物的穩(wěn)定性更好并發(fā)明了LiCO2，后來(lái)索尼公司基于LiCO2為正極成功實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的商用化［12］。這個(gè)階段的鋰不再以金屬形式存在，而是采用了更穩(wěn)定的鋰離子化合物，因此被稱(chēng)作鋰離子電池階段。另外一方面，研究者考慮用離子導(dǎo)電聚合物代替液態(tài)電解質(zhì)來(lái)改善安全，也就是當(dāng)前提到的固態(tài)電池。固態(tài)電池的核心就是要開(kāi)發(fā)出一種電導(dǎo)率高且能與正負(fù)極材料形成良好界面的固態(tài)電解質(zhì)材料，早期研究者主要在一些固體和凝膠聚合物如聚氧化乙烯、聚環(huán)氧乙烷等聚合物體系上做嘗試，近年關(guān)于氧化物和硫化物體系［13］的研究報(bào)道也很多，至今科研人員仍在尋找更合適的材料。

1.2 鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

雖然科研人員仍在嘗試從固態(tài)電解質(zhì)等方面來(lái)完善鋰離子電池技術(shù)，但這并不影響鋰離子電池被大規(guī)模推廣應(yīng)用。自索尼將鋰離子電池帶入商業(yè)化應(yīng)用近30 a以來(lái)，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，已具備比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。圖1展示了目前鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成。從整體框架上來(lái)看，當(dāng)前鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈由上游的資源開(kāi)采和材料制備、中游的鋰電池制造和下游的綜合應(yīng)用與回收組成。

圖1 鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈Fig.1 Industry chain of lithium ion battery

由圖1可見(jiàn)，在上游端，材料制備主要包括四大主材以及其他輔材等材料的制備。四大主材為正極、負(fù)極、電解液和隔膜；輔材包括用于涂覆正負(fù)極材料的基材（銅箔和鋁箔）、用于將正負(fù)極粉末粘在基材上的黏結(jié)劑、分散劑和導(dǎo)電劑，以及電池的結(jié)構(gòu)包裝件，比如鋁塑膜、殼體等。鋰電產(chǎn)業(yè)上游材料制備不僅依賴(lài)于高水平的研發(fā)以及精細(xì)的技術(shù)，也依賴(lài)于礦產(chǎn)資源開(kāi)采。具體來(lái)看，三元正極需要用到鎳鈷錳金屬資源和鋰鹽等原料，而另一正極材料磷酸鐵鋰涉及到鐵和磷礦資源的開(kāi)采及鋰鹽。在負(fù)極方面，當(dāng)前主要為石墨，其次碳材料作為一些補(bǔ)充的負(fù)極而被使用。相對(duì)石墨等負(fù)極而言，鈦酸鋰具有壽命長(zhǎng)、低溫倍率性能突出和安全性能好等特點(diǎn)，特別適合在快充和低溫場(chǎng)景下使用，但由于較高的成本和低的能量密度，當(dāng)前市場(chǎng)占有率較低［14-15］。此外硅碳負(fù)極作為當(dāng)前理論比容量最高的負(fù)極材料［16］，近年來(lái)作為下一代負(fù)極材料被廣泛研究報(bào)道。四大主材之一的電解液主要是通過(guò)鋰鹽、溶劑和添加劑等配制而成，六氟磷酸鋰仍是當(dāng)前電解液使用的主要鋰鹽。隔膜主要以PP（聚丙烯）和PE（聚乙烯）為原料，通過(guò)干法和濕法工藝采用拉伸手段進(jìn)行制備［17］。近年來(lái)國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，隔膜從依賴(lài)進(jìn)口逐漸轉(zhuǎn)為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)為主［18］?？傮w上看，中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的局面已發(fā)生巨大變化，當(dāng)前四大主材都已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，這帶來(lái)了鋰電池原料成本的大幅下降，為中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的繼續(xù)深入發(fā)展提供了有力的保障。另外一方面，輔材在鋰電池中的用量占比不大，但卻能直接影響鋰電池性能。當(dāng)前在鋰電池高端動(dòng)力和3C 市場(chǎng)，黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑、鋁塑膜等輔材仍依賴(lài)進(jìn)口，鋰電池輔材成為中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的薄弱之處。

