動(dòng)力電池行業(yè)迎來(lái)了新的變局。
1 月 9 日，在蔚來(lái)舉辦的 “2020 NIO Day”上，除了號(hào)稱是 “目前最先進(jìn)技術(shù)集成”的 ET7 正式亮相之外，還宣布搭載固態(tài)電池的蔚來(lái) ET7 將會(huì)在 2022 年的第四季度上市，其能量密度達(dá)到 360Wh/kg，而在搭載固態(tài)電池后，蔚來(lái) ET7 的一次充電續(xù)航里程可以達(dá)到 1000 公里以上。
不過(guò)，對(duì)固態(tài)電池的供應(yīng)商，蔚來(lái)創(chuàng)始人李斌三緘其口，只表示蔚來(lái)汽車(chē)與固態(tài)電池供應(yīng)商之間有著非常緊密的合作關(guān)系，且肯定是業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的企業(yè)?；诶畋蟮闹谎云Z(yǔ)，外界猜想這家固態(tài)電池供應(yīng)商很可能是寧德時(shí)代。
但無(wú)論蔚來(lái)的固態(tài)電池供應(yīng)商是誰(shuí)，固態(tài)電池都是新能源汽車(chē)發(fā)展過(guò)程中諸多難題的最優(yōu)解決方案，同時(shí)也是動(dòng)力電池行業(yè)中一個(gè)重要的發(fā)展方向。
一位動(dòng)力電池業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，固態(tài)電池將是下一代高性能動(dòng)力電池的技術(shù)制高點(diǎn)，“固態(tài)電池領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入‘軍備競(jìng)賽’階段，市場(chǎng)參與者眾多，車(chē)企、動(dòng)力電池企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等在資本、技術(shù)、人才三方面進(jìn)行博弈，不尋求改變必將出局。”
動(dòng)力電池江湖群雄畢至
動(dòng)力電池行業(yè)冷暖，與新能源汽車(chē)行業(yè)密不可分，而伴隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)逐步回暖，動(dòng)力電池行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈。
值得一提的是，動(dòng)力電池被譽(yù)為新能源汽車(chē)的 “心臟”，占整車(chē)成本的 30% 至 40%，也正因如此，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)一度被認(rèn)為是汽車(chē)工業(yè)下一個(gè)時(shí)代的突破點(diǎn)，然而隨著政策降溫、外資品牌卷土重來(lái)，動(dòng)力電池行業(yè)也面臨著和新能源汽車(chē)行業(yè)一樣的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
首先遭受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的就是寧德時(shí)代。
1 月 13 日，韓國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) SNE Research 公布了 2020 年全球動(dòng)力電池市場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，2020 年全球動(dòng)力電池在電動(dòng)車(chē)上的裝機(jī)量達(dá) 137GWh，同比增長(zhǎng) 17%，其中寧德時(shí)代連續(xù)第 4 年奪得冠軍位置，全年裝機(jī)量達(dá) 34GWh，同比增長(zhǎng) 2%。
對(duì)于動(dòng)力電池企業(yè)而言，裝機(jī)量決定了其市場(chǎng)地位，盡管寧德時(shí)代裝機(jī)量依舊保持優(yōu)勢(shì)，但從全球業(yè)務(wù)增量的漲幅來(lái)看，寧德時(shí)代的裝機(jī)增長(zhǎng)率遠(yuǎn)低于全球增長(zhǎng)率，毫無(wú)疑問(wèn)，以 LG 化學(xué)、松下、SKI 為代表的日韓系動(dòng)力電池企業(yè)正在迅速擴(kuò)張中。
自 2013 年新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策正式出臺(tái)，與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，一度迎來(lái)了高速的發(fā)展。
2015 年后，工信部推出《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》與《動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)目錄》等政策文件，日韓動(dòng)力電池企業(yè)被 “驅(qū)逐出境”，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展達(dá)到高峰期。
然而到了 2019 年 6 月，政策收緊、門(mén)檻提高、路線變動(dòng)，大批動(dòng)力電池企業(yè)經(jīng)歷掙扎期，最終消失。到了 2020 年，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)已縮減至 20 余家。
