铝空气电池问世 中国锂电产业正在巨变

中国锂电池产业正在巨变

“中国的锂电池行业正在发生巨变。但这一巨变的表面是静悄悄的，就好比此前银行存款一夜之间很大比例都转移到余额宝一样，虽然表面看来发生在倏然之间，但实际上支付宝公司早已经磨刀很久，只不过多数人都后知后觉而已。”中兴派能公司总经理袁巍对记者表示，“这在锂电池行业将是很可怕的事情，但巨变确实正在到来，锂电池产业链企业应该做好准备。”

袁巍所言的锂电池产业的重大变革，首先是汽车电气化给锂电池厂商所带来的重大机遇与挑战。

高工锂电产业研究所提供的最新数据显示，2014年1-5月，中国锂电池的消费终端已经发生显着变化，其中，手机和笔记本电脑消耗锂电池的占比分别下降2%和4%，平板电脑消耗占比上升1%，电动车和储能分别上升4%和1%。

随着新能源汽车的快速发展，整个锂电产业垂直与横向整合近来也开始热潮涌动。相关分析师表示，随着新能源汽车的发展，锂离子电池正在从电子消费领域走进汽车工业体系，由于应用环境和工业体系标准的差异，在新能源汽车产业的推动下，锂离子电池产业将加速发生变革，最先拥有汽车工业标准体系同时最先具备满足汽车使用要求产品生产能力的企业，将最先享受到产业变革带来的红利。

应用领域拓展 锂电池产业发展逻辑生变

记者从2014年第五届高工锂电产业高峰论坛上获悉，2014年前5月，中国锂电池的消费终端已经发生显着变化，手机和笔记本电脑消耗锂电池的占比出现下降，而平板电脑尤其是电动车市场的消耗则出现较大幅度提升。有业内人士惊叹：“这在前十年是从来没有出现过的‘结构性行情’。”

高工产业研究院院长张小飞分析指出，锂电池应用市场此消彼长的背后，实际上是相关产业链市场前景的变化。一方面，3C产品内生结构已经发生改变，平板电脑正在逐步取代笔记本市场的份额;另一方面，电动汽车增长速度远高于3C数码的速度，或将成为锂电池未来最主要的应用市场之一。“我个人判断，动力电池未来5年内将迎来繁荣期。”

但并非所有企业都看好锂电池在新能源汽车上的短期应用前景。主营汽车动力电池制造与销售的四川兴能公司总经理程杰用焦灼与梗阻来形容当前中国新能源汽车的发展现状。“去年以来，国务院、各地政府、工信部、国家电网公司分别颁布推动新能源汽车产业发展的颠覆性政策，但在轰轰烈烈的预期前面，我却没有感到纯电动汽车这个市场真正做起来。”

程杰对记者表示，目前中国新能源汽车在发展过程中的主要“梗阻”因素还有很多，包括技术因素方面的安全和续航里程问题，政策因素方面的地方保护和充电电价问题，成本因素方面的电池成本和价格问题等。“国家针对新能源汽车的补贴，如同给婴儿吃的奶，早晚会取消，补贴撤出之后，这个孩子是否会真正长大呢?这是需要锂电池产业链所有企业去思考的问题。”“整体来看，动力汽车的需求预期已经起来，但是目前量不大，国内企业对动力电池均报有预期，认为未来新增需求主要来自于动力企业及可穿戴设备。”深圳市某新材料公司总经理介绍说，随着特斯拉近来一反常规的公开专利，电动汽车市场的大门已经被吹开得越来越大，下游广阔的市场正在倒逼锂电池行业向更加经济实用的角度演进。

“摩尔定律下的电子消费品行业与保守严谨的汽车工业的差异，使3C电池与汽车动力电池在产品更新周期、生产过程质量控制等方面形成显着性差异。锂电池这种应用领域的变化，带来了产业发展逻辑的变化。”中银国际电力设备与新能源相关分析师表示，汽车动力电池产品并不会像电子消费品中的电池追求性能的快速变化，反而更加强调过程生产的一致性、可靠性。因此，生产企业出色的过程控制能力，将会是其在汽车动力电池市场中的关键竞争力。

