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在2026年9月28日的这个日子里, 工业和信息化部接着还有国家发展改革委、交通运输部、商务部、市场监管总局、国家能源局以及国家铁路局这一干部门, 总共七家单位, 他们联合起来, 搞了一个动作, 那就是印发了一份文件, 这份文件的名称叫做《新型电池产业发展“十五五”规划》。
根据《规划》当中的相关说法, 要达成这样的目标, 也就是说要等到2030年这个时间段的时候, 我国这边新型电池的产业规模是需要实现稳步增长的, 在这个基础之上, 全固态电池是要初步实现规模化应用的, 同时长寿命的锂电池的循环寿命这一项指标, 需要达到15000次这么高的水平, 然后呢, 头部企业所生产的产品缺陷率, 也必须降低到PPB级别才算达标。
与此同时, 这项政策会进一步把电池的应用范围, 从原来的新能源汽车行业、消费电子领域, 还有传统式的储能场景里面解放出来, 然后继续向船舶航运方面去拓展, 向航空交通领域去延伸, 同时也要深入智能机器人的市场, 还要覆盖到工程机械的作业现场, 以及农机装备的田间地头, 另外还包括数据中心的数据处理中心, 乃至新型电力系统的全部环节。
在电池行业这个领域, 如今中国已经处于超越全球其他地区的先进地位。
中国有没有能力继续去掌握下一代电池技术的定义权这个问题是值得探讨的, 另外一点是不能够从全球最大的那个电池生产基地升级成为标准方面, 专利方面以及产业生态方面的主导者这一点也很重要, 还有一个就是能不能在把结构性过剩的问题解决掉的同时, 培养出一些新的高附加值的增长曲线来。
“稳步增长”这四个字, 到底释放了一些什么样的信号出来呢?
这个《规划》里面使用了“规模实现稳步增长”这一种说法, 这种说法是带有很强的政策指向性的。
在“十四五”这一段时间里面, 中国新型电池产业的总产值已经达到并且超过了一万亿元大关, 生产出来的电池单体的能量密度已经高于三百瓦时每千克, 新型电池的循环使用寿命最高值超过了万次以上, 并且建立起了一条完整的产业链, 这条产业链包括了材料方面、电池单体方面、系统集成方面、工艺装备方面以及回收利用方面这些环节。
在这样的一种产业基础情况之下, 关于未来发展的过程里面, 主要的矛盾方面, 已经发生了转移, 这种结构性的问题, 是非常的重要的。
首先, 有个地方的情况是供给和需求没有对准, 这出现在一些已经在成熟期的阶段。锂电池行业, 加上正极材料、负极材料还有辅材的这些部分, 在经历了快速的扩大生产能力之后, 价格方面的竞争变得越来越激烈。
有一些企业选择用降低价格的方法来换取订单, 这种做法使得这些企业在生产能力的利用程度、手头现金的多少以及赚钱的能力这几个方面都面临着较大的压力。
第二点讲的是那个高端方面的供应还是有一些不够的地方。中国在做大规模制造和控制成本这方面, 是有优势的。不过呢, 在基础材料、专用工业软件、高端装备这些方面, 还有原始创新的能力, 以及在国际标准里头说了算的话语权这方面, 都还是有待去突破的。
第三点, 新旧技术正在更换档位。传统的液态类型锂电池, 它们还会长期占据市场主体的位置, 但是全固态电池, 钠离子电池, 液流电池, 还有那些面向航空领域、机器人领域以及长时储能应用的新型体系电池, 它们正在进入关键阶段, 这个阶段是从实验室走向工程验证的过程。。
现在人们衡量发展成果, 不会觉得新增多少产能、建设多少园区是最重要的事情, 大家更看重技术含量高不高、产品质量硬不硬、安全水平稳不稳、单位能耗低不低、碳足迹小不小、专利能力强不强、场景适配性好不好, 以及在全球市场的经营能力如何, 以往那种仅仅依靠同质化扩产来换取经济旧的增长模式, 目前已经不再是主流趋势了。
在二零二二年, 关于全固态电池“初步规模化”的情况, 事实上确实迫切地需要达成的核心内容是有关它的情况。
在规划里面, 大家最想要知道的那个目标是什么? 那就是说, 等到了二零三零年的时候, 那种全固态电池, 它就要差不多实现大规模的用在各种地方。
