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新能源汽車奔跑路上的鋰電池之爭(zhēng)

時(shí)間:2021-05-29 14:34來源:壹零社 作者:綜合報(bào)道
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　　當(dāng)小米宣布造車時(shí)，中國(guó)國(guó)內(nèi)正有超400萬輛電動(dòng)汽車奔馳在道路上。
 
　　馬斯克曾斷言，電池是未來智能電動(dòng)汽車的關(guān)鍵。對(duì)于智能電動(dòng)汽車來說，動(dòng)力電池無疑是最核心的硬件，如同發(fā)動(dòng)機(jī)之于內(nèi)燃汽車，這也是寧德時(shí)代崛起的契機(jī)。
　　動(dòng)力電池市場(chǎng)呈現(xiàn)出馬太效應(yīng)，寧德時(shí)代占據(jù)市場(chǎng)龍頭地位
 
　　1.國(guó)際較量：爭(zhēng)奪動(dòng)力電池主導(dǎo)權(quán)
 
　　寧德時(shí)代去年一年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(shí)代卻并不是第一個(gè)在鋰離子電池商用化領(lǐng)域起跑的公司。
 
　　長(zhǎng)期擁有鋰離子電池先發(fā)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的曾是日本。1991年，索尼公司和旭化成公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池，并首先用于相機(jī)；2014年日本科學(xué)家吉野彰做出了第一個(gè)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(guó)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(fèi)電子業(yè)務(wù)，一方面生產(chǎn)配套電池；中國(guó)電池制造企業(yè)則利用價(jià)格優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了鋰離子電池低價(jià)普及。比亞迪在進(jìn)軍汽車業(yè)之前，主營(yíng)業(yè)務(wù)便是消費(fèi)類電池，寧德時(shí)代也脫胎于消費(fèi)類電池企業(yè)ATL。
 
　　隨著混合動(dòng)力車的生產(chǎn)普及，松下進(jìn)入動(dòng)力電池領(lǐng)域，中韓兩國(guó)企業(yè)也隨之變向，紛紛轉(zhuǎn)向技術(shù)壁壘更深、利潤(rùn)更高的動(dòng)力汽車領(lǐng)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(bào)告指出，全球動(dòng)力電池龍頭，寧德時(shí)代2020年的全球市占率為25%，國(guó)內(nèi)市占率維持一半。中國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)發(fā)展最快、規(guī)模最大，關(guān)鍵也在于電池，當(dāng)前全球約八成電池產(chǎn)能在中國(guó)，中國(guó)電池企業(yè)還在向海外擴(kuò)張。
 
　　中國(guó)企業(yè)之所以能在在新能源汽車領(lǐng)域突飛猛進(jìn)離不開政策的支持。
 
　　2010年，中國(guó)政府開始對(duì)新能源汽車提供補(bǔ)貼，這也慢慢讓這個(gè)行業(yè)形成一個(gè)邏輯慣性，那就是補(bǔ)貼政策走向往往會(huì)決定市場(chǎng)使用的動(dòng)力電池產(chǎn)品種類。“因?yàn)檎哐a(bǔ)貼會(huì)影響熱銷車型，自然會(huì)對(duì)電池生產(chǎn)商產(chǎn)生影響。”一位新能源汽車市場(chǎng)人士解釋，“比如，2011年，政府將使用外資動(dòng)力電池的產(chǎn)品剔除出新能源汽車的補(bǔ)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(dòng)力電池公司的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”
 
　　外資電池企業(yè)被政策擋在門外，某種程度上為寧德時(shí)代創(chuàng)造了新機(jī)。憑借政策扶持和日本技術(shù)背景，寧德時(shí)代只花了六年時(shí)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(guó)已經(jīng)占據(jù)了技術(shù)優(yōu)勢(shì)， 其他國(guó)家想要超越并不容易。但在環(huán)保要求趨嚴(yán)、電動(dòng)汽車市場(chǎng)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(jì)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(guó)分別為139萬和133萬輛，美國(guó)僅32.8萬輛。如果沒有特斯拉，美國(guó)新能源汽車市場(chǎng)實(shí)際上在衰退。
　　如果沒有特斯拉，美國(guó)新能源汽車市場(chǎng)實(shí)際上在衰退
 
　　對(duì)此，美國(guó)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(yīng)該在美國(guó)本土生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，同時(shí)加大新技術(shù)研發(fā)投入趕超中國(guó)。按照其在3月底提出的“美國(guó)就業(yè)計(jì)劃”，美國(guó)將向電動(dòng)汽車領(lǐng)域投資1740億美元。
 
　　歐洲的布局則更加深遠(yuǎn)。歐洲早在2017年意識(shí)到了電動(dòng)汽車大潮降至，固守傳統(tǒng)賽道無益，并開始布局一個(gè)“電池計(jì)劃”，為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)，尤其是電池生產(chǎn)研究項(xiàng)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(fēng)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(jì)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(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和（即碳排放總量為零）成為發(fā)展新能源車的新動(dòng)力。
 