鋰電產(chǎn)業(yè)的核心是鋰電池電芯，主要分為3種：圓柱電芯、軟包電芯、方殼電芯，當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要以寧德時(shí)代和比亞迪為代表的方殼電芯為主。鋰電池作為一個(gè)集成復(fù)雜的產(chǎn)品，對(duì)制造設(shè)備的要求較高。早在2016 年國(guó)內(nèi)的鋰電制造設(shè)備就基本能滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)需求，僅有少量高端精密設(shè)備需采用進(jìn)口［19］。電池管理系統(tǒng)（BMS）關(guān)鍵技術(shù)主要涉及系統(tǒng)級(jí)芯片（SOC）判定和均衡，國(guó)內(nèi)各廠商之間技術(shù)水平參差不齊，頭部企業(yè)如寧德時(shí)代、比亞迪和欣旺達(dá)等能實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的BMS技術(shù)［20］，為鋰電池的全生命周期運(yùn)行提供安全保障。當(dāng)前鋰電池在下游應(yīng)用端主要被用于儲(chǔ)能、動(dòng)力電池和消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。同時(shí)作為一個(gè)資源依賴(lài)度很高的行業(yè)，鋰電池回收利用是電池產(chǎn)業(yè)下游的重要組成，是實(shí)現(xiàn)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)的重要拼圖。

2 影響鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的重要因素

2.1 市場(chǎng)政策

2.1.1 儲(chǔ)能市場(chǎng)政策

2021年3月國(guó)家提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，發(fā)展儲(chǔ)能以提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。當(dāng)前與儲(chǔ)能相關(guān)政策主要集中在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和對(duì)電力市場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用的激勵(lì)［21］。

在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方面，根據(jù)2021年國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，到2025 年新型儲(chǔ)能市場(chǎng)要完成由商業(yè)化初期階段向規(guī)模化發(fā)展的過(guò)渡，并確定了3 000 萬(wàn)kW 新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的發(fā)展目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)電化學(xué)儲(chǔ)能跨越式發(fā)展。隨后，諸多省市陸續(xù)出臺(tái)政策明確新增新能源發(fā)電項(xiàng)目?jī)?chǔ)能配置最低比例［22］。而在電力市場(chǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用的激勵(lì)方面，相關(guān)政策主要圍繞著電網(wǎng)側(cè)兩部制定價(jià)、負(fù)荷側(cè)峰谷套利和儲(chǔ)能參與相關(guān)輔助服務(wù)等來(lái)制定。在2021年國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見(jiàn)》中，就指出要堅(jiān)持并優(yōu)化抽水蓄能兩部制電價(jià)政策，并將以市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性方式形成電量電價(jià)，進(jìn)一步健全容量電價(jià)核定機(jī)制。而2018年國(guó)家發(fā)改委印發(fā)的《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制的意見(jiàn)》，表明儲(chǔ)能峰谷價(jià)差套利的模式得到官方肯定。該意見(jiàn)指出要加大峰谷電價(jià)的力度并通過(guò)價(jià)格信號(hào)來(lái)引導(dǎo)電力的削峰填谷，利用峰谷電價(jià)差、輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)仁袌?chǎng)化機(jī)制，促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展。在現(xiàn)有的儲(chǔ)能方法中，鋰電池具有產(chǎn)業(yè)鏈成熟、綜合性能最好的優(yōu)勢(shì)，以鋰電池為主的電化學(xué)儲(chǔ)能是當(dāng)前中國(guó)新型儲(chǔ)能領(lǐng)域的主體［23］。在儲(chǔ)能相關(guān)政策的促進(jìn)下，鋰電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多。

2.1.2 新能源汽車(chē)市場(chǎng)政策

新能源汽車(chē)相關(guān)的政策首先當(dāng)屬購(gòu)置補(bǔ)貼。原定在2020年底退出的新能源電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼，由于疫情對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的沖擊而被延后兩年。當(dāng)前新能源汽車(chē)補(bǔ)貼主要特點(diǎn)有［24-26］：整體補(bǔ)貼退坡，2021 年和2022 年的新能源汽車(chē)補(bǔ)貼分別在上一年基礎(chǔ)上退坡20%、30%；設(shè)置價(jià)格門(mén)檻和鼓勵(lì)“換電”模式，補(bǔ)貼前30萬(wàn)元以下的新能源汽車(chē)才能享受補(bǔ)貼，具有“換電”模式的除外；車(chē)企單次申報(bào)車(chē)輛數(shù)量要求不低于一萬(wàn)輛，營(yíng)運(yùn)車(chē)輛則不能享受足額補(bǔ)貼。在2021 年下旬，隨著補(bǔ)貼退坡以及原料價(jià)格上漲，能量密度略低的磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量迎來(lái)大幅增長(zhǎng)，全年裝機(jī)量再次超過(guò)三元鎳鈷錳電池。

