新能源汽車奔跑路上的鋰電池之爭

時間:2021-05-29 14:34來源:壹零社 作者:綜合報道
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　　當小米宣布造車時，中國國內(nèi)正有超400萬輛電動汽車奔馳在道路上。
 
　　馬斯克曾斷言，電池是未來智能電動汽車的關鍵。對于智能電動汽車來說，動力電池無疑是最核心的硬件，如同發(fā)動機之于內(nèi)燃汽車，這也是寧德時代崛起的契機。
　　動力電池市場呈現(xiàn)出馬太效應，寧德時代占據(jù)市場龍頭地位
 
　　1.國際較量：爭奪動力電池主導權(quán)
 
　　寧德時代去年一年國內(nèi)市場的裝車量為12.22GWh，占比超52%，第二名比亞迪僅為12.9%，但寧德時代卻并不是第一個在鋰離子電池商用化領域起跑的公司。
 
　　長期擁有鋰離子電池先發(fā)技術(shù)優(yōu)勢的曾是日本。1991年，索尼公司和旭化成公司發(fā)布首個商用鋰離子電池，并首先用于相機；2014年日本科學家吉野彰做出了第一個現(xiàn)代商業(yè)化鋰離子電池的原型器件，被奉為鋰電池先驅(qū)。
 
　　落后于日本的中韓兩國隨著電子制造業(yè)的發(fā)展奮起直追。三星和LG一方面發(fā)展自身消費電子業(yè)務，一方面生產(chǎn)配套電池；中國電池制造企業(yè)則利用價格優(yōu)勢，促進了鋰離子電池低價普及。比亞迪在進軍汽車業(yè)之前，主營業(yè)務便是消費類電池，寧德時代也脫胎于消費類電池企業(yè)ATL。
 
　　隨著混合動力車的生產(chǎn)普及，松下進入動力電池領域，中韓兩國企業(yè)也隨之變向，紛紛轉(zhuǎn)向技術(shù)壁壘更深、利潤更高的動力汽車領域，東南亞也成為全球鋰電池生產(chǎn)的核心地帶。
 
　　華安證券報告指出，全球動力電池龍頭，寧德時代2020年的全球市占率為25%，國內(nèi)市占率維持一半。中國電動汽車市場發(fā)展最快、規(guī)模最大，關鍵也在于電池，當前全球約八成電池產(chǎn)能在中國，中國電池企業(yè)還在向海外擴張。
 
　　中國企業(yè)之所以能在在新能源汽車領域突飛猛進離不開政策的支持。
 
　　2010年，中國政府開始對新能源汽車提供補貼，這也慢慢讓這個行業(yè)形成一個邏輯慣性，那就是補貼政策走向往往會決定市場使用的動力電池產(chǎn)品種類。“因為政策補貼會影響熱銷車型，自然會對電池生產(chǎn)商產(chǎn)生影響。”一位新能源汽車市場人士解釋，“比如，2011年，政府將使用外資動力電池的產(chǎn)品剔除出新能源汽車的補貼目錄，很大程度上就降低了松下、LG和ATL在內(nèi)的一眾外資動力電池公司的競爭優(yōu)勢。”
 
　　外資電池企業(yè)被政策擋在門外，某種程度上為寧德時代創(chuàng)造了新機。憑借政策扶持和日本技術(shù)背景，寧德時代只花了六年時間就在2017年成為裝車量世界第一。
 
　　如今鋰電池產(chǎn)業(yè)格局初成，整體來看東亞三國已經(jīng)占據(jù)了技術(shù)優(yōu)勢， 其他國家想要超越并不容易。但在環(huán)保要求趨嚴、電動汽車市場落后的影響下，歐美不得不做出改變。
 
　　彭博社曾發(fā)布統(tǒng)計數(shù)據(jù)稱，2020年，全球共銷售新能源汽車324萬輛，歐洲和中國分別為139萬和133萬輛，美國僅32.8萬輛。如果沒有特斯拉，美國新能源汽車市場實際上在衰退。
　　如果沒有特斯拉，美國新能源汽車市場實際上在衰退
 
　　對此，美國總統(tǒng)拜登在5月8日發(fā)表演講稱，汽車企業(yè)和電池企業(yè)應該在美國本土生產(chǎn)相關產(chǎn)品，同時加大新技術(shù)研發(fā)投入趕超中國。按照其在3月底提出的“美國就業(yè)計劃”，美國將向電動汽車領域投資1740億美元。
 