　　截至目前，歐洲、美國(guó)以及中國(guó)等全球主要經(jīng)濟(jì)體給出了時(shí)間表，推動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型、能源轉(zhuǎn)型以及電氣化。2019年底，歐盟出臺(tái)《歐洲綠色新政》（European Green Deal），表態(tài)要在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。2020年9月，中國(guó)承諾在2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和。美國(guó)新任總統(tǒng)拜登上臺(tái)后，亦承諾在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。跟隨綠色政策的導(dǎo)向，資本將更加青睞電動(dòng)汽車、氣候科學(xué)、清潔能源等領(lǐng)域。
 
　　但想趕超中日韓，歐美仍需努力。“歐洲等國(guó)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(xué)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(shì)，歐美等國(guó)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(guó)政府角逐電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈之外，還有車企們對(duì)于自產(chǎn)電池的熱情。
 
　　去年12月，蘋果首款電動(dòng)汽車Apple Car原型車被曝已經(jīng)在美國(guó)加州上路測(cè)試，并將在今年9月推出首款車型。對(duì)造車感興趣很容易理解，畢竟這是個(gè)2萬億美元的大市場(chǎng)，更引人注意的是蘋果造的車將應(yīng)用獨(dú)家“突破性的電池技術(shù)”。
 
　　據(jù)路透社報(bào)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(shí)增加車輛續(xù)航”。要做到這一點(diǎn)，蘋果計(jì)劃采用一種獨(dú)特的單體電池設(shè)計(jì)，讓所有電芯直接融合到一起，從而消除傳統(tǒng)電池組各個(gè)電芯之間存在的空間浪費(fèi)。動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)是以單個(gè)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(shè)計(jì)可以在同等空間內(nèi)，用上更多的電池材料，實(shí)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(fèi)者使用習(xí)慣是頭部車企們下場(chǎng)參與電池研發(fā)的原因之一。充換電基礎(chǔ)設(shè)施難以滿足電動(dòng)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(yàn)。
 
　　今年1月，上汽集團(tuán)新創(chuàng)品牌“智己汽車”宣布，電池采用了最新的“摻硅補(bǔ)鋰”技術(shù)，續(xù)航里程可達(dá)1000公里。緊跟著，廣汽集團(tuán)子公司廣汽埃安也宣稱擁有全新動(dòng)力電池科技：石墨烯基超級(jí)快充電池可以在8分鐘內(nèi)充滿80%，硅負(fù)極電池可以續(xù)航1000公里，電池還通過了槍擊實(shí)驗(yàn)的軍工標(biāo)準(zhǔn)安全認(rèn)證，但遭遇了中科院院士一系列質(zhì)疑，能否落地應(yīng)用依然存疑。
 
　　降低成本則是促使車企造車的另一動(dòng)力。汽車產(chǎn)業(yè)至今仍然是一個(gè)低利潤(rùn)、資本密集型產(chǎn)業(yè)，車企僅僅是打造出自己的供應(yīng)鏈、實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)已經(jīng)非常難得。一旦實(shí)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(dòng)車總成本的30%-40%，車企僅僅是采購(gòu)電芯后自行生產(chǎn)電池包，也要比直接采購(gòu)電池包更有成本優(yōu)勢(shì)。
 
　　“業(yè)內(nèi)有個(gè)共識(shí)，即車企自產(chǎn)電池的門檻是新能源產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到50萬輛，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供貨，車企一般會(huì)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(tuán)入局電池產(chǎn)業(yè)，并提出“標(biāo)準(zhǔn)電芯”概念
 
　　今年3月，大眾汽車集團(tuán)提出“標(biāo)準(zhǔn)電芯”概念，稱不再將電池系統(tǒng)視為單獨(dú)的零部件，汽車需要圍繞電池來設(shè)計(jì)。并計(jì)劃在2023年量產(chǎn)，到2030年裝載標(biāo)準(zhǔn)電芯的車型超過八成，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)模降本效應(yīng)。
 
　　根據(jù)咨詢公司Benchmark Mineral Intelligence的數(shù)據(jù)，鋰離子電池組的價(jià)格在過去10年里已經(jīng)下降了近90%，去年降至每千瓦時(shí)110美元左右。寧德時(shí)代2020年財(cái)報(bào)顯示，電池售價(jià)已從2018年的1150元/KWh降低至2020年的890元/KWh。
 
　　但平均而言，電動(dòng)汽車仍比傳統(tǒng)汽油車貴30%，有分析師認(rèn)為在3年內(nèi)，動(dòng)力電池成本將從目前160美元每千瓦時(shí)降至100美元以下，達(dá)到與傳統(tǒng)汽車“成本平價(jià)”。一旦成本差距磨平，對(duì)電動(dòng)汽車的需求將進(jìn)一步加速，對(duì)電池的需求也將井噴。頭部車企下場(chǎng)造電池不僅可以降低成本，還可以減少對(duì)電池產(chǎn)商的依賴，這對(duì)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(jìn)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(yīng)不足，價(jià)格不斷上漲；疊加需求端火熱，鋰電池價(jià)格也意外上漲。
 
