天津市锂离子电池材料发展趋势及对策研究

张翛然，李林洁，于 璇

(1.天津绍闻迪康科技咨询有限公司 天津 300042；2.国家新材料产业发展战略咨询委员会 天津 300042)

0 引言

为实现“双碳”目标，未来十年新能源在我国能源消费中的比重将大幅提升，而锂离子电池不仅在新能源汽车中占据绝对优势，更是弥补可再生能源的波动性和间歇性的重要储能手段，必将迎来又一次发展。天津市在锂离子电池材料领域产业基础良好，但受资源和定位影响，整体竞争力不足。结合未来新能源领域发展趋势，同步发展高性能、高附加值与高稳定、低成本两种路径的电池材料技术，尽快提升关键电池材料供应能力，加快产品标准化等配套网络建设，实现天津市锂离子电池材料产业差异化发展。

1 天津市锂离子电池材料产业发展现状

天津市的锂离子电池产业较为完整，多种电池材料的制造环节具有显著优势，具备巴莫科技、斯特兰能源等正极材料企业，贝特瑞、锦美碳材等负极材料企业，金牛等电解液企业，东皋膜等电池隔膜材料企业，以及其他辅助材料企业，满足下游天津力神、捷威动力、荣盛盟固利等3C 及动力电池生产企业原材料需求。然而，目前天津市锂离子电池材料及下游电池产业发展仍存在共性和个性问题，制约产业可持续发展。一方面，受资源和市场环境影响，天津市电池材料企业盈利情况并不乐观，新产品、新产能的巨大前期投入限制了企业转型升级；另一方面，目前天津市在锂离子电池储能领域也存在成本高、规模小等通病，市场驱动力不足、产业发展缓慢。此外，锂离子电池产业还存在产品标准缺失、行业规范不足等问题，阻碍了行业的良性发展。

2 天津市锂离子电池材料产业发展条件

2.1 天津市锂离子电池材料产业发展优势

天津市锂离子电池产业经过多年发展，已形成产业链齐备的电池及原材料产业集群，各产业环节有效衔接，产业链协同配套环境良好。依托产业基础和国家级生产示范基地，汇集了中国电子科技集团公司第十八研究所、中海油天津化工研究设计院、天津市锂离子电池技术创新中心等电池技术研发机构为产业发展提供技术支撑。依托现有动力电池产业基础，以目前锂离子电池储能领域普遍认可的LFP 电池及其正极材料为切入点，打造绿色储能产业，发展电化学储能事业大有可为。

2.2 天津市锂离子电池材料产业发展劣势

天津市电价高、地价贵，环保任务艰巨，污染治理成本也十分高昂，与广东、福建等省锂离子电池聚集区相比，天津地区企业并无成本优势。新产品的开发方面，同样受制于天津地区的环境资源等因素，前期投入更高，同时天津金融环境也不如东南沿海地区宽松，制约了天津市锂离子电池材料企业转型升级。此外，目前天津市虽然具备一批实力雄厚的锂离子电池正负极材料生产供应商，但在电解液和隔膜材料领域相关企业较少，产能的不均衡使得产业下游呈现水桶效应，极大削弱了产业链整体优势。

2.3 天津市锂离子电池材料产业发展政策助力

为促进锂离子电池材料产业发展，2021 年市政府印发《天津市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》《天津市制造业高质量发展“十四五”规划》《天津市科技创新“十四五”规划》，强调新能源领域应扩大锂离子电池产业优势，为发展锂离子电池相关技术指明方向[1-3]。此外，天津市工信局也发布了《天津市产业链高质量发展三年行动方案(2021—2023 年)》《天津市制造强市建设三年行动计划(2021—2023 年)》提出电池材料产业发展和技术突破的相关目标[4-5]。

3 天津市锂离子电池材料产业发展建议

结合新能源应用发展趋势及市场需求，天津市应在现有电池材料及模组产业基础上加强电极、电解质、隔膜等关键材料的生产供应，强化本地优势，补足产业链薄弱环节，同时确定符合时代发展的研发方向。天津作为京津冀要地，环保要求更高，因此适宜发展低污染、高附加值的电池材料；在现有基础上开发新型固态电池材料及制造工艺，也是今后电池材料和集成企业的重点发展方向。

3.1 补齐缺失环节，发挥产业链整体优势

发挥天津多种电池材料产业优势，依托力神国家动力锂离子电池工程技术研究中心等载体，加快推进储能电池新材料和电池装配新工艺等关键技术的开发与产业化，打造高性能、低成本的储能电池产品。

