國產正極材料生產設備滯后帶來的不利效應

    鋰電世界    正極材料生產設備滯后正在成為國內鋰電行業(yè)進一步發(fā)展的羈絆。受益于應用市場的利好驅動，2013年，我國正極材料出貨量達4.6萬噸，已占全球市場份額的46%。國內正極材料普遍居于中低端市場，國內企業(yè)還不能真正大規(guī)模量產高電壓鈷酸鋰、NCA等正極材料，其中一個最主要的原因是企業(yè)所采用的生產設備仍處于較為原始的低端水平。生產設備上的落后已經成為我國正極材料生產的一大短板，嚴重制約著生產企業(yè)在整體技術水平和質量控制能力上的進一步提升。

    隨著動力和儲能領域的穩(wěn)步啟動，下游電芯企業(yè)對于材料穩(wěn)定性和一致性的要求越來越嚴苛。對于國內材料企業(yè)而言，搶占未來市場份額只有通過更新?lián)Q代生產設備，提升產品品質和性能才能夠實現。

    鋰電正極材料的生產主要分為混料磨料、高溫燒結、粉碎分解三大主要環(huán)節(jié)，涉及上料卸料裝置、混料機、高溫窯爐、粉碎機以及除濕系統(tǒng)等設備，每個環(huán)節(jié)的控制以及設備的性能都會對最終的產品產生直接或間接的影響。根據高工鋰電產業(yè)研究所的數據統(tǒng)計，截至2013年底，國內正極材料廠家將近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力，在設備選擇上這些企業(yè)對于日韓高昂的價格往往望而卻步，只能選擇中低端的國內設備。

    國產設備價格低廉，但在控制精確性和耐用程度上都無法與日韓設備相比。以材料生產的核心設備高溫窯爐為例，目前一個30米長的輥道窯日本高砂的報價在400-500萬元左右，而國內設備只需要100萬元，二者價格相差將近5倍。價格上的差距直接體現在設備的性能之上。窯爐的穩(wěn)定控制以及溫度的正負誤差直接影響到原材料的受熱均勻，進而會影響到產品的最終性能。在最為基礎的上料卸料環(huán)節(jié)，國內材料企業(yè)存在的短板也不容小覷。優(yōu)美科、日亞化學等國際知名企業(yè)目前普遍采用的自動化裝料卸料設備，可以有效地控制粉塵異物以保證裝料的精度。而國內材料企業(yè)目前基本上還處于人工操作階段。人工操作最大的問題在于裝料環(huán)節(jié)無法做到精確控制，直接影響到混料環(huán)節(jié)中材料配比的準確性。此外，上料卸料環(huán)節(jié)由人工操作所導致的原材料浪費也是一大問題，以鈷酸鋰生產為例，傳統(tǒng)產線每年由于人工操作導致鈷的跌落達到1%，以目前20萬元/噸的價格計算，一個年產1萬噸的產線每年的浪費額就高達200萬元。國內材料企業(yè)生產設備的落后還體現在對于環(huán)境的控制上，這也是國內生產企業(yè)與日韓同行相比差距最大的地方。

    以目前熱門的NCA材料為例，國內企業(yè)無法真正實現規(guī)模化量產的根本原因，其主要的難度在生產過程中無法達到對于溫度和環(huán)境的要求。NCA材料由于表面的堿性物質含量很高，非常容易吸潮，所以從燒結完成到最后包裝都需要嚴格把控材料與空氣的接觸。日韓企業(yè)基本上實現了封閉式生產，材料在空氣中靜置超過1個小時以上就被當做廢料處理了，而在國內，由于設備的滯后以及對成本的考慮，放置一兩天的情況已是司空見慣。

    國內材料企業(yè)要想真正提升產品品質，實現高端材料的產業(yè)化，引進全自動的生產設備和產線是唯一出路。自動化生產設備產線可以保證裝料配比的精度，避免由人工操作造成的浪費，同時也可以改善生產環(huán)節(jié)對于環(huán)境的控制。目前，國內材料企業(yè)自動化產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)以及新擴建的產線在開始使用自動化生產設備。

    鋰電行業(yè)作為新興的市場，無論是材料的工藝路線還是未來電池的發(fā)展路線還沒有完全確定，設備隨工藝而變，工藝的不斷更新變革必然會導致設備的相應變動。在此背景之下，如果企業(yè)大舉投入自動化產線就會面臨較大的市場風險。以磷酸鐵鋰來講，國內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備又各不相同，未來市場將會采用哪種工藝對于企業(yè)而言也并不能完全確定。

    業(yè)內人士表示，只有規(guī)模化市場需求真正啟動時，材料企業(yè)才能真正迎來自動化產線升級的“自我變革”期。