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動力鋰離子電池行業活躍的背后隱藏著什么？
發布時間： 2021-08-12
由于新冠肺炎疫情的影響，汽車市場難免平淡和寂寥。但最近一段時間以來，發展相對穩定的動力行業卻異?；钴S。圍繞新技術，動力鋰離子電池公司高調公布、互相較勁，甚至爭鋒互“懟”。與此同時，我國動力鋰離子電池行業格局，也因市場的種種變化而出現變數。此外，作為新能源汽車行業的一面“旗幟”，特斯拉也在動力鋰離子電池范疇平靜的湖面上不時地投入石子。這種種不平靜背后，透露出什么不同尋常的信息？
動力鋰離子電池創新產品接連面世
動力鋰離子電池行業平靜的水面下暗潮澎湃。近日，寧德時代與比亞迪兩大動力鋰離子電池巨頭因為針刺實驗引發的微博互懟引起圈內熱議。拋開孰是孰非，兩者相爭背后折射生產業發展中動力鋰離子電池的路線之爭。今年以來，刀片電池、無鈷電池等新品公布會接二連三，動力鋰離子電池江湖大戲不斷。
三月底，比亞迪公布了回歸磷酸鐵鋰產品的誠意之作——刀片電池，其動力鋰離子電池單體形狀扁平狹長似刀片，采用此種電芯結構，具有散熱好、體積能量比高、機械強度高等優點。為驗證這款新產品的安全性，比亞迪進行了號稱動力鋰離子電池安全性探測“珠穆朗瑪峰”的針刺實驗。在其公布的視頻中，在同樣的探測條件下，在針刺瞬間出現劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃并開始劇烈燃燒，置于其上的雞蛋被炸飛；傳統磷酸鐵鋰塊狀電池無明火、有煙，表面溫度達到200～400℃，致使雞蛋被烤焦；比亞迪刀片電池則無明火、無煙，電池表面溫度僅有30～60℃左右，置于其上的雞蛋無分明變化。比亞迪用極具視覺比較效果的“雞蛋實驗”來展示其刀片電池的安全性。比亞迪董事長兼總裁王傳福強調，以往對動力鋰離子電池能量密度不切實際的追求，徹底帶偏了行業發展路線，而刀片電池的公布就是要“糾偏”。
除安全性能以外，比亞迪宣稱，刀片電池續駛里程達到了高能量三元鋰離子電池的同等水平。這緊要是通過結構創新來實現的，在成組時可以跳過模組，大幅提高體積利用率，最終達成在同樣的空間內裝入更多電芯的設計目標。據解析，相較傳統的有模組電池組，比亞迪刀片電池的體積利用率提升了50％以上。
五月以來，動力鋰離子電池行業的后起之秀——脫胎于長城汽車的蜂巢能源公布了兩款基于無鈷材料的薄片式電芯產品——NMX無鈷電池，由此成為全球首家成功研發出無鈷動力鋰離子電池的公司。這款無鈷電池的核心特點是在正極材料中徹底去掉了稀有金屬鈷，使得原來的三元鎳鈷錳酸鋰，變成了二元的鎳錳酸鋰。據解析，蜂巢能源無鈷電池可以反復充放電2500～3000次，這意味著車輛全生命周期的使用總里程能夠達到120萬公里，NEDC續駛里程達到880公里。
資料顯示，蜂巢能源此次公布的115Ah和L6薄片無鈷長電芯各具特色：115Ah產品能量密度達到245Wh/kg，匹配590標準模組，能夠搭載到目前大部分新的純電動汽車平臺上，其電池組在整車端供應15年/120萬公里的質保；L6薄片無鈷長電芯容量為226Ah，目前正在與長城汽車的一款高端車型做適配開發。依據規劃，115Ah產品將在2021年六月推向市場；L6產品在2021年下半年推向市場。