在新能源汽車(chē)政策方面，最有影響力的除了補(bǔ)貼，就是雙積分政策。所謂雙積分，即平均燃油消耗量積分（CAFC）+新能源汽車(chē)積分（NEV），如圖2 所示。從最早的CAFC 積分（工信部2013 年開(kāi)始公布CAFC積分）倒逼企業(yè)降低整車(chē)百公里油耗，逐年加嚴(yán)，百公里油耗從最初的2012 年0.075 L/km 油耗降低到2021年的0.049 L/km。油耗低于要求獲得正積分，高于要求獲得負(fù)積分，而生產(chǎn)新能源車(chē)可以獲得更多的NEV積分。到2018年，強(qiáng)制NEV積分比例，比例逐年提升，2021 年要求比例為14%，并且規(guī)定新能源積分只能買(mǎi)賣(mài)，油耗積分只能在關(guān)聯(lián)企業(yè)間轉(zhuǎn)讓?zhuān)?8］。在這種背景下，2020年NEV積分的市場(chǎng)交易價(jià)格最高已達(dá)到3 000 元1 個(gè)積分［30］。雙積分政策倒逼整車(chē)廠進(jìn)行新能源和混動(dòng)節(jié)能的雙向發(fā)展，即生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)和采用48 V 啟停技術(shù)的輕混混動(dòng)汽車(chē)（HEV）［31］。雙積分政策迫使傳統(tǒng)車(chē)企必須向新能源方向轉(zhuǎn)型，伴隨著政策的深入，2021 年新能源汽車(chē)市場(chǎng)迎來(lái)“井噴式”增長(zhǎng)。

圖2 乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量背景下的雙積分政策［27-31］Fig.2 Double integral policy under the background of average fuel consumption of passenger vehicle enterprises［27-31］

2.2 技術(shù)發(fā)展

近年來(lái)在產(chǎn)業(yè)界，鋰離子電池技術(shù)圍繞著高性能、高安全、低成本方向繼續(xù)創(chuàng)新突破。正極方面，高鎳NCM811 已量產(chǎn)多年，包括容百科技、北京當(dāng)升、天津巴莫等正極材料企業(yè)都已大量出貨，蜂巢也發(fā)布全球首款無(wú)鈷電池，當(dāng)前三元材料技術(shù)繼續(xù)向著高鎳無(wú)鈷方向進(jìn)步［32］；而磷酸鐵鋰比容量最高已達(dá)到150 mA·h/g，壓實(shí)密度突破到2.7 g/cm3，甚至有望達(dá)到2.9 g/cm3［33］，國(guó)軒高科2021年初發(fā)布的磷酸鐵鋰電池能量密度高達(dá)210 W·h/kg，超過(guò)了常規(guī)NCM523的水平。負(fù)極方面，硅由于10 倍于石墨的比容量而被認(rèn)為是最具潛力的負(fù)極材料之一。為改善硅基負(fù)極的體積膨脹和可逆容量，當(dāng)前研究主要集中在硅的納米化、硅碳復(fù)合結(jié)構(gòu)、二氧化硅結(jié)構(gòu)等方向［34］。深圳貝特瑞是國(guó)內(nèi)最早量產(chǎn)硅碳負(fù)極的企業(yè)，其硅碳負(fù)極第三代已開(kāi)發(fā)成功，比容量高達(dá)1 500 mA·h/g。電解液方面，常規(guī)液態(tài)電解液的研究仍是基于添加劑改善電池倍率性、循環(huán)性能以及安全性等，而固態(tài)電解質(zhì)作為未來(lái)有望徹底改善鋰電池安全和使用壽命的技術(shù)手段，近年成為研究熱點(diǎn)，主要的研究體系有聚合物、硫化物及氧化物三類(lèi)。當(dāng)前學(xué)術(shù)界主要集中在改善界面以及繼續(xù)提高離子電導(dǎo)率等來(lái)對(duì)固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化［35］，而工業(yè)界的重點(diǎn)為如何在工業(yè)條件下低成本實(shí)現(xiàn)固態(tài)電解質(zhì)材料的生產(chǎn)。豐田的固態(tài)電池技術(shù)全球領(lǐng)先，申請(qǐng)專(zhuān)利最多并最快于2025年小規(guī)模量產(chǎn)；在國(guó)內(nèi)，已有固態(tài)電池應(yīng)用于無(wú)人機(jī)，蔚來(lái)汽車(chē)也于2020年底發(fā)布了首款150 kW·h半固態(tài)電池，能量密度高達(dá)360 W·h/kg。短期來(lái)看固態(tài)電解質(zhì)會(huì)先以半固態(tài)電池的形式推出，在技術(shù)發(fā)展成熟后才有可能實(shí)現(xiàn)真正的全固態(tài)電池［36］。此外，在基材方面已有電池企業(yè)在嘗試4.5 μm 銅箔；對(duì)高能量密度的需求也催生一些企業(yè)對(duì)補(bǔ)鋰劑展開(kāi)研究，主要以正極補(bǔ)鋰和負(fù)極補(bǔ)鋰為主［37］，深圳研一在這一領(lǐng)域領(lǐng)先，其開(kāi)發(fā)的富鋰鎳酸鋰補(bǔ)鋰劑被諸多電池廠用于提升電池的能量密度。除了材料領(lǐng)域，近年來(lái)鋰電企業(yè)在電池包結(jié)構(gòu)方面也有所突破，比亞迪的刀片電池、寧德時(shí)代CTP技術(shù)，將鋰電池系統(tǒng)體積能量密度發(fā)展到了一個(gè)全新的高度［38］。鋰電池技術(shù)的不斷進(jìn)步與突破，成為鋰電池市場(chǎng)增長(zhǎng)的重要推動(dòng)力。