与此伴随的是，随着锂电池性价比不断提升，加之各国政府政策的大力扶持，正快速增长的全球电动汽车产量也将拉动巨大的锂电池材料需求。

在锂电产业高峰论坛上，有嘉宾指出，目前电池材料整体来看仍处于下降趋势，但部分新品种有望随着应用领域的拓宽而重生。以负极材料为例，有业内人士指出，3C产品中广泛使用的石墨负极在动力电池中依然保持成本和能量密度的优势，但是人造石墨由于在使用寿命、快速充放电方面不可替代的优势，将在汽车动力电池中越来越被广泛应用。

产业资本关注 并购动作频出

中兴派能公司总经理袁巍对记者介绍说，锂电池在汽车领域应用程度的深入，催生电池技术取得一系列改进：

“最先问世的是铅酸电池，这种电池今天仍然广泛应用于汽车，但由于其个头庞大且极不环保，实现锂电池替换是必然趋势;接着出现了镍镉(NiCad)电池，这种可充电电池开启了便携式技术唱主角的新时代，笔记本电脑和手机等移动设备还有遥控汽车多采用这种电池;再后来出现了镍氢(NiMH)电池，电池容量或能量密度大概翻了一番;现在现代化的设备和电动汽车普遍使用锂离子(Li-ion)电池。”

但相关专家表示，这并不意味着锂电池作为动力电池终极目标的实现，实际上锂电池依然在迎接名字越来越复杂的电池技术。“比如锂镍锰钴氧(LiNiMnCo)电池，这种材料的特性很复杂，其他备受瞩目的几种电池还包括锂氧气电池和锂硫电池等。”

记者注意到，在锂电池作为汽车动力电池大踏步前进的同时，已经有不少产业资本开始对相关产业高度关注，其中部分龙头企业更是开始在并购方面动作频出，大有将整个锂电池产业链搅动成一潭“活水”的态势。

万向集团俨然成为极力拓展电动汽车锂电池产业的“开路先锋”。为解锂电池技术困局，去年万向集团花了2.56亿美元将美国电池厂商A123纳入旗下。

日前，后者在大洋彼岸也有了新动作，从莱顿能源公司(Leyden Energy Inc.)手中收购了20多项电池技术用于汽车锂电池生产。公开资料显示，此次交易包含20多项技术专利以及部分莱顿能源公司员工，这些员工将加入到A123位于马萨诸塞州的研究机构中。

业内人士介绍说，莱顿能源公司的不易燃电解液以及钛酸锂技术能够实现快速的充放电，这些技术可以被用于汽车电池中。万向集团本次收购与数年前宣布投资13.65亿元建设国内规模最大的电动汽车和锂电池生产基地实际上一脉相承。

上市公司方面同样出现大手笔动作。路翔股份推出的定增预案显示，公司拟现金1.69亿元购买东莞市德瑞精密设备有限公司65%股权，延伸公司锂产业链;同时，拟以14.63元每股的价格非公开发行3100万股，以募集配套资金。

方案实施后，公司二股东融捷投资将成为控股股东，由此比亚迪创始人之一、副董事长吕向阳及妻子张长虹，将合计控制路翔股份24.66%股权，取代柯荣卿成为实际控制人。

此番易主，对于发力锂战略的路翔股份来说，无疑具有重要意义。而吕向阳的入主，无非是看上了路翔股份的锂电池产业链资源。有分析认为，重整后的路翔股份主业将变为锂电池的上游，而比亚迪目前则生产锂电池、电动汽车等，因此这或许代表着吕向阳正在跳出比亚迪进行行业内资源整合。