蜂巢能源動力鋰離子電池國內規劃產量18GWh，歐洲電池廠計劃投資20億歐元，產量將達24GWh，一期項目今年啟動，2022年底投產；二期項目2025年投產。蜂巢能源除了供貨長城汽車之外，正加速與國內外多家車企推進合作。有關此次公布的無鈷電池，蜂巢能源方面表示，已與兩家歐洲車企進行合作。
另據寧德時代方面透露，該公司去年九月推出的CTP技術動力鋰離子電池已經量產，后續將持續推廣。
尋找性價比新平衡是動因
在乘用車動力鋰離子電池范疇，三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池一直是緊要的兩大技術路線。此前受新能源汽車補貼政策對能量密度要求的影響，三元鋰離子電池更受市場歡迎，其代表性加工公司寧德時代因此一舉坐上年度裝機量冠軍寶座。相比之下，磷酸鐵鋰離子電池雖然成本較低，但能量密度較低，現階段已接近理論指標極限。不過，這并未阻礙相關公司尋求磷酸鐵鋰離子電池的技術沖破。目前，我國新能源汽車行業正處于由政策推動向市場推動的轉變階段。在守住安全紅線的基礎上，動力鋰離子電池的能量密度與成本成為整車公司選擇配套產品時最緊要的考量指標?；谶@些背景，比亞迪推出刀片電池也就更合乎邏輯了。比亞迪副總裁、弗迪電池董事長何龍指出，既是能量體也是結構件的刀片電池組，與要模組和梁的傳統電池組相比，可使車輛續駛里程從400公里提升至600公里。
新能源汽車產業獨立研究員曹廣平對記者表示，磷酸鐵鋰離子電池重新升溫，緊要原由在于補貼逐步退坡到一定程度后，其性價比優點能夠支持降本。比較三元鋰離子電池來看，磷酸鐵鋰的降本幅度超過20％，車企自然會依據產品性價比作出自己的選擇。數據顯示，今年前兩個月，我國磷酸鐵鋰離子電池的產量占比反超三元鋰離子電池?？梢钥闯?，具有高安全性、高能量密度和低成本的產品賣點對整車公司的吸引力十足。何龍透露，幾乎所有整車公司都在與比亞迪探討基于刀片電池技術的合作辦法。目前，刀片電池將率先搭載在比亞迪“漢”上。
蜂巢能源總裁楊紅新也比較亞迪的刀片電池給予了肯定。在他看來，刀片電池展示了電池技術創新的多元化方向，為業界開展技術創新供應了參考。同時，在動力鋰離子電池創新中，材料創新也非常緊要，因此從NCM111發展到NCM811，產品在繼續減少鈷含量降低成本的同時，也在不斷提升能量密度。楊紅新表示，在乘用車市場，磷酸鐵鋰離子電池將占據續駛里程500～600公里車型細分市場，而無鈷電池則在續駛里程600～800公里車型細分市場中更具競爭力。
高鎳低鈷的NCM811產品成為三元鋰離子電池的發展趨勢，國際上主流動力鋰離子電池公司如寧德時代、LG化學、松下等都在將低鈷和“無鈷化”作為下一代動力鋰離子電池技術的研發重點。近日，通用汽車在EVDay上宣布與LG化學合作，計劃2021年量產鎳鈷錳鋁（NCMA）四元鋰離子電池，其成本可實現超過30％的降幅。該技術路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，和目前的NCM523、NCM811及NCA相比，NCMA四元材料的鈷含量進一步降低。
伊維經濟研究院研究總監吳輝認為，無論采取何種技術路線，行業對高能量密度、低成本、高安全性和長循環壽命的追求目標不會變，并將在發展過程中尋求這些指標的平衡。磷酸鐵鋰離子電池在降成本和提高安全性方面有優點，無鈷或少鈷電池在降成本和提升能量密度方面有優點?！靶袠I有關降低產品成本有訴求，加上諸如刀片電池和CTP等新的結構設計方式的改善，磷酸鐵鋰和無鈷電池技術路線有所回潮?！彼f。