　　歐洲的布局則更加深遠。歐洲早在2017年意識到了電動汽車大潮降至，固守傳統(tǒng)賽道無益，并開始布局一個“電池計劃”，為電動汽車產(chǎn)業(yè)，尤其是電池生產(chǎn)研究項目提供資金幫助。
 
　　如今歐洲已經(jīng)有了一批初創(chuàng)電池企業(yè)，風頭最勁的是Northvolt。該公司創(chuàng)立于2017年3月，在2019年獲得10億美元融資，并得到歐洲車企支持。繼去年Northvolt拿到寶馬20億歐元的訂單后，今年又把大眾未來十年累計140億美元的電池訂單收入囊中。
 
　　此外，和過去基于產(chǎn)業(yè)原因發(fā)展新能源車不同，加快節(jié)能減排，助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和（即碳排放總量為零）成為發(fā)展新能源車的新動力。
 
　　截至目前，歐洲、美國以及中國等全球主要經(jīng)濟體給出了時間表，推動低碳轉(zhuǎn)型、能源轉(zhuǎn)型以及電氣化。2019年底，歐盟出臺《歐洲綠色新政》（European Green Deal），表態(tài)要在2050年實現(xiàn)碳中和。2020年9月，中國承諾在2030年碳達峰、2060年碳中和。美國新任總統(tǒng)拜登上臺后，亦承諾在2050年實現(xiàn)碳中和。跟隨綠色政策的導向，資本將更加青睞電動汽車、氣候科學、清潔能源等領域。
 
　　但想趕超中日韓，歐美仍需努力。“歐洲等國現(xiàn)在在技術(shù)上還感覺滯后，但5年后情況如何就不一定了。”一位熟悉鋰離子電池的研究人員表示，鋰離子電池背后的科學技術(shù)在三十多年里基本上沒什么變化，“如果沒有大的突破，基于科研優(yōu)勢，歐美等國在2025年之后很有可能成為另一股力量。”
 
　　2.車企紛紛涌入：能否拉低電池成本？
 
　　各國政府角逐電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈之外，還有車企們對于自產(chǎn)電池的熱情。
 
　　去年12月，蘋果首款電動汽車Apple Car原型車被曝已經(jīng)在美國加州上路測試，并將在今年9月推出首款車型。對造車感興趣很容易理解，畢竟這是個2萬億美元的大市場，更引人注意的是蘋果造的車將應用獨家“突破性的電池技術(shù)”。
 
　　據(jù)路透社報道，這一電池技術(shù)正是蘋果造車策略的核心，“它有望極大地降低電池成本，同時增加車輛續(xù)航”。要做到這一點，蘋果計劃采用一種獨特的單體電池設計，讓所有電芯直接融合到一起，從而消除傳統(tǒng)電池組各個電芯之間存在的空間浪費。動力電池結(jié)構(gòu)是以單個電芯為單位，電芯打包組成電池包，之后再安裝到車輛上。蘋果的電池設計可以在同等空間內(nèi)，用上更多的電池材料，實現(xiàn)更持久的續(xù)航。
　　蘋果去年多次被傳造車
 
　　增加續(xù)航里程，更加貼合消費者使用習慣是頭部車企們下場參與電池研發(fā)的原因之一。充換電基礎設施難以滿足電動汽車的發(fā)展，這就要求車企們通過提升電池能量密度，增加續(xù)航里程，才能給用戶提供與駕駛?cè)加推囃瑯拥捏w驗。
 
　　今年1月，上汽集團新創(chuàng)品牌“智己汽車”宣布，電池采用了最新的“摻硅補鋰”技術(shù)，續(xù)航里程可達1000公里。緊跟著，廣汽集團子公司廣汽埃安也宣稱擁有全新動力電池科技：石墨烯基超級快充電池可以在8分鐘內(nèi)充滿80%，硅負極電池可以續(xù)航1000公里，電池還通過了槍擊實驗的軍工標準安全認證，但遭遇了中科院院士一系列質(zhì)疑，能否落地應用依然存疑。
 
　　降低成本則是促使車企造車的另一動力。汽車產(chǎn)業(yè)至今仍然是一個低利潤、資本密集型產(chǎn)業(yè)，車企僅僅是打造出自己的供應鏈、實現(xiàn)量產(chǎn)已經(jīng)非常難得。一旦實現(xiàn)整車規(guī)�；a(chǎn)，如果能在電池技術(shù)上有所突破，將大大降低造車成本。有數(shù)據(jù)顯示，電池成本約占電動車總成本的30%-40%，車企僅僅是采購電芯后自行生產(chǎn)電池包，也要比直接采購電池包更有成本優(yōu)勢。
 