多因素叠加 新一轮整合热潮涌动

记者梳理近来上市公司定增与并购公告发现，锂电池上下游产业链的整合已经开始暗流涌动，且正在成为企业间并购的主流。

上游材料方面，雅化集团去年12月底曾宣布将以自筹资金3亿元向国内最大的基础锂盐生产企业之一四川国理锂材料有限公司增资，认购其新增股本中的4166.67万元，成为其第一大股东;2014年4月，天齐锂业也发布公告，拟以1.22亿美元现金方式收购银河锂业国际100%股权，借此扩张锂加工版图。

中游加工制造方面，2013年1月，万向集团宣布拟以2.5亿美元收购美国A123公司，作为公司电动车战略的重要一步;而2014年3月，日本电气公司NEC又动用1亿美元收购万向集团A123系统公司能源解决方案业务部。

下游方面的整合更是快速而高效。北汽从2013年9月开始，首先与韩国SK组建了合资电池企业，用于解决北汽电动汽车续航里程以及安全性能的问题;随后对新能源汽车有限公司进行改组，单独成立由集团直接领导的新能源汽车股份有限公司;2014年1月，北汽集团又与美国Atieva公司签署股份认购协议，北汽集团将认购Atieva公司全部股份的25.02%的股权，成为第一大股东。而比亚迪也在今年6月和中科招商联合成立了15亿元的产业基金，为并购备足弹药。

相关分析师对分析认为，我国锂电池产业链经过近20年的发展已经形成了一个专业化程度高、分工明晰的产业链体系：

正负极材料、电解液和隔膜等材料厂商为锂离子电池产业链的上游企业，为锂离子电芯厂商提供原材料;

锂离子电池产业链的中游企业为锂离子电芯厂商、锂离子电池模组厂商，电芯厂商使用上游电芯材料厂商提供的正负极材料、电解液和隔膜生产出不同规格、不同容量的锂离子电芯产品;

模组厂商根据下游客户产品的不同性能、使用要求选择不同的锂离子电芯、不同的电源管理系统方案、不同的精密结构件、不同的制造工艺等进行锂离子电池模组的设计与生产。

锂离子电池产业链的下游应用包括传统数码领域、动力电池、储能电池等领域。

2013年我国锂电池正极、负极、隔膜、电解液四大材料生产企业数量总共有336家，比2012年增加21家(新增30家，退出9家)。2013年新增材料企业数量不如前几年，反映出锂电材料的投资增长趋缓，投资更多的流向中下游。

与此同时，我国锂电池企业相对更为分散，2013年仅占全球锂电池市场份额的29%，且前瞻性技术几乎空白，只能沦为加工厂。

其中尤其值得注意的是，今年电池上游材料和设备价格都出现快速下降的趋势。

高工锂电产业研究所向记者提供的最新数据显示，2014年1-6月，中国锂电正极材料总产量为3.22万吨，同比增长29%;负极材料为2.23万吨，同比增长33%。但正负极材料价格均出现不同程度下行，且下半年下降趋势依然。以隔膜为例，由于出口带动，隔膜产品生产量同比增长41%，但是价格下滑幅度也成为所有材料中最大的品种，其中干法隔膜均价降至3.2元/平米，湿法隔膜下降5元/平米。

业内专家表示，一方面这有利于降低电池整体制造成本，另一方面也造成低端产品泛滥，阶段性产能过剩严重，行业竞争加剧。高工产业研究院院长助理罗焕塔分析指出，整体来看，锂电池的情况会和以前一样，但是未来行业新一轮整合会非常快速，无论是通过并购，还是选择关闭，在2014年必然要做出决定。“虽然锂电池产业仍然保持上升势头，但增速已经出现明显下滑，并且力量过于分散，并没有形成有效竞争力。通过一系列的并购与整合，中国锂电产业和应用有望重新焕发生机。”