2.3 鋰電池成本

在電池成本方面，彭博新能源財(cái)經(jīng)對(duì)全球電池價(jià)格進(jìn)行了調(diào)研，如圖3 所示。在其發(fā)布的2021 年度電池價(jià)格報(bào)告中，2021年鋰電池價(jià)格在鋰電原材料大幅上漲的背景下相對(duì)2020 年仍下降了約6%。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)的研究，每當(dāng)鋰離子電池累計(jì)生產(chǎn)量翻一番時(shí)，鋰離子電池價(jià)格會(huì)下降18%，其前期的研究暗示2023 年鋰離子電池組價(jià)格將趨近100 美元/（kW·h）。雖然近期市場(chǎng)供需失衡導(dǎo)致鋰電原材料上漲超預(yù)期進(jìn)而影響電池組價(jià)格波動(dòng)，但從電池的成本端來(lái)看，未來(lái)在訂單規(guī)模擴(kuò)大、純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)、電芯和電池包設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化等因素的共同推動(dòng)下，鋰電池價(jià)格將迎來(lái)主流A 級(jí)純電動(dòng)乘用車(chē)擁車(chē)成本達(dá)到平價(jià)拐點(diǎn)［100 美元/（kW·h）左右］，屆時(shí)將加速新能源汽車(chē)在更大范圍內(nèi)的全面普及，推動(dòng)鋰電池市場(chǎng)的進(jìn)一步增長(zhǎng)。

圖3 鋰離子電池組價(jià)格調(diào)研結(jié)果及預(yù)測(cè)圖Fig.3 Price survey results and forecast chart of lithium ion battery