大家要知道, 全固态电池它有一个非常大的好处, 那就是理论上它的优势很明显。因为它有这个可能性。那就是使用固态电解质这个办法。来做到提高电池的安全性能。还有提高能量密度这件事。同时还能够给高比容量的正极材料。和负极材料提供一个更大的。让它们去应用的空间。
因为它在高端新能源汽车领域表现突出, 同时在低空飞行器场景中得到应用, 还有航空航天方面的需求满足它, 智能机器人也是它能适用的方向之一, 这些场合都对重量有着很在乎的要求, 对体积也有很高的关注度, 并且对安全性是特别敏感的, 正是由于这些因素存在, 所以让它特别适合上述提到的那些情况。
但是, 当需要从实验室里的样品逐步过渡到保持稳定且能够大量生产的阶段的时候, 人们就必须去逐一跨越那些存在于材料层面、界面层面、设备层面以及成本层面等方面的重重难关和多条障碍。
固态电解质和电极那个地方的接触到底怎么样, 然后在用的时候它的大小会不会变来变去, 还有那个像树枝一样的锂晶能不能控制住, 造这东西对房子的要求高不高, 做出来的良品率有多少。还有做成很大的电池的时候, 每个电池的性能够不能够保持一致。这些个事儿, 都有可能会拖着后面卖出去的时间往后推迟。
更重要的是, 还需要建立一套工艺、装备、检测以及供应链体系。这套体系与传统的液态锂电池不同。全固态电池需要这些不同的部分来支持。
政策把目标说成了“初步实现规模化应用”, 这表现了一种比较实在的产业速度: 先到那些价值高、对能量密度和安全很在意、能承担较高价格的场景里先把事情做成, 然后靠着合格率的提高和成本的降低, 再慢慢地去扩大范围。
这种材料可以保持稳定的状态去进行大规模的供应工作。
这条中试生产线可以让它接着不停地进行运行。
大容量电芯, 它是能够去通过那些安全还有寿命方面的测试的。
生产的良品率能够达到商业化的要求。
该产品具备进入整车领域客户的验证体系的资格, 同时还可以进入航空领域客户以及机器人领域客户的相应验证体系当中。
成本这一方面, 还有性能那一块儿, 都跟真实的、实际的应用场景能够匹配得上。
《规划》对固态电池有一个推动的作用, 等到产品进入客户的验证环节, 然后形成订单, 并且还能达到那个可以被复制的量产良率, 那么政策方面的预期才会变成实实在在的产业业绩。
在03这个部分当中, 我们提到了15000次这样一个循环寿命的数据, 这一数据直接对储能的整个经济性进行了重构。
根据《规划》中提出的要求, 长寿命锂电池的循环寿命能够达到15000次。
与“十四五”时期行业水平相比, 最高纪录曾突破12000次, 为此, 该项目的目标把循环寿命的基准线又提高了大约25%。
大家在使用新能源汽车时, 心里最惦记的通常是续航能力够不够、车安不安全, 还有能不能快速充电。可是在电力储能这个行当里, 情况就不太一样了。循环寿命这事儿, 那可是硬道理。
它直接决定了储能系统在这一辈子的时间里, 到底能跑多少次充放电的行程。同时, 它还直接关系到每存储一度电, 需要摊薄多少投入在电池上面的成本。
把电池循环寿命延长一点, 如果别的条件都还是一样的话, 那么在整个生命周期的时间里, 算下来的每一度电的成本就会变低一些。这样子在发电厂里面更换电芯的次数就能减少, 停下来做维修保养的情况也会比较少, 这样一来, 做储能项目这件事是不是划算、是不是值得做, 就更容易说得通了。
设定一万五千次循环寿命这一目标, 其意图所在, 是为了给高频度调度操作所涉及的新型电力系统范畴, 提前开展相关的技术层面准备工作。
现在的状况是, 风电和光伏这类会波动的电源在整体上占的比例越来越大。在这种情况下, 储能的作用就不能只局限在做那种简单的削峰填谷的事情上。它往后会逐渐扩大到更多方面。这些方面包括参与调频、提供备用容量、对电网起到支撑作用、帮助把可再生能源消纳掉、管理园区里的能源, 还有为数据中心提供供能方面的保障。
