安徽中经国融投资有限公司看好钙钛矿电池产业化进程提速

据悉，钙钛矿电池技术目前已经进入到产业化阶段，头部企业已着手建设GW级生产线。例如，2023年12月27日，总投资50亿元的协鑫光电钙钛矿GW级项目在昆山高新区奠基，正式开建全球首条大规格（1.2米×2.4米）2GW钙钛矿生产线。
事实上，钙钛矿电池也一直是央企重点关注的技术路线。2023年12月份，由华能集团牵头实施的全球最大商用尺寸兆瓦级钙钛矿光伏组件示范项目——位于青海共和塔拉滩的30万千瓦光伏建设项目成功并网发电。
　　中国核电目前拥有刚性、柔性钙钛矿电池的核心技术与全套自主知识产权，公司旗下的中核光电已于去年建成1200×650mm²刚性钙钛矿光伏组件中试产线和国内首条MW级卷对卷柔性钙钛矿光伏组件中试产线（连续制备长度100m）。同时，公司计划2024年至2025年期间建设两条量产中试线。中核光电还计划于2026年引入战略投资，并推进GW级钙钛矿组件产线的建设，实现规模化量产。

国家电投集团中央研究院也在2019年起就开展了钙钛矿叠层电池技术的研究。经过持续研发，在2023年底时小面积叠层电池效率已达到29.4%，并正在推进大面积电池的技术开发，以加快向产业化迈进。

钙钛矿太阳能电池实验室光电转换效率迅猛增长，叠层电池的实验转换效率已经超越硅基太阳能技术。据现有钙钛矿产线规划测算，2023、2024年的产能增速将达近80%、256%，实现低基数的高增长弹性，产业整体产能将于2024年落地近2GW，具备电池技术迭代的革命性意义。
钙钛矿带隙宽度可调，可制备高效叠层电池。钙钛矿可制备2结、3结及以上的叠层电池，其中2结叠层电池有钙钛矿-钙钛矿和钙钛矿-晶硅叠层电池两种，转换效率可提高到40%左右，3结及以上钙钛矿叠层电池的理论转换效率更是能达到50%左右。

“电动自行车电池的风向变了”、“锂电池被彻底抛弃，铅酸电池杀回来了”、“那帮专家终于知道铅酸电池有多好了”......

8月30日，商务部等五部门发布《推动电动自行车以旧换新实施方案》(下称《以旧换新方案》)提出，对交回老旧锂离子蓄电池电动自行车并换购铅酸蓄电池电动自行车的消费者，可适当加大补贴力度。
　　9月19日，工信部公开征求对《电动自行车安全技术规范(征求意见稿)》(下称《征求意见稿》)强制性国家标准的意见，新增了针对铅酸电池版本电动自行车的重量细则，使得装配铅酸电池的电动自行车限重从此前的55 kg放宽至63 kg。
　　连续出台的政策，将阵阵“春风”都吹向了电动自行车铅酸电池。这与此前业内大力推广的“铅改锂”路线似乎有些背道而驰。

电动自行车行业“铅锂之争”的说法由来已久。虽然并无明文规定，但锂电池代替铅酸电池是近年来电动自行车行业的发展趋势。
　　其源头可追溯至2019年开始实施的强制性国家标准——《电动自行车安全技术规范》(GB17761-2018)(下称新国标2018)，该文件对电动车整车重量进行了限制。
　　铅酸电池和锂电池是目前电动自行车最常搭载的两种电池种类，两者最大的区别在于能量密度。锂电池的能量密度约为铅酸电池的3-5倍，这意味着同样的续航里程下，铅酸电池的重量会重上许多。但铅酸电池也同样有低成本、强稳定性等优势。
　　在新国标2018实施之前，国内电动自行车电池普遍采用铅酸电池作为动力。但此前电动自行车速度过快、质量过重，导致交通事故频发。
　　为解决上述问题，工信部牵头组织修订了新国标2018。
　　新国标2018明确，电动自行车最高车速不得超过25 km/h，蓄电池标称电压不大于48 v，整车重量(含电池)不大于55 kg，必须具有脚踏骑行功能。