　　據(jù)中汽協(xié)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，今年1~4月國(guó)內(nèi)新能源車?yán)塾?jì)銷量73.2萬輛，同比大增249.2%，由此帶動(dòng)動(dòng)力電池裝機(jī)量同比大增約241%；根據(jù)SNE Research統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，海外市場(chǎng)一季度動(dòng)力電池裝機(jī)同比增長(zhǎng)96%。
 
　　原材料上漲導(dǎo)致電池成本遲遲難降
 
　　而每一輛電動(dòng)汽車的動(dòng)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(jià)格上漲到2018年的水平，鋰電池100美元每千瓦時(shí)的目標(biāo)達(dá)成時(shí)間將延后至2026年。
 
　　這也將加速?gòu)S商們研發(fā)新型電動(dòng)汽車電池材料和基礎(chǔ)技術(shù)的更新?lián)Q代。5月23日，據(jù)寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群對(duì)外透露，寧德時(shí)代將于今年7月前后發(fā)布鈉電池。國(guó)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(bǔ)充，也可以減少對(duì)鋰資源的依賴。
 
　　當(dāng)前，部分車企選擇使用價(jià)格更低、安全性更高的磷酸鐵鋰電池提升競(jìng)爭(zhēng)力。但與三元電池相比，磷酸鐵鋰電池快速增長(zhǎng)的原因在于安全性較好、壽命較長(zhǎng)、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?yán)m(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(shí)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(fù)極為鋰金屬。
 
　　大眾汽車電池中心負(fù)責(zé)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(zhǎng)時(shí)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(yīng)不同的汽車設(shè)計(jì)；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(shí)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(gè)更簡(jiǎn)單、更安全的過程。”
 
　　各國(guó)企業(yè)目前都在主攻固態(tài)電池研發(fā)，爭(zhēng)奪在新領(lǐng)域的主導(dǎo)權(quán)。
 
　　2021年1月19日，寧德時(shí)代公布兩項(xiàng)與固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)專利。2020年12月，《日經(jīng)新聞》報(bào)道稱，豐田在固態(tài)電池研發(fā)方面處于領(lǐng)先地位，有上千項(xiàng)專利，居世界第一，并計(jì)劃在2021年推出固態(tài)電池試制車輛，開展性能試驗(yàn)。
 
　　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(gè)重要的革新點(diǎn)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(jì)性永遠(yuǎn)是繞不過去的一環(huán)，也決定整車的售價(jià)。產(chǎn)品從研發(fā)、量產(chǎn)到應(yīng)用還需要經(jīng)過市場(chǎng)的驗(yàn)證，未來合理的經(jīng)濟(jì)性才可能是固態(tài)電池大規(guī)模估計(jì)的前提。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)固態(tài)電池合理的量產(chǎn)時(shí)間是5年以后，大規(guī)模應(yīng)用時(shí)間是在6-10年以后。
 
　　4.謀求長(zhǎng)期發(fā)展：上下游共建良性循環(huán)
 
　　動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)鏈，上游關(guān)乎鈷、鋰、稀土等礦產(chǎn)資源，而下游則是動(dòng)力電池的回收和梯次利用。如果想實(shí)現(xiàn)新能源車降成本的目標(biāo)，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(dòng)汽車行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展。
 
　　在回收利用階段，退役動(dòng)力電池經(jīng)過收集、貯存、 檢測(cè)、拆解等處理步驟，合格電池進(jìn)行梯次利用，不合格電池可以拆解回收，再生利用。動(dòng)力電池容量衰減兩成后，就不再適用于電動(dòng)車，但可梯次利用。例如退役的磷酸鐵鋰電池可以繼續(xù)應(yīng)用于低速電動(dòng)車和儲(chǔ)能電站。
 
　　退役電池的另一種處理方式是拆解回收，主要針對(duì)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(guó)動(dòng)力電池用稀缺資源需求量。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年我國(guó)動(dòng)力電池鈷和鎳回收量分別約為1.6和3.7萬噸，占當(dāng)年我國(guó)動(dòng)力電池用鈷和鎳需求量的比例分別為61%和17%左右。同時(shí)，鈷價(jià)格較高，對(duì)其回收利用，也能夠降低電池企業(yè)材料采購(gòu)成本。
　　根據(jù)測(cè)算，到2025年我國(guó)梯次利用和再生利用的總市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到130億元左右
 
　　但目前，由于電池產(chǎn)業(yè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(cè)項(xiàng)目多、成本高，參與企業(yè)都是虧損狀態(tài)”中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)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(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)方面仍待深入研究，國(guó)家監(jiān)管層面也需要制定強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，避免電池回收過程中出現(xiàn)環(huán)境污染。”
 
　　2020年，國(guó)務(wù)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(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)未來十五年的發(fā)展指明了方向。《規(guī)劃》中提出，要加大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，鼓勵(lì)車用操作系統(tǒng)、動(dòng)力電池等開發(fā)創(chuàng)新。
 
　　上逢電動(dòng)汽車獲得政策大力扶持，下有消費(fèi)者購(gòu)買意愿快速增長(zhǎng)，在政策與市場(chǎng)需求雙向驅(qū)動(dòng)之下，鋰電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)部自然會(huì)實(shí)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(huì)背離新能源汽車清潔環(huán)保的初衷。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 新能源汽車
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