“我認為，磷酸鐵鋰離子電池回潮是暫時的，是行業發展的階段性產物，畢竟它有能量密度的‘天花板’和成本上的‘地板價’，少鈷和無鈷電池仍是有力的競爭者就是明證。三元鋰離子電池具有更高的能量密度，前幾年受相關政策中“電池高能密，整車低能耗”的鼓勵，一直占有絕對優點。如今，行業逐步轉向市場驅動，車企不得不尋找降本途徑。鈷是三元鋰離子電池中成本占比較高的材料，全世界開采量受限，其長期在動力鋰離子電池上使用恐怕不可繼續，所以低鈷應當是動力鋰離子電池產業長期的發展方向?！辈軓V平說。
在動力鋰離子電池技術發展的過程中，一些更為新興的技術路線也展露頭角。五月十三日，廣汽集團旗下廣汽新能源對外宣布，今年底，石墨烯電池量產研發工作將從試驗室走向實車，廣汽新能源埃安車型將搭載相關技術成果。
市場重排座次新變數仍在
今年以來，全球動力鋰離子電池市場格局變化分明。韓國市場調研機構SNEResearch公布的調查顯示，2020年一季度，LG化學成為全球市場占有率第一的動力鋰離子電池公司，松下和寧德時代分別以25.7％和17.4％的份額位列第二和第三，比亞迪以4.9％的市場占有率位列第六。與去年一季度相比，我國前兩大動力鋰離子電池公司的全球市占率都有所下降，日韓動力鋰離子電池公司發展迅猛。
“今年一季度，由于國內疫情和春節的影響，市場本身萎縮，從而導致寧德時代的出貨量減少。但同期，海外疫情尚未大規模暴發，導致了LG化學等海外公司出貨量大增?！眳禽x對記者表示，現階段國內產業發展恢復良好，在這種情況下，國內動力鋰離子電池公司的市占率二季度有望回升。
據了解，歐洲等市場近一段時間以來不斷加大新能源汽車的推廣力度。數據顯示，2019年，整個歐洲在電動汽車范疇的投資達到了600億歐元（折合人民幣約5000億元），同比整整高出了近20倍。
這種高歌猛進的勢頭似曾相識，也推動今年一季度歐洲電動汽車銷量反超我國。依據歐洲汽車制造協會（ACEA）的統計，2020年一季度，整個歐洲地區的電動汽車總銷量達到22.8萬輛；我國汽車工業協會（以下簡稱“中汽協”）公布的數據則顯示，同期我國新能源汽車的銷量為11.4萬輛，僅為歐洲市場的50％。在曹廣平看來，寧德時代今年一季度全球市場占有率跌落第三位，表面上是受疫情及國內市場補貼退坡的影響，但更應當重點關注日韓電池公司更多地是依賴國際市場、國內動力鋰離子電池公司更多依靠本土市場的因素。
“補貼逐步退坡，讓新能源整車公司的競爭格局發生了變化。隨著行業發展轉向市場驅動，外資和合資公司的市場份額將逐步提升，這在一定程度上說明，自主新能源整車的實際競爭力在補貼期間并沒有分明的提升。一旦外資和合資品牌新能源汽車份額提升，必然會導致外資動力鋰離子電池公司的機會新增，其供應電池的份額也將新增?！眳禽x表示，國內動力鋰離子電池的龍頭公司將來還是要抓住優質客戶，包括優秀的自主品牌車企、合資和外資車企以及海外市場，才能保證出貨量的上升，畢竟將來我國新能源汽車的競爭格局大概率還會與傳統燃油車相同，由外資和合資車企占據相當一部分市場份額。
好消息是隨著疫情得到控制，國內新能源汽車產業恢復速度加快。中汽協數據顯示，今年四月，我國新能源汽車產銷分別完成8.0萬輛和7.2萬輛，環比上升31.6％和9.7％，同比下降22.1％和26.5％，同比降幅較上個月分別收窄34.8個百分點和26.7個百分點。