电动汽车完美“备胎”：铝空气电池

一辆电动汽车能否连续驰骋19个小时，从多伦多开到1800公里外的哈利法克斯，全程无需停车充电?这在理论上将是可行的。近日，美铝加拿大公司和以色列Phinergy公司在蒙特利尔向大众展示了这样一种具有超级续航能力的电池技术。

以锂离子电池驱动的电动汽车难以普及的最大障碍是行驶里程有限，目前的续航能力大多在135公里(日产Leaf)至480公里(特斯拉S型)之间，除非大量安装快速充电站，否则不适宜驾驶电动汽车远途旅行。美铝加拿大公司和以色列公司Phinergy新展示的100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量。相比之下，特斯拉Model S的电池超过500公斤，而行驶里程不到500公里。

新电池并不是从普通电网充电，而是在美铝公司水电站的熔炼车间充电，充满电的电池其实是一块大部分由铝制成的厚重面板。铝板利用从空气中吸收的氧气以及用户给汽车加的水产生化学作用，将铝变成氧化铝，从而释放出能量，为汽车持续提供动力。铝的氧化反应在铝暴露在空气中时会自然发生，表面的氧化铝会阻止深层的铝继续发生反应，新电池采用的新技术则包含了电解质可溶解表面氧化层，使反应持续进行。

按照美铝加拿大公司的介绍，使用这种电池的汽车仍需保留锂电子电池，铝电池只在锂电池电量耗尽后才启动，因此可以用很长时间，期间只需每月加注清水。通常在一年左右达到使用极限后，到服务站更换充满电的铝电池即可。

使用这种带有附加电池的原型车，上星期在蒙特利尔的一级方程式赛道上经过了试驾。Phinergy公司还于6月4日在加拿大国际铝业大会上介绍了这一新的发明。目前，发明企业正与魁北克省商议生产协议，争取使这种零排放汽车能够早日投入试运行。

铝空气电池迎商业化契机

铝空气电池将成未来电池方向据媒体报道，日前在2014年亚特兰大先进汽车电池会议(该会议于2014年2月3日-7日于美国亚特兰大举行)上，美国铝业公司与以色列Phinergy公司就Phinergy铝-空气电池的进一步研发问题签订了联合开发协议。

铝空气电池作为非充电电池，早在20世纪60年代便已问世，并具有非常高的能量密度。铝空气电池由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成，其理论能量比为8.1千瓦时/千克，仅次于锂-空气电池的13.0千瓦时/千克。然而，由于铝空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢，这不仅会导致阳极材料的过度消耗，而且还会增加电池内部的电学损耗，因而严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。以往解决以上问题的方法主要是将高纯度金属铝中掺杂特定的合金元素以提高金属铝阳极耐腐蚀性，或者在电解质中添加腐蚀抑制剂。

美铝公司执行副总裁兼首席技术官Raymond Kilmer博士最新表示，美铝公司在技术材料方面具有非常广泛的专业知识，并且在新产品商业化方面具有丰富的经验，此次将Phinergy铝空气电池商业化对于Phinergy公司而言也非常具有吸引力。目前，汽车行业正在寻求一种可以替代传统汽油的全新零排放无污染能源，而Phinergy铝空气电池可以保证汽车具有良好的巡航里程，因此该Phinergy铝-空气电池是最有可能替代传统汽油实现零排放无污染的新能源。

Phinergy公司方面表示，已开发出一种金属铝阳极专有生产工艺，该工艺可以提高金属铝的能量利用，并降低不必要的化学反应能量消耗。Phinergy公司还表示，其还开发了一套先进的电池管理系统，目的是为了提高电池的能量利用。Phinergy铝空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂，其采用了独特的创新结构，该结构可以使氧气顺利通过，而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构，Phinergy铝空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题，工作寿命也因此可以达到数千小时。Phinergy铝空气电池工作时，其内部的金属铝反应变为氢氧化铝。而氢氧化铝可以经过铝厂加工进行回收利用，这样便可以实现可持续利用。