应急管理部数据显示，2018年电动车火灾事故为3000多起，到了2021年，这个数字已经升至1.5万起，三年时间增加了4倍，2023年电动车火灾事故数量又进一步增至2.1万起，已较新国标2018实施前增长约6倍。而在此期间，国内电动自行车保有量仅从2.5亿辆增至3.5亿辆，增幅约为40%。
　　全国电动自行车安全隐患全链条整治工作专班最新数据显示，今年7月，国内由蓄电池故障引发的电动自行车火灾中，有622起由锂电池引发，占比82.1%；铅酸电池有131起，占比17.3%。
　　中国电动自行车大省浙江的数据也显示，今年7-9月，该省共发生电动自行车火灾160起，其中有85起由锂电池引发，占比53.1%；铅酸电池有52起，占比32.5%。
　　从物理角度来看，锂电池能量密度高的特点导致其储存的能量在单位体积和重量下远超过铅酸电池。因此，在受到物理损坏、过度充电或过热时，锂电池能量的释放更加剧烈，可能引发热失控，从而导致火灾。

近年来，随着“铅改锂”的推行，锂电池在国内电动自行车行业的渗透率迅速增长。公开数据显示，国内电动自行车锂电渗透率已经由2011年的不到2%提升至目前的20%。当前电动自行车行业锂电、铅酸二八分的格局已经很难再发生大规模变动，“‘铅改锂’改到今天，能换锂电的基本都已经换了，剩下的部分是铅酸电池的基本盘，难以动摇。”在已经相对固定的行业格局下，接连发布利好铅酸电池的政策的主要目的并非推动铅酸电池代替锂电池，而在于解决电动自行车行业当前面临的问题。即便铅酸电池版电动自行车的重量比锂电池版重8 kg，其续航里程依然远不及锂电池版本车型，还是只能满足短距离出行。锂电池在电动自行车领域的地位仍旧稳固。

近日，华清钙钛矿光伏技术（北京）有限公司成立，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司为其控股股东。据了解，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司为华能集团旗下全资子公司，专注于清洁能源技术研究、开发与应用。
　　在业内看来，随着多家企业在钙钛矿领域的持续加码，钙钛矿电池的产业化进程有望提速。

据了解，TOPCon电池、HJT（异质结）电池和IBC（背结）电池的理论极限效率分别为28.7%、28.5%和29.1%，且所能提升的空间较有限。而单结钙钛矿电池的理论极限效率为33%，钙钛矿叠层电池的理论极限效率甚至可以突破40%。据悉，钙钛矿电池技术目前已经进入到产业化阶段，头部企业已着手建设GW级生产线。例如，2023年12月27日，总投资50亿元的协鑫光电钙钛矿GW级项目在昆山高新区奠基，正式开建全球首条大规格（1.2米×2.4米）2GW钙钛矿生产线。

随着产业化进程加速和技术进步，钙钛矿组件未来的生产成本有望大幅降低，届时钙钛矿组件的产品竞争力将显著提升，市场份额也将不断提升。
据现有钙钛矿产线规划测算，2023、2024年的产能增速将达近80%、256%，实现低基数的高增长弹性，具备电池技术迭代的革命性意义。
钙钛矿电池相对于晶硅类电池具有两个优势，一是转换效率高，且效率提升速度更快，三节钙钛矿叠层电池的理论效率可达到50%，与目前主流的25%左右电池技术相比空间较大，二是钙钛矿原材料易得且制造产业链明显缩短，其产业化潜力较大，有望成为未来产业化的重点发展方向。

钙钛矿电池命名取自俄罗斯矿物学家Perovski的名字，结构为ABX3以及与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。
钙钛矿太阳能电池（PSCs）是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代高效薄膜电池的代表。其具有高效率、低成本、高柔性等优势，是未来光伏BIPV、电动汽车移动发电电源领域的明星材料
钙钛矿可以与HJT、TOPCon等晶硅电池组成叠层电池，有望进一步提升光电转换效率。
钙钛矿电池材料成本低，结构简单，制造工艺流程短，生产能耗低。
以1GW产能投资来对比，晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来，需要大约9亿、接近10亿元的投资规模，而钙钛矿1GW的产能投资，在达到一定成熟度后，约为5亿元左右，是晶硅的1/2。