　　“業(yè)內(nèi)有個共識，即車企自產(chǎn)電池的門檻是新能源產(chǎn)品產(chǎn)量達到50萬輛，為了實現(xiàn)穩(wěn)定供貨，車企一般會考慮自產(chǎn)電池。”前述汽車行業(yè)從業(yè)人員表示。
　　大眾汽車集團入局電池產(chǎn)業(yè)，并提出“標準電芯”概念
 
　　今年3月，大眾汽車集團提出“標準電芯”概念，稱不再將電池系統(tǒng)視為單獨的零部件，汽車需要圍繞電池來設計。并計劃在2023年量產(chǎn)，到2030年裝載標準電芯的車型超過八成，從而實現(xiàn)規(guī)模降本效應。
 
　　根據(jù)咨詢公司Benchmark Mineral Intelligence的數(shù)據(jù)，鋰離子電池組的價格在過去10年里已經(jīng)下降了近90%，去年降至每千瓦時110美元左右。寧德時代2020年財報顯示，電池售價已從2018年的1150元/KWh降低至2020年的890元/KWh。
 
　　但平均而言，電動汽車仍比傳統(tǒng)汽油車貴30%，有分析師認為在3年內(nèi)，動力電池成本將從目前160美元每千瓦時降至100美元以下，達到與傳統(tǒng)汽車“成本平價”。一旦成本差距磨平，對電動汽車的需求將進一步加速，對電池的需求也將井噴。頭部車企下場造電池不僅可以降低成本，還可以減少對電池產(chǎn)商的依賴，這對其未來的良性發(fā)展顯然更加有利。
 
　　3.固態(tài)電池研發(fā)：電池玩家進入“終局游戲”
 
　　2020年以來，鎳、石墨、鋰、鈷和銅等原材料受海外疫情影響，供應不足，價格不斷上漲；疊加需求端火熱，鋰電池價格也意外上漲。
 
　　據(jù)中汽協(xié)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，今年1~4月國內(nèi)新能源車累計銷量73.2萬輛，同比大增249.2%，由此帶動動力電池裝機量同比大增約241%；根據(jù)SNE Research統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，海外市場一季度動力電池裝機同比增長96%。
 
　　原材料上漲導致電池成本遲遲難降
 
　　而每一輛電動汽車的動力電池需要大約20公斤的鎳(特斯拉Model 3需要30公斤)、20公斤的鈷，外加大約60公斤的鋰化合物，若原材料價格上漲到2018年的水平，鋰電池100美元每千瓦時的目標達成時間將延后至2026年。
 
　　這也將加速廠商們研發(fā)新型電動汽車電池材料和基礎技術(shù)的更新?lián)Q代。5月23日，據(jù)寧德時代董事長曾毓群對外透露，寧德時代將于今年7月前后發(fā)布鈉電池。國泰君安證券分析，發(fā)展鈉離子電池是三元高鎳技術(shù)路線的補充，也可以減少對鋰資源的依賴。
 
　　當前，部分車企選擇使用價格更低、安全性更高的磷酸鐵鋰電池提升競爭力。但與三元電池相比，磷酸鐵鋰電池快速增長的原因在于安全性較好、壽命較長、成本較低，但能量密度和高低溫性能稍差。在低溫條件下，搭載磷酸鐵鋰電池的汽車續(xù)航里程可能面臨腰斬。這是由電池材料特性決定的，眼下暫時無解。
 
　　汽車產(chǎn)業(yè)渴望的“全能電池寄望固態(tài)電池，固態(tài)電池是指用固態(tài)電解質(zhì)替代電池中的電解液和隔膜，正極體系變化不大，負極為鋰金屬。
 
　　大眾汽車電池中心負責人Frank Blome將固態(tài)電池描述為鋰離子電池的“終局游戲”。
 
　　他解釋稱，固態(tài)電池能量密度更大、更安全、高低溫性能也更好。“它們可以使用更長時間，電池單元可以堆疊，就像墻上的磚塊一樣，這使它們更容易適應不同的汽車設計；固態(tài)電池大約10分鐘就能充滿電，并且具有更高的能量密度，可提供雙倍或更多的續(xù)航里程。同時它們將需要更少的銅和鋁，石墨和鈷可以完全被淘汰，回收固態(tài)電池是一個更簡單、更安全的過程。”
 