2.4 鋰金屬資源問(wèn)題

在鋰電池市場(chǎng)快速發(fā)展背景下，資源短缺問(wèn)題逐漸成為一個(gè)不可忽略的問(wèn)題。2021年以來(lái)，全球鋰電池原料價(jià)格飛漲，特別是鋰年內(nèi)價(jià)格上漲至5倍左右，鋰資源問(wèn)題似乎是制約行業(yè)健康發(fā)展的隱患。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局USGS 的數(shù)據(jù)，全球鋰資源儲(chǔ)量豐富，截至2019年已探明的儲(chǔ)量折算成碳酸鋰超過(guò)1 億t［39］，如果能加以回收利用，足夠鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的使用。中國(guó)鋰礦資源豐富，但可開(kāi)采量一般且開(kāi)采成本高，當(dāng)前中國(guó)主要通過(guò)進(jìn)口鋰輝石或鹵水來(lái)進(jìn)行鋰產(chǎn)品生產(chǎn)［40］。為解決鋰資源短缺問(wèn)題，避免步鐵礦石“后塵”，中國(guó)很早就在全球鋰電礦產(chǎn)資源上布局，通過(guò)贛鋒鋰業(yè)和天齊鋰業(yè)等中企拿下大量國(guó)外優(yōu)質(zhì)鋰礦開(kāi)采權(quán)，未來(lái)有望主導(dǎo)鋰礦供應(yīng)市場(chǎng)［41-43］。在解決鋰的提取方面，近年來(lái)中國(guó)鹽湖提鋰技術(shù)發(fā)展迅速，目前典型的提鋰工藝包括沉淀法、煅燒浸取法、溶劑萃取法、離子交換和膜分離等［44］，由“五礦鹽湖”等開(kāi)發(fā)的鹵水提鋰工藝可實(shí)現(xiàn)鋰的高效提?。?5］。在鋰資源的循環(huán)利用方面，國(guó)家大力支持廢舊電池的回收，根據(jù)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035）》，國(guó)家將在立法和制度方面逐步規(guī)范化蓄電池的回收。未來(lái)隨著電池回收行業(yè)逐步走向正規(guī)，廢舊電池回收將成為鋰電池生產(chǎn)原料的重要補(bǔ)充。短期來(lái)看，行業(yè)迅猛發(fā)展與鋰等原料供應(yīng)緊張的矛盾會(huì)導(dǎo)致上游材料價(jià)格上漲，從而制約鋰電池市場(chǎng)的發(fā)展。但從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，短期的供需失衡是產(chǎn)業(yè)從孕育走向成熟的必經(jīng)過(guò)程。隨著鹽湖提鋰和資源回收等技術(shù)的發(fā)展，鋰礦提取成本將會(huì)更低，鋰的來(lái)源將從單一的自然礦產(chǎn)轉(zhuǎn)向以自然礦產(chǎn)和“城市礦產(chǎn)”相結(jié)合，鋰電池產(chǎn)業(yè)也將從波動(dòng)發(fā)展趨向穩(wěn)定成熟。

3 鋰離子電池市場(chǎng)展望、問(wèn)題與建議

3.1 市場(chǎng)展望

2021 年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量持續(xù)高增。根據(jù)EV sales 及中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2021 年前3 個(gè)季度，全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量突破430 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)143%；其中中國(guó)銷(xiāo)量214.3萬(wàn)輛，增速185%，領(lǐng)先全球。從新能源汽車(chē)滲透率來(lái)看，2021年中國(guó)新能源汽車(chē)滲透率相對(duì)前兩年已有質(zhì)的改變。2021 年4 季度，滲透率已連續(xù)突破15%，年平均滲透率將突破10%。在新能源乘用車(chē)方面，滲透率最高已達(dá)到19.78%，接近20%。不出意外，2025 年新能源汽車(chē)滲透率20%的目標(biāo)會(huì)提前到來(lái)。另外，歐洲作為全球第二大電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，2020 年迎來(lái)歷史最嚴(yán)汽車(chē)碳排放法規(guī)［46］，同時(shí)受益于政府補(bǔ)貼政策［47］，歐洲各大車(chē)企新能源汽車(chē)銷(xiāo)售量也在2020 年后迅速增長(zhǎng)［48］。在電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)，美國(guó)作為全球儲(chǔ)能的領(lǐng)導(dǎo)者，在2020 年儲(chǔ)能規(guī)模較上年增長(zhǎng)179%［49］；中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能電站裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)2021 年將突破5 GW，而按照國(guó)家規(guī)劃，“十四五”期間新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將迎來(lái)10 倍的增長(zhǎng)［50］。在新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能等下游市場(chǎng)高速增長(zhǎng)的需求帶動(dòng)下，當(dāng)前全球鋰離子電池規(guī)模繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)。圖4展示了SNE Research 的調(diào)研及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2021年全球動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池市場(chǎng)規(guī)模將接近300 GW·h，2025年全球鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模將突破1 000 GW·h達(dá)到1 255 GW·h。事實(shí)上，根據(jù)動(dòng)力電池創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)僅動(dòng)力電池銷(xiāo)量就達(dá)到186 GW·h，超過(guò)預(yù)期，按目前發(fā)展趨勢(shì)全球鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模有望3 a 內(nèi)突破1 000 GW·h。隨著鋰電池成本的不斷下降、電池材料的不斷優(yōu)化與技術(shù)進(jìn)步，未來(lái)在相關(guān)政策助推下，全球鋰電池市場(chǎng)將繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)，有望迎來(lái)“TWh”時(shí)代。