在不同的场景里面, 对于持续时长是有要求的。在响应速度方面, 不同场景也是有不同的规定。关于循环频率, 各种情况下的需求也不一样。还有安全等级, 各个场景各自的标准是不同的。另外, 成本结构这一项要求, 也因场景而异。
这也是制定这个规划的机构, 把锂电池以及钠电池还有液流电池等等许多种不同的技术路径, 全都写进同一个文件里的根本原因所在。
有一种技术“通吃所有场景”, 这在目前来看, 是比较不太可能发生的事情。
因为锂电池有成熟的供应链, 能量密度也比较高, 而且能够快速响应, 所以现在仍然会是新能源汽车、消费电子以及很多储能项目里主要的技术。
钠离子电池更可能出现在那些资源约束不太强的地方, 它还能在低温下好好工作, 并且它在安全性和成本方面比较受关注, 所以在这些场景中可能会找到属于自己的位置。
在那些对时长储能有需求、并且要求循环使用寿命要久同时安全性必须得到保障的固定式使用环境里, 液流电池表现得更为合适；当然；这类场景对于设备的空间占用大小以及整体重量多少的要求并不会特别严苛。
全固态电池以及其他新的体系电池, 有可能先切入高端汽车、航空事业和智能机器人这些具有较高经济价值的应用市场。
《规划》这一文件, 它把那些新型电池的相关情况以及地位, 放在了更广泛、规模更大的产业体系这个角度里面去进行考虑和分析和处理。
要想通过新型电池来发挥带动作用, 一方面要推动智能终端这些产品的不断升级换代, 另一方面还要让汽车、船舶、航空、智能机器人、工程机械以及农机装备等这些领域加快实现电动化进程, 与此同时, 在电源侧、电网侧、工业园区还有数据中心等等这些涉及储能的应用场景里, 也要继续去拓展发展空间。
现在的电池, 它已经从原来那种制造业里面用的零部件, 变成了能源 systems 还有智能设备背后的基础设施。
汽车实现电化, 这就解决了第一个能够出现大规模应用的那个市场问题。
那种正在形成的, 具有全新特征的电网体系, 它有可能成为一个会持续存在很长时间的广阔市场领域。
机器人、低空飞行器、船舶和特种装备, 这些对象可能会形成性能高的电池领域里面的新增长线。
可以拿智能机器人来当个例子, 电池的这件事儿, 它不仅仅决定了能运行多长时间这个问题, 并且还会牵涉到整台设备有多重, 以及在承受负荷时的能力怎么样, 还有关节部分该怎么设计, 以及安全方面要有多少余量。
如果一个机器人在运转的时候, 需要不间断地干活很长时间, 那么就得在能量的密集程度、快速充电的本事、能够反复使用的次数, 还有管理发热情况这方面, 找到一个平衡点。
对航空领域的电动化转型, 其提出的标准和要求变得愈发的严苛。
对于电池来说, 重量每增加一公斤, 都会挤压有效载荷的额度, 也会压缩航程的长度。所以在航空领域的应用里面, 大家是非常愿意为那些能量密度更高的电池支付一些额外费用的。
但是同样的情况是, 它们对于这个产品的安全性、一致性和可靠性这三个方面的要求, 比起普通的消费类电子产品的要求来, 要高出了非常非常多的大多倍数。
而数据中心, 那么它代表的是另一类不同的需求情况。
人工智能算力基础设施用电负荷快速增多, 对备用电源、峰谷调节、可再生能源配套以及能源管理能力的要求变高, 电池储能变流器热管理消防能源管理软件和电网调度能力合成系统的方案, 才是真正的关键所在。
04 PPB级的缺陷率情况显示, 电池的竞争过程已经进入了极限制造这个发展阶段。
《规划》提出了相应的建议, 它表明那些处于领先位置的企业的产品瑕疵发生率需要达到PPB这个级别的意思, 也就是说, 质量控制的能力要向着十亿分之一这样的数量级去推进。
电池类产品, 它们具有那种典型的、大规模的制造方面的特征。那么如果一家比较大的企业, 它每年有可能去生产数量达到上亿级别电芯产品的情况。即使出现缺陷的比例非常低。
但是由于出货的总基数非常大。所以就可能导致出现那些很难被忽略的安全隐患问题。甚至还可能需要承担因为召回这些电池所产生的高额成本支出这样的情况。
