國(guó)產(chǎn)正極材料生產(chǎn)設(shè)備滯后帶來(lái)的不利效應(yīng)

    鋰電世界    正極材料生產(chǎn)設(shè)備滯后正在成為國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的羈絆。受益于應(yīng)用市場(chǎng)的利好驅(qū)動(dòng)，2013年，我國(guó)正極材料出貨量達(dá)4.6萬(wàn)噸，已占全球市場(chǎng)份額的46%。國(guó)內(nèi)正極材料普遍居于中低端市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)還不能真正大規(guī)模量產(chǎn)高電壓鈷酸鋰、NCA等正極材料，其中一個(gè)最主要的原因是企業(yè)所采用的生產(chǎn)設(shè)備仍處于較為原始的低端水平。生產(chǎn)設(shè)備上的落后已經(jīng)成為我國(guó)正極材料生產(chǎn)的一大短板，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)企業(yè)在整體技術(shù)水平和質(zhì)量控制能力上的進(jìn)一步提升。

    隨著動(dòng)力和儲(chǔ)能領(lǐng)域的穩(wěn)步啟動(dòng)，下游電芯企業(yè)對(duì)于材料穩(wěn)定性和一致性的要求越來(lái)越嚴(yán)苛。對(duì)于國(guó)內(nèi)材料企業(yè)而言，搶占未來(lái)市場(chǎng)份額只有通過(guò)更新?lián)Q代生產(chǎn)設(shè)備，提升產(chǎn)品品質(zhì)和性能才能夠?qū)崿F(xiàn)。

    鋰電正極材料的生產(chǎn)主要分為混料磨料、高溫?zé)Y(jié)、粉碎分解三大主要環(huán)節(jié)，涉及上料卸料裝置、混料機(jī)、高溫窯爐、粉碎機(jī)以及除濕系統(tǒng)等設(shè)備，每個(gè)環(huán)節(jié)的控制以及設(shè)備的性能都會(huì)對(duì)最終的產(chǎn)品產(chǎn)生直接或間接的影響。根據(jù)高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2013年底，國(guó)內(nèi)正極材料廠家將近190家，其中絕大部分企業(yè)規(guī)模都在1億元以下。受制于自身的資金實(shí)力，在設(shè)備選擇上這些企業(yè)對(duì)于日韓高昂的價(jià)格往往望而卻步，只能選擇中低端的國(guó)內(nèi)設(shè)備。

    國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià)格低廉，但在控制精確性和耐用程度上都無(wú)法與日韓設(shè)備相比。以材料生產(chǎn)的核心設(shè)備高溫窯爐為例，目前一個(gè)30米長(zhǎng)的輥道窯日本高砂的報(bào)價(jià)在400-500萬(wàn)元左右，而國(guó)內(nèi)設(shè)備只需要100萬(wàn)元，二者價(jià)格相差將近5倍。價(jià)格上的差距直接體現(xiàn)在設(shè)備的性能之上。窯爐的穩(wěn)定控制以及溫度的正負(fù)誤差直接影響到原材料的受熱均勻，進(jìn)而會(huì)影響到產(chǎn)品的最終性能。在最為基礎(chǔ)的上料卸料環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)材料企業(yè)存在的短板也不容小覷。優(yōu)美科、日亞化學(xué)等國(guó)際知名企業(yè)目前普遍采用的自動(dòng)化裝料卸料設(shè)備，可以有效地控制粉塵異物以保證裝料的精度。而國(guó)內(nèi)材料企業(yè)目前基本上還處于人工操作階段。人工操作最大的問(wèn)題在于裝料環(huán)節(jié)無(wú)法做到精確控制，直接影響到混料環(huán)節(jié)中材料配比的準(zhǔn)確性。此外，上料卸料環(huán)節(jié)由人工操作所導(dǎo)致的原材料浪費(fèi)也是一大問(wèn)題，以鈷酸鋰生產(chǎn)為例，傳統(tǒng)產(chǎn)線每年由于人工操作導(dǎo)致鈷的跌落達(dá)到1%，以目前20萬(wàn)元/噸的價(jià)格計(jì)算，一個(gè)年產(chǎn)1萬(wàn)噸的產(chǎn)線每年的浪費(fèi)額就高達(dá)200萬(wàn)元。國(guó)內(nèi)材料企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的落后還體現(xiàn)在對(duì)于環(huán)境的控制上，這也是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)與日韓同行相比差距最大的地方。

    以目前熱門(mén)的NCA材料為例，國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)的根本原因，其主要的難度在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法達(dá)到對(duì)于溫度和環(huán)境的要求。NCA材料由于表面的堿性物質(zhì)含量很高，非常容易吸潮，所以從燒結(jié)完成到最后包裝都需要嚴(yán)格把控材料與空氣的接觸。日韓企業(yè)基本上實(shí)現(xiàn)了封閉式生產(chǎn)，材料在空氣中靜置超過(guò)1個(gè)小時(shí)以上就被當(dāng)做廢料處理了，而在國(guó)內(nèi)，由于設(shè)備的滯后以及對(duì)成本的考慮，放置一兩天的情況已是司空見(jiàn)慣。

    國(guó)內(nèi)材料企業(yè)要想真正提升產(chǎn)品品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高端材料的產(chǎn)業(yè)化，引進(jìn)全自動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)線是唯一出路。自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)線可以保證裝料配比的精度，避免由人工操作造成的浪費(fèi)，同時(shí)也可以改善生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)于環(huán)境的控制。目前，國(guó)內(nèi)材料企業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)線的使用比率還不到10%，近九成以上的企業(yè)依然停留在半自動(dòng)甚至手工操作階段，僅有一些規(guī)模較大的企業(yè)以及新擴(kuò)建的產(chǎn)線在開(kāi)始使用自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。

    鋰電行業(yè)作為新興的市場(chǎng)，無(wú)論是材料的工藝路線還是未來(lái)電池的發(fā)展路線還沒(méi)有完全確定，設(shè)備隨工藝而變，工藝的不斷更新變革必然會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的相應(yīng)變動(dòng)。在此背景之下，如果企業(yè)大舉投入自動(dòng)化產(chǎn)線就會(huì)面臨較大的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。以磷酸鐵鋰來(lái)講，國(guó)內(nèi)目前主流的工藝就有五種路線，包括草酸亞鐵工藝、鐵紅工藝、磷酸鐵工藝、碳熱還原工藝、水熱合成工藝等，每一種工藝所采用的設(shè)備又各不相同，未來(lái)市場(chǎng)將會(huì)采用哪種工藝對(duì)于企業(yè)而言也并不能完全確定。

    業(yè)內(nèi)人士表示，只有規(guī)模化市場(chǎng)需求真正啟動(dòng)時(shí)，材料企業(yè)才能真正迎來(lái)自動(dòng)化產(chǎn)線升級(jí)的“自我變革”期。