圖4 全球動(dòng)力電池及儲(chǔ)能電池市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)Fig.4 Market size forecast of global power battery and energy storage battery

3.2 問(wèn)題與建議

鋰電池產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，也存在一些問(wèn)題亟待行業(yè)解決。在電池性能方面，現(xiàn)階段鋰電池仍存在續(xù)航、充電速度和安全性等問(wèn)題［51］，諸多行業(yè)痛點(diǎn)表明鋰電池技術(shù)仍有很大發(fā)展空間。中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈雖然齊全，但在一些高端電池輔料如黏結(jié)劑、導(dǎo)電碳、鋁塑膜等方面仍依賴(lài)進(jìn)口，這些電池輔料雖用量不大但對(duì)鋰電池性能至關(guān)重要，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)仍需要在一些國(guó)內(nèi)偏弱技術(shù)方面加大研發(fā)力度，以實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的領(lǐng)先和鋰電池技術(shù)的進(jìn)步。在廢舊電池梯次利用和回收方面，各廠家動(dòng)力電池規(guī)格和封裝工藝等存在差異，給鋰電池梯次利用帶來(lái)很大困難［52］，而濕法回收目前仍缺少?gòu)?qiáng)制性的行業(yè)規(guī)范對(duì)企業(yè)進(jìn)行約束或引導(dǎo)，存在環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問(wèn)題，建議有關(guān)部門(mén)和相關(guān)行業(yè)機(jī)構(gòu)探討更適宜的解決方案，通過(guò)制定強(qiáng)制性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)促使行業(yè)更加規(guī)范化。值得討論的是，電動(dòng)汽車(chē)雖然清潔無(wú)排放，但當(dāng)前鋰電池充電還主要來(lái)自火力發(fā)電，最終還是需要從能源生產(chǎn)端實(shí)現(xiàn)“綠電”，才能最終實(shí)現(xiàn)鋰電池產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。最后，應(yīng)注意到當(dāng)前鋰電池產(chǎn)業(yè)存在競(jìng)爭(zhēng)性擴(kuò)產(chǎn)和動(dòng)力電池產(chǎn)銷(xiāo)差額較大的情況，防止出現(xiàn)鋰電池產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)短期發(fā)展過(guò)熱和產(chǎn)能過(guò)剩的不利局面。

4 結(jié)語(yǔ)

鋰離子電池在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的過(guò)程中將扮演重要角色。國(guó)內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展齊全，除部分輔料依賴(lài)進(jìn)口外，大部分鋰電池材料均已實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)；鋰電池技術(shù)繼續(xù)朝著高性能、高安全和低成本方向不斷創(chuàng)新與進(jìn)步，成為鋰電池市場(chǎng)增長(zhǎng)的重要推動(dòng)力；同時(shí)受益于新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能方面的有利政策，鋰電池市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)。行業(yè)需求激增導(dǎo)致短期供需失衡，原材料價(jià)格大幅上漲，鋰資源似乎成為行業(yè)發(fā)展的隱患，而從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，短期的供需失衡是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)過(guò)程，隨著產(chǎn)業(yè)走向成熟和規(guī)?；?、廢舊電池回收放量等，鋰電池價(jià)格將迎來(lái)主流A 級(jí)純電動(dòng)乘用車(chē)擁車(chē)成本相對(duì)燃油車(chē)的平價(jià)拐點(diǎn)。在行業(yè)政策、電池技術(shù)和成本等方面推動(dòng)下，全球鋰離子電池市場(chǎng)將繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)，未來(lái)3 a 有望迎來(lái)“TWh”時(shí)代。當(dāng)前行業(yè)發(fā)展也存在一些問(wèn)題，在電池性能、電池回收、電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和能源生產(chǎn)端等方面仍有探討和改進(jìn)的空間，相關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)可繼續(xù)在電池性能和安全方面加大研究力度，針對(duì)國(guó)內(nèi)技術(shù)薄弱方面攻關(guān)，探討適宜的行業(yè)政策促進(jìn)行業(yè)走向更加規(guī)范化，另外當(dāng)前產(chǎn)業(yè)形勢(shì)一片大好，需防止短期發(fā)展過(guò)熱和產(chǎn)能過(guò)剩。期待鋰電池產(chǎn)業(yè)在“碳達(dá)峰”和“碳中和”過(guò)程中發(fā)揮重要作用。