與此同時(shí)，對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)這塊肥肉，外資動(dòng)力電池企業(yè)早已蠢蠢欲動(dòng)。2018 年以來(lái)，日韓動(dòng)力電池企業(yè)如三星 SDI、LG 化學(xué)、SKI 等開(kāi)始加速 “反撲”中國(guó)市場(chǎng)，擴(kuò)建動(dòng)力電池產(chǎn)能，其中，三星 SDI 與 LG 化學(xué)的動(dòng)力電池工廠已經(jīng)建成投產(chǎn)，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池市場(chǎng)呈現(xiàn)中日韓 “三國(guó)殺”格局。
攻勢(shì)最猛的是 LG 化學(xué)，由于特斯拉上海超級(jí)工廠生產(chǎn)的 Model 3 系列使用的是 LG 化學(xué)的電池，因此不僅帶動(dòng)了 LG 化學(xué)飛速增長(zhǎng)，也使得寧德時(shí)代遭受阻擊。2020 年第一季度，原來(lái)排名第三的 LG 化學(xué)一舉超越寧德時(shí)代，成為全球市占率第一的動(dòng)力電池企業(yè)。
與此同時(shí)，比亞迪也發(fā)起了進(jìn)攻。
2020 年 3 月，比亞迪發(fā)布刀片電池，開(kāi)始向第三方車(chē)企供應(yīng)。王傳福稱，“在全面開(kāi)放的大戰(zhàn)略下，比亞迪電池的獨(dú)立拆分已提上日程，并預(yù)計(jì)將在 2022 年左右進(jìn)行 IPO。”
事實(shí)上，刀片電池更多是對(duì)電池生產(chǎn)和加工工藝做了改進(jìn)，并未對(duì)材料及技術(shù)上進(jìn)行突破性革新。目前，電動(dòng)汽車(chē)通常使用的三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池，兩者都屬于鋰離子電池，而能量密度最高的鋰電池為 260Wh/kg，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為鋰離子電池能量密度已經(jīng)接近極限，很難突破 300Wh/kg。
下半場(chǎng)卡位戰(zhàn)已打響
一個(gè)不可置否的事實(shí)是，誰(shuí)能在率先突破技術(shù)瓶頸，誰(shuí)就能搶占下半場(chǎng)先機(jī)。
早在 2019 年 12 月，工信部發(fā)布《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 (2021-2035 年)》中，就已把加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化被列為 “新能源汽車(chē)核心技術(shù)攻關(guān)工程”，將固態(tài)電池推升到了國(guó)家戰(zhàn)略層面。
近年來(lái)，豐田、日產(chǎn)雷諾、通用、北汽、上汽等國(guó)內(nèi)外主流車(chē)企都已開(kāi)始加緊固態(tài)電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化布局，與此同時(shí)，清陶能源、LG 化學(xué)、麻省固能等電池企業(yè)也開(kāi)始籌備建設(shè)固態(tài)電池產(chǎn)工廠，其中不乏已經(jīng)投產(chǎn)的固態(tài)電池產(chǎn)線。
相較于傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)電池具備能量密度更高、安全性更好、體積更小等諸多優(yōu)勢(shì)，被業(yè)界認(rèn)為是動(dòng)力電池的終極發(fā)展方向。
與鋰電池使用電解液作電解質(zhì)不同，固態(tài)電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的固體玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)。由于固態(tài)傳導(dǎo)物質(zhì)不具備流動(dòng)性，自然就解決了鋰枝晶的問(wèn)題，而且還可以去掉中間的隔膜，以及為了保證穩(wěn)定性的石墨負(fù)極材料，節(jié)約了大量空間。這樣一來(lái)，就可以在電池有限的空間內(nèi)盡可能提升電極材料的占比，進(jìn)而提升能量密度。理論上，固態(tài)電池可以很容易做到 300Wh/kg 以上的能量密度，此次蔚來(lái)聲稱其使用的固態(tài)電池，就實(shí)現(xiàn)了 360Wh/kg 的超高能量密度。
上述業(yè)內(nèi)人士也認(rèn)為，這種電池將是邁向電動(dòng)化未來(lái)的重要一步。固態(tài)電池的能量密度有望達(dá)到目前鋰離子電池的兩至三倍，并且會(huì)比現(xiàn)在的電池更輕、壽命更長(zhǎng)、也更安全。
安全，一直是籠罩在動(dòng)力電池行業(yè)上方的陰影。
2020 年，我國(guó)共實(shí)施汽車(chē)召回 199 次，涉及汽車(chē) 678.23 萬(wàn)輛，其中新能源汽車(chē)召回 31 次，在新能源汽車(chē)召回中，動(dòng)力電池可能存在熱失控和自燃等安全隱患仍然是新能源汽車(chē)召回的主要原因。相比之下，固態(tài)電解質(zhì)最大的特點(diǎn)就是不易燃燒，從而在根本上改善新能源汽車(chē)的安全性。
