中国地质科学院矿产资源研究所陈其慎等:我国锂及其下游动力电池产业链发展面临哪些问题?

2022-07-24 17:42:00 - 媒体滚动

受新能源汽车行业的发展带动,近年来我国锂消费保持了高速增长态势,相关产业处于加速上升的前期,面临着参与锂电产业链国际竞争的重大战略机遇。为此,推动锂及其下游动力电池产业链的高质量发展,对支撑我国经济转型升级、保障战略性新兴产业平稳发展起到关键作用。但目前,我国锂及其下游动力电池产业链发展面临诸多问题。

(一)面临自然环境、生态保护约束,锂矿扩产受到限制

在短期内,四川省、西藏自治区等地的锂资源难以大规模开发利用。西藏扎布耶盐湖平均海拔4422m,而智利阿塔卡玛盐湖,青海察尔汗、东西台吉乃尔等大部分盐湖的海拔均超过2000m;海拔高导致温度低、卤水蒸发较慢,基础设施建设困难,较差的地理位置条件制约了潜在生产规模。因环境保护政策等影响,四川省锂资源扩产受到直接限制,虽然多家企业拥有采矿权,但进入正常开采阶段的企业数量很少。

(二)锂资源竞争态势趋于激烈,海外进口风险有所增加

全球碳排放约束日趋严格,各国重视本国锂及其下游供应保障。在美国,提出《能源资源治理倡议》以强化与资源丰富国家的矿业开发合作,实施《美国供应链行政令》以针对大容量电池等产品开展供应链调查,成立能源部矿产资源可持续发展司以保障锂矿供应链安全,发布《2021—2030年美国锂电池国家蓝图》来促进锂电池产业链投资。欧盟以多元化方式扩大海外锂矿供应来源、降低供应链安全风险,建立本土电池产业技术优势并加强二次利用。可以看出,锂矿的供不应求态势将进一步加剧各国对锂资源的争夺;随着国际形势紧张化,我国锂资源进口高度依赖单一国家,潜在的供应风险有所显现。

(三)正极材料、电解液等核心专利因布局较晚而成为产业发展短板

正极材料是锂动力电池生产的关键,而三元正极材料相关核心专利由美国3M公司等掌握,国内外主流企业都需要购买专利授权;磷酸铁锂正极材料核心专利已被加拿大魁北克水电公司申请;电解液、隔膜基础的专利也被日本、韩国企业注册。我国企业开展关键材料的专利布局较晚,专利内容集中在功能、应用层面(如在配方比例上作调整和改良),在原始创新专利方面落后较多。国外企业依托其原始专利,逐步在锂电关键材料方面构筑起专利“屏障”,不可避免地导致我国企业在参与国际市场竞争时处于劣势地位;国外企业构建的专利布局不仅主导了利润率最高的技术环节,相应技术体系也愈发难以规避。

(四)关键材料及电池技术与国际先进水平存在差距,新兴方向积累不足

虽然我国电池生产材料的产能规模居于世界前列,但高端产品与国外企业仍有差距。在高镍三元正极材料方面,日本、韩国企业研发起步早,技术成熟度高,国内企业的产品性能、生产工艺相比之下存在差距;部分高性能正极材料前驱体、电池电解液功能添加剂等,仍部分依赖进口。国内电池企业在单体电池的能量密度、制造精度、温度适应范围等方面较国际市场先进水平存在一定差距。此外,受基础研发不足因素制约,我国关键材料与电池技术体系的发展后劲不足,突出表现在新一代全固态电池方向的研发布局明显滞后于日本丰田汽车公司等优势企业,可能导致新兴方向的技术与产品差距继续拉大。

(五)废旧动力电池资源二次回收体系不完备,产业秩序有待规范

我国新能源汽车行业发展迅速,未来动力电池退役量将快速增长。中国汽车技术研究中心有限公司研究数据表明,2025年我国动力电池累计退役总量将比2020年增长近4倍。充分利用二次资源是缓解资源供应紧张的重要手段,但目前锂动力电池回收规模较小,回收产业链体系尚未建立;回收产业集中度低,仍处产业秩序混乱阶段。发布的动力电池回收管理办法覆盖度不足,因小企业分布分散而加大了监管难度。二次利用生产过程中分解出的氢氟酸和其他含氟化合物,相应的运输、处置可能对环境产生腐蚀性和毒性,潜在的生态环保问题不容忽视。退役电池检测沿用车用动力电池标准、检测时间与资金成本高、电池残值评估技术及人才储备不足等,也是回收产业优质发展的阻碍。

本文节选自中国工程院院刊《中国工程科学》2022年第3期刊发中国地质科学院矿产资源研究所陈其慎研究员科研团队的《我国锂及其下游动力电池产业链发展探讨》一文。

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