3.1.1 正极材料

正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一。政府引导骨干企业“重点突出、精准发展”，天津国安盟固利新材料科技股份有限公司、天津优量锂能科技有限公司等作为天津市电池正极材料发展的重点扶持企业，以新型三元材料等正极材料为重点，提升高镍材料的产量比例，推进含量为50.8%的NCM811正极材料的技术成熟化，占稳、占好新型利基市场。

3.1.2 负极材料

提高石墨负极材料纯度，降低人造石墨成本，应对硅负极材料体积膨胀问题。加强硅材料纳米化及硅碳复合材料的制备工艺，提升批量生产稳定性。研发干电极技术，提升硅基负极材料寿命。依托贝特瑞开发第四代硅碳负极材料产品，缩小国内外差距。

3.1.3 电池隔膜

与日本相比，我国的高端隔膜产品一致性不高，存在孔隙率不达标，厚度、孔隙分布及孔径分布不均等问题，需要加大力度解决隔膜本身原材料问题和涂覆隔膜的涂覆技术问题，着力提升基础材料表面处理工艺、胶粘剂配方工艺、产品冲压拉伸等材料、设备和工艺控制等关键软实力，同时加强在湿法隔膜领域的技术储备、成果转化，及自主研发核心生产设备的能力。

3.2 重点发展全固态锂离子电池，实现弯道超车

全固态锂离子电池在安全性能和能量密度方面具有很大优势，是下一代动力电池发展的主要方向。从目前全球进展来看，全固态锂离子电池的产业化条件仍不成熟，需要克服离子电导率低、界面相容性差等诸多问题。未来需依托天津大学、南开大学、中国电子科技集团公司第十八研究所等高校和研究机构开展聚合物、氧化物和硫化物固态电解质的研究，并促进科技成果转化。同时还需从开发新型复合固态电解质，深入研究相界面上锂离子传输机理，改善界面相容性，探索抑制锂枝晶生长的方法等多方面入手，快速突破全固态锂离子电池产业化瓶颈，抢占下一代锂电池技术制高点。

3.3 健全动力电池回收及梯次利用网络

随着国内首批新能源汽车动力电池即将退役，退役电池的梯次利用及回收拆解需求快速上升。然而，目前各厂商在材料选择、结构设计等方面各不相同，模组连接与包装也均需根据车型定制，制约了相关行业发展。未来，天津市一方面可以发挥本地供应链优势，联合原材料、电池制造商及车企，规范动力电池设计，加快推动电池标准化；另一方面鼓励企业研发，不断提升电池能量密度、缩小电池体积，为电池组标准化设计提供更大空间。此外，目前退役电池缺乏使用情况及残余性能数据记录，增加了回收成本。下一步天津市需要加强动力电池编码管理体系及溯源、维护等相关信息共享机制建设，依托天津市产业示范基地和园区优势，建立基站备电、储能、充换电等梯次利用试点，促进形成天津市锂电池回收及利用网络。

3.4 加强政策驱动和引导，促进技术成果转化

政府强化科技管理部门、产业管理部门科技成果转移转化的工作职能，加强相关部门之间的协同配合，重点发展电池产业，打破材料环节的限制，实现技术革新的价值。成立技术成果转化工作组，通过加强基层科技管理队伍建设，跟踪高校等科研机构在锂离子电池材料及合成技术方面的最新研究进展，充分了解锂电产业中各环节企业生产情况及技术需求，建立成果转化要求的考核评价机制。宣传科技成果转化政策，完善承接科技成果转移转化的平台与机制，搭建产学研信息服务与对接平台。

4 结论

整体来看，天津市的锂离子电池产业基础深厚，拥有领先的电池生产企业和比较齐备的原材料产业集群，以及具有针对性的政策规划，为锂离子电池产业的发展提供了得天独厚的优势。为确保锂离子电池产业的持续兴盛，建议天津市强优势、补劣势，依托高校、科研院所和重点企业，不断提升三元正极材料、硅基负极材料等现有产品的质量和产量，加快提升核心设备的自主生产能力，加快标准体系制定修订工作，促进产业生产的高端化、规范化，提升产品的整体质量、综合竞争力。与此同时，重点推进全固态锂离子电池等新型电池技术的研发，争取率先突破当前动力电池发展瓶颈，将天津打造成为全球领先的锂离子电池研发、生产制造基地。