　　各國企業(yè)目前都在主攻固態(tài)電池研發(fā)，爭奪在新領域的主導權(quán)。
 
　　2021年1月19日，寧德時代公布兩項與固態(tài)電池相關技術(shù)專利。2020年12月，《日經(jīng)新聞》報道稱，豐田在固態(tài)電池研發(fā)方面處于領先地位，有上千項專利，居世界第一，并計劃在2021年推出固態(tài)電池試制車輛，開展性能試驗。
 
　　固態(tài)電池和液態(tài)電池在工作原理上沒有區(qū)別，固態(tài)電池走的是三元鋰電池的路線，一個重要的革新點在于電解質(zhì)由液態(tài)電解質(zhì)變成了固態(tài)電解質(zhì)。但成本的經(jīng)濟性永遠是繞不過去的一環(huán)，也決定整車的售價。產(chǎn)品從研發(fā)、量產(chǎn)到應用還需要經(jīng)過市場的驗證，未來合理的經(jīng)濟性才可能是固態(tài)電池大規(guī)模估計的前提。業(yè)內(nèi)人士預測固態(tài)電池合理的量產(chǎn)時間是5年以后，大規(guī)模應用時間是在6-10年以后。
 
　　4.謀求長期發(fā)展：上下游共建良性循環(huán)
 
　　動力電池的產(chǎn)業(yè)鏈，上游關乎鈷、鋰、稀土等礦產(chǎn)資源，而下游則是動力電池的回收和梯次利用。如果想實現(xiàn)新能源車降成本的目標，僅考慮生產(chǎn)端降低成本還不夠，探索電池資產(chǎn)回收利用，建立起良性循環(huán)，更有利于電動汽車行業(yè)長期發(fā)展。
 
　　在回收利用階段，退役動力電池經(jīng)過收集、貯存、 檢測、拆解等處理步驟，合格電池進行梯次利用，不合格電池可以拆解回收，再生利用。動力電池容量衰減兩成后，就不再適用于電動車，但可梯次利用。例如退役的磷酸鐵鋰電池可以繼續(xù)應用于低速電動車和儲能電站。
 
　　退役電池的另一種處理方式是拆解回收，主要針對含有鎳鈷錳金屬的三元電池。效的回收利用能夠部分緩解我國動力電池用稀缺資源需求量。根據(jù)預測，到2025年我國動力電池鈷和鎳回收量分別約為1.6和3.7萬噸，占當年我國動力電池用鈷和鎳需求量的比例分別為61%和17%左右。同時，鈷價格較高，對其回收利用，也能夠降低電池企業(yè)材料采購成本。
　　根據(jù)測算，到2025年我國梯次利用和再生利用的總市場規(guī)模將達到130億元左右
 
　　但目前，由于電池產(chǎn)業(yè)缺乏統(tǒng)一標準和技術(shù)壁壘，電池的回收利用仍處于探索階段，規(guī)模有限。
 
　　“比如在電池梯次利用方面，退役電池檢測是保障梯次產(chǎn)品安全的重要環(huán)節(jié)，但由于缺少電池在車端使用階段的狀態(tài)數(shù)據(jù)，使得目前退役電池檢測項目多、成本高，參與企業(yè)都是虧損狀態(tài)”中國電動汽車百人會研究部主任朱晉博士表示，“現(xiàn)在上下游依然沒有走通，在生產(chǎn)標準、技術(shù)方面仍待深入研究，國家監(jiān)管層面也需要制定強制標準和規(guī)范，避免電池回收過程中出現(xiàn)環(huán)境污染。”
 
　　2020年，國務院發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)未來十五年的發(fā)展指明了方向�！兑�(guī)劃》中提出，要加大關鍵技術(shù)攻關，鼓勵車用操作系統(tǒng)、動力電池等開發(fā)創(chuàng)新。
 
　　上逢電動汽車獲得政策大力扶持，下有消費者購買意愿快速增長，在政策與市場需求雙向驅(qū)動之下，鋰電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)部自然會實現(xiàn)新的技術(shù)突破。但產(chǎn)業(yè)鏈的上下游如果不能建立起更加環(huán)保的循環(huán)模式，則會背離新能源汽車清潔環(huán)保的初衷。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 鋰電池 新能源汽車
作者：綜合報道 ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://jzr14e.cn/wenshuo/sc/2021052936262.html
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