根据Phinergy公司介绍，Phinergy铝空气电池中共包含50块铝板，其中每一块铝板所产生的能量都可以单独驱动汽车行驶20英里，因此整个Phinergy铝空气电池的续航里程可以达到1000英里(约合1600千米)。另外，Phinergy铝空气电池也已经成功集成应用到了电动汽车展示中。除应用在电动汽车行业中外，Phinergy还表示其金属空气电池还可以应用于固定能源应用，如医院、数据中心用商业应急发电机，通用发电机以及可移动房屋、无人驾驶汽车等国防应用等。

特斯拉专利瞄准金属空气电池电动汽车最大的发展瓶颈来源于电池技术，因为电动汽车普遍存在充电时间长、行驶距离短等致命缺点。

不过这些致命缺点正在被攻克，一个叫Tesla Motors的公司最新泄漏的专利显示，其已经在汽车电池领域获得重大突破。据媒体报道，该专利描述了此电池组由锂离子和金属空气电池(lithium-ion and metal-air)组成，充一次电可以让汽车行驶距离达400英里(约合650公里)。而英文字母E代表经济性，特斯拉Model E被寄予了铺平电动汽车大规模应用道路的厚望，预计这款电动汽车的售价为3万美元，续航里程将达200英里。

另外，据外媒报道，特斯拉汽车公司于2010年12月8日提出了“电动汽车增程混合动力电池组系统”的专利申请，2013年6月25日美国专利局审核通过。这套混合动力总成不会配有汽油发动机，该专利所指的混合动力系统实际上是从电到电，使用两种类型的电池，从理论上讲能够给予电动汽车更长的续航里程。

据介绍，特斯拉的“增程混合动力电池组系统”包含标准的锂离子电池组、控制器和常规电动机。复杂的是，还另配有一个金属空气化学电池组。锂离子电池组直接给车供电，金属空气电池组为锂离子电池组提供电能。在特斯拉的专利设计中，金属空气电池组基本上取代了增程式内燃机。金属空气电池能量密度高，能储存更多的电能，理论上可以起到增程的作用，但其功率密度相对较低。

业内人士表示，电动汽车要成为真正的主流产品，电池技术需要取得巨大飞跃。目前仍未跨过续航里程短、充电时间长、电池成本高三座大山，这意味着电动汽车不能平民化。特斯拉未来计划推出的Model E正是一款针对普罗大众的电动汽车产品。因此，特斯拉需要将电池成本压缩到比现在更低的水平。

据悉，特斯拉所使用的高能量密度锂电池有一个巨大的缺点，即循环寿命低(500次循环周期)，一个周期被定义为电池额定千瓦时的完整放电循环过程。而沃蓝达(Volt)利用了额定功率的65%，每次完全放电使用了0.65生命周期。也就是说，特斯拉利用的电池额定功率接近90%，以85千瓦时版Model S为例，其单次充电续航里程为300公里，每次完全放电使用了0.9生命周期;行驶到10万英里时，电池会放电333次;放电深度(DOD)达到90%，相当于300次循环，可轻易达到500次的循环周期。而沃蓝达单次充电的续航里程仅为38英里，行驶到10万英里时，电池循环周期必须达到1710次，比特斯拉高出很多。

有业内人士指出，特斯拉的“专利”无非是一个混合动力电池，类似沃蓝达的电池，可满足日常驾驶(通常不超过40英里)，每天需要充电。根据驾驶习惯统计，增程电池很少被使用，因此可以是循环寿命很低的化学成分。而且增程电池不一定必须由金属空气构成，可以是任何能量密度高、循环寿命低、成本低的化学成分。因此，特斯拉的“增程混合动力电池组系统”只是一个延伸的理念，该理念是否可取，还需看特斯拉Model E电动汽车的表现。

(本文综合中国证券报、中财网等报道。)

原标题：铝空气电池问世中国锂电池业巨变