2024年中國鋰電池熱安全管理行業現狀、市場競爭格局、上下游運行現狀及未來發展趨勢分析預測
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報告發布方:中金企信國際咨詢《2024-2029年鋰電池熱安全管理行業全產業結構深度分析及投資戰略可行性評估預測報告》
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(1)鋰電池熱安全管理行業現狀:自鋰電池1991年首次商用,隨著鋰電池技術的不斷發展,開啟了鋰電池的普及時代。鋰電池憑借高能量密度、自放電低、可循環使用次數多等眾多優點,被廣泛應用于電子設備、新能源汽車、儲能領域等。
隨著鋰電池的普及,其工作過程中過熱導致的熱安全問題愈加受到重視,鋰電池熱失控監測與防護專用裝置由此產生。鋰電池熱失控現象的技術問題和防護設備與傳統火災探測方式有所不同。由于鋰電池熱失控情況復雜,一旦發生熱失控會產生大量熱量進而引發火災,并且在密閉的環境內隨著熱量的傳遞會形成“多米諾效應”,擴散到其他電池引發更劇烈的火災和爆炸。傳統的火災探測方式一般采用溫度、煙霧或氣體單一探測源方式,易發生漏報、誤報或者報警滯后現象。所以針對鋰電池熱失控需采用更科學、更合理的監測方式達到早期預警、防止誤報的目的,
從而實現鋰電池熱失控的早期預警和智能控制。我國鋰電池熱安全管理專用設備行業是隨著鋰電池的發展而興起的,隨著下游市場需求的不斷擴大,行業將迎來新的發展機遇。目前鋰電池安全防護產品應用于電化學儲能電站、新能源客車等鋰電池主要應用領域。
①電化學儲能領域:電化學儲能是未來能源體系的重要組成部分,是智能電網和能源互聯網的必要環節,也是實現碳達峰、碳中和目標的重要技術手段。國內外的研究和工程實踐普遍認同,電化學儲能作為實現電網供需平衡、靈活調節的有效手段,是智能電網、能源互聯網等新技術得以實際應用的重要基礎條件。我國已將儲能作為國家戰略性產業予以引導和扶持,未來對電化學儲能系統的市場需求將明顯提升。
鋰電池因其性能穩定性及成本可控性成為電化學儲能中儲能介質的主要應用。作為含能物質,鋰電池具有發生火災或爆炸的危險本質,特別是在密閉封閉空間,一旦某一儲能單元發生火災,將會引起相鄰多臺儲能單元的連鎖火災反應甚至箱體爆炸,火災荷載大、易復燃、危險性高且難于撲救。2021年北京豐臺4.16儲能電站發生爆燃事故,國家相關部門加快出臺了鋰電池儲能系統安全防護相關政策法規。
2021年以來,國家發改委、國家能源局、全國電力儲能標準化技術委員會組織起草的《電化學儲能電站安全管理暫行辦法》《電化學儲能電站安全規程》相繼完成征求意見并陸續發布實施,要求建設單位應制定應急處置預案,配備專業應急處置人員和滿足電站事故處置需求的應急救援裝備;同時要求儲能電站實現PACK級別安全監測,儲能電站每個電池模塊宜單獨配置探測器……能撲滅電池火災和電氣設備火災,且防止復燃。
②新能源商用車領域:自2015年起國家市場監督管理總局、交通運輸部及全國汽車標準化技術委員會客車分技術委員會等相關部門及社會團體先后發布了多項電動汽車消防安全系列標準,涵蓋了動力鋰電池系統火災防控裝置性能檢驗、火災報警、疏散、應急救援和滅火等領域,加快了鋰電池熱失控防護產品的落地。
2019年3月實施的《城市公共汽電車車輛專用安全設施技術要求》,明確城市公共汽電車要求配備電池箱火災防控裝置。2022年3月,工信部發布《2022年汽車標準化工作要點》,進一步提升動力蓄電池熱失控報警和安全防護標準,相關安全標準涵蓋商用車(如新能源客車)和乘用車。隨著上述相關新能源汽車電池安全防護政策的逐步落實,城市公共新能源客車(公交系統)市場作為受該政策影響最為敏感的應用領域,率先普及并發展壯大。
(2)鋰電池熱安全管理行業發展趨勢:鋰電池安全防控裝置包含鋰電池熱失控防護及鋰電池熱管理裝置,其中熱失控防護裝置主要由熱失控監測模塊和熱失控抑制模塊組成。監測模塊通過復合探測手段監測電池熱失控前電池倉內溫度、氣體等變化的特性,根據算法及時發出預警,激活抑制模塊進行滅火。誤報、漏報率是衡量模型優劣的一個關鍵指標。
隨著國家產業政策和標準的推出、實施,更多的生產制造企業進入行業,鋰電池熱失控防護裝置火災探測的準確性持續提升成為行業發展的必然趨勢。
由于鋰電池火災特殊機理,滅火時除了需要撲滅明火,還需要將電池降溫防止復燃,同時滅火劑的生產、使用還需要考慮到對周圍環境的影響,因此清潔高效滅火劑和特定場景、滅火技術的有效結合成為行業內企業產品工藝創新的主要方向。
隨著新能源電站的加速建設及電化學儲能的廣泛配套,以鋰電池為基礎的儲能系統的安全問題愈發受到社會關注,國家相關部門已將鋰電池儲能系統的安全標準提高至PACK級。一方面,高規格的安防裝備將增加儲能系統的建設成本;另一方面,PACK級監測抑制功能需要與電池電芯的自身參數融合。由于每家新能源電池廠商所采用的電芯存在差異性,需電池廠商開放部分電芯數據進行定制化研究開發。
鋰電池的安全性、性能受環境溫度影響較大,過度的高低溫都會對鋰電池壽命和安全性產生影響,因此需要溫控系統與電池管理系統配合,對鋰電池進行溫度控制,避免電池進入熱失控狀態。未來高容量、高倍率儲能應用增加,對溫控提出更高的要求,效率高散熱速度快的液冷優勢凸顯。
(3)行業競爭格局:
①電化學儲能鋰電池安全防控領域:“雙碳”背景下電化學儲能裝機量高速增長,國內精密溫控節能設備提供商、綜合消防企業等均有所布局。行業內的主要企業有深圳市英維克科技股份有限公司(002837)、青鳥消防股份有限公司(002960)、國安達股份有限公司(300902)、煙臺創為新能源科技股份有限公司(873537)等。
②新能源乘用車鋰電池安全防控領域:消防產品進入電動汽車市場需取得產品的消防產品技術鑒定證書及整車廠商的合格供應商認證,門檻較高;車載安全產品目前的主要應用場景集中于新能源商用車領域(乘用車市場仍處于市場培育期),目前市場內參與的企業較少。
行業內的主要企業有中汽客汽車零部件(廈門)有限公司(國安達股份有限公司(300902)子公司)、煙臺創為新能源科技股份有限公司(873537)、哲弗智能系統(上海)有限公司等。
(4)鋰電池熱安全管理行業上下游運行現狀:鋰電池安全防控裝置采購的主要原材料為鋼制主機箱體、冷軋鋼板等金屬件,電路板、線束等電子類原材料,六氟丙烷、全氟己酮等滅火劑原料。上游原材料供應充足,產品價格相對平穩。下游主要為鋰電池應用領域的相關廠商,如儲能電站系統集成商、新能源汽車廠商、電池廠商等;城鎮化水平和交通運輸、新能源電站等行業安全配套投資不斷提高,帶動鋰電池安全防控裝置應用領域的拓寬和滲透率的增長。
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