特别是在那些航空方面, 还有汽车领域, 以及储能电站和机器人等应用场景当中, 如果一个电芯出现了单个缺陷, 所导致的后果情况, 可能其严重程度远远超过了这个电芯本身所具备的价值。
因为使用范围变得越来越广泛了, 所以电池这个行业必须要把那种合格率本来就不算太低的情况给改掉, 转而走向一种在全过程的各个环节里都接近于完全没有缺陷的那种状态。
想要去达成那个PPB级别的这样一个质量上的目标, 如果光靠对最终成品来进行抽查这种办法的话, 那肯定是不能够满足需求的, 还必须有那种能够把材料、设备、生产过程以及相关的运行数据全部都囊括在内的一个非常完整的质量管理体系才行, 具体包含的内容如下。
原材料批次追溯；
在生产的过程当中, 在线实施检测。
把电芯之间的性能差异进行控制。
数字孪生技术与人工智能异常检测的结合。
对电池管理系统的状态进行监视和测量。
热失控会引发预警, 同时还会进行抑制。
全生命周期数据追踪。
在《规划》里面也提到要建设专用的大模型和AI研发平台, 这个是为了推动实现可视化管理、智能调控、预警和寿命评估。
人工智能在电池制造这个行业里面所发挥出的价值, 主要是它能够凭借自身的识别能力, 去发现那些由于人类经验以及传统的抽样检测方法都难以察觉到的微小缺陷。
它是从五个大的方面展开任务的, 一共部署了19项重点任务。这五个方面包括了全链条方面的创新、产业转型升级、还有产业体系建设、科技服务, 以及贸易投资合作。在这些工作里, 它还明确提出了一些硬性要求, 就是做好产能预警调控, 还要监督产品质量。同时对于市场竞争价格这块, 明确要求要规范好。
在先进材料这一领域, 还有固态电解质这类技术方向, 加上高端装备、工业软件这些板块, 以及检测认证业务、中试服务环节、回收利用模式和系统集成能力等方面, 企业是有可能争取到更加广阔的发展空间的。
与此同时, 那些因为自身存在技术壁垒不足的缺陷, 导致其产品出现了高度同质化现象, 并且主要只能依靠参与价格竞争来维持生存的落后产能状况, 则会是面临更加严峻的压迫情况的。
为了能让企业以一种多种多样且有序的方式去开展对外投资行为, 还需要把防范风险的事情和应急响应机制给建立健全起来, 与此同时也要将覆盖全面的服务体系在海外进行完善工作, 并且还要推动国际间双多边范围内相互认可的合作事项得以推进。
电池这个事物, 它现在已经变成了全球范围内新能源产业里头竞争的最核心的那个领域。各个经济体呢, 它们都在围绕着本地制造、供应链安全、原材料来源、碳足迹以及产业补贴这些方面, 不断提高自己的准入门槛, 而且这种做法越来越普遍了。
如果只是依靠国内的生产然后再出口的话, 这样的情况是变得越来越难覆盖所有市场的, 所以说这种模式已经很难行得通了。
小结
这份名为《新型电池产业发展“十五五”规划》的政策文件, 已经把中国电池产业在未来这个时间段里应该如何去参与竞争的具体方式, 给明确地标示出来了。
在第一次的这个过程当中, 竞争是非常激烈的, 中国企业依靠他们那个完整的供应链, 再加上制造效率上的优势以及成本方面的优势, 从而在动力电池领域还有储能电池领域, 形成了那种在全球范围内的竞争力。
第二次竞争的局势将会变得更加复杂且棘手。这要求企业必须同时拥有原始的创新能力, 还要具备极限制造的本领。系统集成的能力也是必不可少的。质量控制要严格到位。获得标准认证是前提条件之一。低碳运营的方式需要被采用。全球化运作的能力也要具备。
直到二零三零年这个时间节点, 中国是不是能够在比如全固态电池, 还有那种长寿命的储能电池, 以及先进的材料和高端的装备这些领域里面, 去建立起一种崭新的技术优势?
而且，中国是不是也能够把自己所拥有的那种非常庞大的制造生产能力, 成功地转化成行业标准的主导权、专利的主张权, 还有生态体系中的主导地位呢。
简单地说, 就是在电池这个领域里, 中国一定要保持下去并且一直赢下去。
关于十五五电池规划的最新发布信息显示, 全固态电池有望在2030年实现初步的规模化生产, 并且其循环寿命将能够达到15000次。
