2024年中國鋰電池熱安全管理行業(yè)現(xiàn)狀、市場競爭格局、上下游運行現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析預測
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報告發(fā)布方:中金企信國際咨詢《2024-2029年鋰電池熱安全管理行業(yè)全產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度分析及投資戰(zhàn)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(yè)現(xiàn)狀:自鋰電池1991年首次商用,隨著鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)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(huán)使用次數(shù)多等眾多優(yōu)點,被廣泛應用于電子設(shè)備、新能源汽車、儲能領(lǐng)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(jiān)測與防護專用裝置由此產(chǎn)生。鋰電池熱失控現(xiàn)象的技術(shù)問題和防護設(shè)備與傳統(tǒng)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(fā)生熱失控會產(chǎn)生大量熱量進而引發(fā)火災,并且在密閉的環(huán)境內(nèi)隨著熱量的傳遞會形成“多米諾效應”,擴散到其他電池引發(fā)更劇烈的火災和爆炸。傳統(tǒng)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(fā)生漏報、誤報或者報警滯后現(xiàn)象。所以針對鋰電池熱失控需采用更科學、更合理的監(jiān)測方式達到早期預警、防止誤報的目的,
從而實現(xiàn)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(shè)備行業(yè)是隨著鋰電池的發(fā)展而興起的,隨著下游市場需求的不斷擴大,行業(yè)將迎來新的發(fā)展機遇。目前鋰電池安全防護產(chǎn)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(lǐng)域。
①電化學儲能領(lǐng)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(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的必要環(huán)節(jié),也是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要技術(shù)手段。國內(nèi)外的研究和工程實踐普遍認同,電化學儲能作為實現(xiàn)電網(wǎng)供需平衡、靈活調(diào)節(jié)的有效手段,是智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)得以實際應用的重要基礎(chǔ)條件。我國已將儲能作為國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)予以引導和扶持,未來對電化學儲能系統(tǒng)的市場需求將明顯提升。
鋰電池因其性能穩(wěn)定性及成本可控性成為電化學儲能中儲能介質(zhì)的主要應用。作為含能物質(zhì),鋰電池具有發(fā)生火災或爆炸的危險本質(zhì),特別是在密閉封閉空間,一旦某一儲能單元發(fā)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(fā)生爆燃事故,國家相關(guān)部門加快出臺了鋰電池儲能系統(tǒng)安全防護相關(guān)政策法規(guī)。
2021年以來,國家發(fā)改委、國家能源局、全國電力儲能標準化技術(shù)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(guī)程》相繼完成征求意見并陸續(xù)發(fā)布實施,要求建設(shè)單位應制定應急處置預案,配備專業(yè)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(xiàn)PACK級別安全監(jiān)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(shè)備火災,且防止復燃。
②新能源商用車領(lǐng)域:自2015年起國家市場監(jiān)督管理總局、交通運輸部及全國汽車標準化技術(shù)委員會客車分技術(shù)委員會等相關(guān)部門及社會團體先后發(fā)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(tǒng)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(lǐng)域,加快了鋰電池熱失控防護產(chǎn)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(shè)施技術(shù)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(fā)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(guān)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(guān)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(tǒng))市場作為受該政策影響最為敏感的應用領(lǐng)域,率先普及并發(fā)展壯大。
(2)鋰電池熱安全管理行業(yè)發(fā)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(jiān)測模塊和熱失控抑制模塊組成。監(jiān)測模塊通過復合探測手段監(jiān)測電池熱失控前電池倉內(nèi)溫度、氣體等變化的特性,根據(jù)算法及時發(fā)出預警,激活抑制模塊進行滅火。誤報、漏報率是衡量模型優(yōu)劣的一個關(guān)鍵指標。
隨著國家產(chǎn)業(yè)政策和標準的推出、實施,更多的生產(chǎn)制造企業(yè)進入行業(yè),鋰電池熱失控防護裝置火災探測的準確性持續(xù)提升成為行業(yè)發(fā)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(chǎn)、使用還需要考慮到對周圍環(huán)境的影響,因此清潔高效滅火劑和特定場景、滅火技術(shù)的有效結(jié)合成為行業(yè)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品工藝創(chuàng)新的主要方向。
隨著新能源電站的加速建設(shè)及電化學儲能的廣泛配套,以鋰電池為基礎(chǔ)的儲能系統(tǒng)的安全問題愈發(fā)受到社會關(guān)注,國家相關(guān)部門已將鋰電池儲能系統(tǒng)的安全標準提高至PACK級。一方面,高規(guī)格的安防裝備將增加儲能系統(tǒng)的建設(shè)成本;另一方面,PACK級監(jiān)測抑制功能需要與電池電芯的自身參數(shù)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(shù)據(jù)進行定制化研究開發(fā)。
鋰電池的安全性、性能受環(huán)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(chǎn)生影響,因此需要溫控系統(tǒng)與電池管理系統(tǒng)配合,對鋰電池進行溫度控制,避免電池進入熱失控狀態(tài)。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(yōu)勢凸顯。
(3)行業(yè)競爭格局:
①電化學儲能鋰電池安全防控領(lǐng)域:“雙碳”背景下電化學儲能裝機量高速增長,國內(nèi)精密溫控節(jié)能設(shè)備提供商、綜合消防企業(yè)等均有所布局。行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)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(chuàng)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(lǐng)域:消防產(chǎn)品進入電動汽車市場需取得產(chǎn)品的消防產(chǎn)品技術(shù)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(chǎn)品目前的主要應用場景集中于新能源商用車領(lǐng)域(乘用車市場仍處于市場培育期),目前市場內(nèi)參與的企業(yè)較少。
行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)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(chuàng)為新能源科技股份有限公司(873537)、哲弗智能系統(tǒng)(上海)有限公司等。
(4)鋰電池熱安全管理行業(yè)上下游運行現(xiàn)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(chǎn)品價格相對平穩(wěn)。下游主要為鋰電池應用領(lǐng)域的相關(guān)廠商,如儲能電站系統(tǒng)集成商、新能源汽車廠商、電池廠商等;城鎮(zhèn)化水平和交通運輸、新能源電站等行業(yè)安全配套投資不斷提高,帶動鋰電池安全防控裝置應用領(lǐng)域的拓寬和滲透率的增長。
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