為進一步促使新能源汽車產業的穩步回升，工信部、科技部等四部委四月二十三日公布完善新能源汽車財政補貼政策的通知，明確將新能源汽車推廣使用財政補貼政策執行期限延長至2022年底。在補貼條件上，2020年將保持動力鋰離子電池系統能量密度等技術指標不做調整，適度提高新能源汽車整車能耗、純電動乘用車純電續駛里程門檻；將來，將加大新能源汽車政府采購力度，進一步推動落實新能源汽車免限購、免限行、路權等支持政策。同期，工信部公布了《2020年新能源汽車標準化工作要點》指出，為保障新能源汽車健康發展，對動力鋰離子電池范疇開展滿足不同需求的動力鋰離子電池安全實驗辦法標準的預研，加快動力鋰離子電池電性能和循環壽命相關標準的立項。
行業人士普遍表示，新能源汽車補貼政策延長和補貼標準進一步精準化，將有效推動汽車公司進一步提升產品和技術水平，同時刺激新能源汽車消費，提振消費者信心，推進汽車市場加速回暖。
特斯拉“電池日”效應留下懸念
作為新能源汽車行業的領頭羊，特斯拉的每次動作都能帶來波瀾：一句無鈷化引得鈷業股接連下跌，磷酸鐵鋰概念股接連上漲；隨后一句“無鈷不代表一定是磷酸鐵鋰”又讓業內陷入對超級電容的猜想。
這緊要因為特斯拉在去年收購了超級電容和電池制造公司Maxwell。公開資料顯示，Maxwell緊要專注于研發干電池電極和儲能系統。目前，Maxwell是全球第一的超級電容器制造商，在電池業務方面擁有著名的干電極技術專利＋超級電容。Maxwell方面表示，其干電極技術能將電芯的能量密度提升至300Wh/kg以上，將來有可能進一步新增至500Wh/kg。
不過受疫情等因素影響，特斯拉原定于四月舉辦的超級電池日一再推遲。近日，特斯拉首席執行官馬斯克表示，從四月推遲到五月舉辦的電池日將再次推遲，原由是“出席人數太少”。
此前，有消息人士透露，特斯拉將在電池日上主推Maxwell的干電極技術，在降低電池成本的同時提高能量密度和續駛里程。此前，興業證券也作出預測，特斯拉電池日的主推技術大概率為Maxwell加工的采用新型高鎳正極＋預鋰化負極＋干電池技術＋超級電容的新型鋰離子電池以及采用CTP技術的超級磷酸鐵鋰離子電池兩款產品。興業證券的研究報告指出，超級電容器能量密度提升非常有限且成本較高，將來無法取代鋰離子電池地位，即使超級電容器＋鋰離子電池技術有所沖破，也不會改變正極材料體系，對鈷鋰并無影響。
吳輝也表達了類似看法。在他看來：“超級電容并非新興產物，能量密度低是致命缺點，只能作為動力鋰離子電池的補充和配合，不會給動力鋰離子電池行業帶來實質的影響?！?/p>
與傳統鋰離子電池相比，干電池的電極技術制備工藝不同，可以達到降低成本，提升電池容量的效果。但目前干電池產業化仍存在較大壁壘，其加工存在制作的極片易脫粉和倍率性能差等問題。
“從目前信息來看，干電極、預補鋰、單晶化工藝以及長壽命、低成本的動力鋰離子電池技術，為特斯拉品牌做了很好的支撐。倘若這些技術以及特斯拉還沒有公布的更多技術秘密足以使特斯拉掀起全球電動汽車的新一波熱潮，其對行業出現的影響將極其深遠?！辈軓V平這樣說。
實際上，特斯拉在行業的用途更多的是“風向標”與“強心針”用途。畢竟在傳統動力仍占據主導地位的當下，良好的新能源汽車產業預期顯得格外緊要。我國動力鋰離子電池供應鏈和特斯拉的關系仍將以優點互補為主，符合市場需求、技術實力強大、管理水平先進的供應商，有望抓住產業發展紅利。