豐田進(jìn)入固態(tài)電池領(lǐng)域極早。從 2004 年開(kāi)始，豐田就已經(jīng)進(jìn)行了全固態(tài)電池的研發(fā)，并積累了第一手固態(tài)電池技術(shù)。2019 年 5 月，豐田展出其正處于試制階段的全固態(tài)電池樣品。根據(jù)豐田的規(guī)劃，計(jì)劃到 2025 年將固態(tài)電池能量密度提升到現(xiàn)有鋰電池能量密度的 2 倍以上，預(yù)計(jì)可達(dá)到 450Wh/kg。屆時(shí)，搭載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車(chē)，續(xù)航里程將大幅提升，可與目前燃油車(chē)相媲美。
與此同時(shí)，北汽新能源也宣布完成對(duì)首臺(tái)搭載固態(tài)電池系統(tǒng)的純電動(dòng)樣車(chē)的調(diào)試。2020 年初，北汽新能源發(fā)布了 “2029 計(jì)劃”，其中包括以鋰離子電池、固態(tài)電池、燃料電池 “三位一體”的能源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)建多元化能源體系。
對(duì)于這場(chǎng)即將而來(lái)的激戰(zhàn)，寧德時(shí)代也做出了相應(yīng)布局。
2020 年 5 月，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群透露，真正的固態(tài)電池需要用金屬鋰作負(fù)極，這樣才能提高能量密度。寧德時(shí)代在持續(xù)對(duì)固態(tài)電池等技術(shù)進(jìn)行前沿研究和產(chǎn)品研發(fā)投入。
顯然，在動(dòng)力電池領(lǐng)域，一場(chǎng)基于固態(tài)電池的卡位戰(zhàn)已悄然拉開(kāi)序幕，而基于固態(tài)電池的技術(shù)領(lǐng)先，將成為動(dòng)力電池領(lǐng)域的一道分水嶺。
固態(tài)電池仍面臨桎梏
根據(jù) SNE Researchd 的測(cè)算，2025 年我國(guó)固態(tài)電池市場(chǎng)空間有望達(dá) 30 億元，2030 年有望達(dá)到 200 億元。
盡管市場(chǎng)空間巨大，但擺在固態(tài)電池面前的有兩大難題，技術(shù)和成本。目前，全球固態(tài)電池中固態(tài)電解質(zhì)主要有三個(gè)材料體系，分別為聚合物全固態(tài)、氧化物全固態(tài)和硫化物全固態(tài)電解質(zhì)，而蔚來(lái)提到的固態(tài)電池實(shí)則是半固態(tài)電池，即液態(tài)電解質(zhì)和氧化物固體電解質(zhì)的混合。
從量產(chǎn)可能性角度看，固態(tài)電池確實(shí)可以很好地解決目前液態(tài)電池的安全性問(wèn)題。然而，由于前兩個(gè)材料體系的電導(dǎo)率問(wèn)題是一個(gè)理論問(wèn)題而不是工藝問(wèn)題，因此仍需要一定時(shí)間的研發(fā)投入加以解決，另外，硫化物體系的 “生產(chǎn)危害性”也暫時(shí)無(wú)法得到有效處置，且成本問(wèn)題較大。
固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化道路仍然障礙頻頻，想要真正享受固態(tài)電池的能量密度紅利，必須更換能量密度更高的鋰金屬負(fù)極體系，通過(guò)固態(tài)電池的安全性保障將其實(shí)現(xiàn)，其電池能量密度可達(dá) 500Wh/kg 以上。但這個(gè)難度仍然很大，固態(tài)電池的研發(fā)還處于實(shí)驗(yàn)室科學(xué)試驗(yàn)階段，距離產(chǎn)業(yè)化還比較遠(yuǎn)。
一個(gè)可以列舉的例子是，2020 年 3 月，哪吒汽車(chē)發(fā)布了一款搭載固態(tài)電池的新車(chē)型哪吒 U，據(jù)哪吒汽車(chē)透露，哪吒 U 計(jì)劃于去年 10 月份申報(bào)工信部公告，年底前量產(chǎn) 500 臺(tái)。然而截至目前，500 臺(tái)哪吒固態(tài)電池汽車(chē)仍不見(jiàn)蹤影。
不過(guò)，即便固態(tài)電池已經(jīng)具備了成熟的技術(shù)，批量投產(chǎn)還需要解決與液鋰電池的成本較量，李斌也曾表示，固態(tài)電池量產(chǎn)的難度在于成本過(guò)高，成本問(wèn)題是固態(tài)電池技術(shù)商業(yè)化的最大挑戰(zhàn)。
從本質(zhì)上講，續(xù)航里程與使用成本 (整車(chē)與更換電池成本)目前仍是電動(dòng)車(chē)的薄弱環(huán)節(jié)，任何新技術(shù)的成功都必須同時(shí)解決這兩大問(wèn)題。據(jù)推算，同樣采用石墨負(fù)極的固態(tài)電池總成本為 158.8$/kWh，要比 118.7$/kWh 的液態(tài)電池總成本高出 34%。
整體來(lái)看，固態(tài)電池仍處在過(guò)渡階段，技術(shù)和成本難題亟需破解。盡管如此，對(duì)于動(dòng)力電池行業(yè)而言，固態(tài)電池仍是下半場(chǎng)卡位戰(zhàn)的必爭(zhēng)高地。
新一輪電池技術(shù)革命即將到來(lái)，誰(shuí)也不想在下半場(chǎng)戰(zhàn)事中落于人后。
關(guān)鍵詞：
