在政策紅利和補貼優(yōu)勢的助力下,中國動力電池行業(yè)已經(jīng)取得了一定成績。其中最突出的莫過于寧德時代在2017年坐上了動力電池全球銷量冠軍的寶座。
但這并不意味著中國在動力電池領域已經(jīng)超越日本、韓國。動力電池行業(yè)仍然處于發(fā)展早期,技術仍然在不斷地更新迭代,行業(yè)遠沒有達到成熟穩(wěn)定的階段。
在動力電池行業(yè),中國只不過是暫時贏下了一程。比賽還在繼續(xù),誰能夠笑到最后,還很難說。
日本不會在動力電池行業(yè)甘居人后。
今年6月,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構將與豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家汽車、電池和材料企業(yè)聯(lián)合開發(fā)固態(tài)電池,并計劃到2022年全面掌握固態(tài)電池的相關技術。
8月7日,有消息稱日本東京工業(yè)大學等機構研究人員研發(fā)出可超高速充放電的全固態(tài)電池,在固態(tài)電池實用化方向上取得重大進展。
全固態(tài)鋰電池的高密度性,高安全性以及高輸出功率等性能和液態(tài)電池相比更具優(yōu)勢,有望成為替代當前鋰離子電池的下一代電池。但是目前固態(tài)電池技術還很不完善,距離實際應用還有一定距離。
高鎳電池成為新賽道
固態(tài)電池尚未成熟,但在高鎳電池方面,中國已經(jīng)落后了。
目前,電池的負極材料多用石墨,而正極材料有很多選擇。但正極材料中,磷酸鐵鋰的能量密度低而且已接近天花板,更適合應用于對電池能量密度要求不高的商用車上。
三元電池在能量密度上限方面具備優(yōu)勢,但仍有賴于技術進步以提升電池的安全性。
三元材料是層狀鎳鈷錳酸復合材料。按照鎳鈷錳的比例,三元可以分為111、523、622、811等。由于鎳主要作用為提升能量密度,高鎳三元材料(622或811)的當前的研發(fā)重點。
在國際普遍導入622三元體系的時候,國內(nèi)動力電池企業(yè)很多還停留在523的階段。
目前在高鎳三元動力電池領域,松下幾乎是一家獨秀。松下應用在特斯拉Model 3上的圓柱型電池,通過改良高鎳正極材料和硅碳負極材料的應用,使電池能量密度實現(xiàn)了20%的提升。
高鎳電池雖然可以提高電池能量密度,但會降低電池的安全性和使用壽命。
自2013年起,應用了高能量密度電池的特斯拉,在美國、歐洲、中國等地發(fā)生了多起自燃事件。如何提升高鎳電池的安全性和使用壽命,是目前的技術難題。
高鎳電池在組裝時需要純氧氛圍,而國內(nèi)的電池廠多數(shù)不具備這一條件。如果量產(chǎn)811三元電池,大部分的廠房和設備需要重新設計,這意味著需要進行新一輪的大規(guī)模投資。
鈷高昂的價格和緊俏的供貨量也在迫使電池企業(yè)加快推進量產(chǎn)鈷含量更少的高鎳電池。
韓國在高鎳電池方面緊緊追趕著日本。據(jù)外媒報道,韓國電池制造商LG Chem與SK innovation預計今年將推出用于電動汽車的低鈷含量和高能量密度的811三元電池。但幾個月后,這些計劃被推遲了。
國內(nèi)電池行業(yè)的變局
中國的政府發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中,明確到2020年,動力電池單體能量密度達到300Wh/kg以上,力爭實現(xiàn)350Wh/kg。到2025年,動力電池系統(tǒng)能量密度達到350Wh/kg。
以現(xiàn)有的技術條件,磷酸鐵鋰和622以下的正極材料是很難達到上述要求。如果要達到300wh/kg以上的能量密度,811三元電池幾乎就是唯一的選擇。
自2017年下半年以來,國內(nèi)動力電池企業(yè)在高鎳811的布局明顯提速。包括比克動力、力神電池、鵬輝能源、億緯鋰能、遠東福斯特在內(nèi)的諸多動力電池廠家都表示,基本已經(jīng)完成從產(chǎn)品技術突破到小批量生產(chǎn)再到客戶送樣認證測試的過程。
比克電池更是表示,公司的高鎳811電池已成功應用于江淮、上汽大通、北汽新能源、小鵬、云度等品牌車型,車型均已入圍新能源推薦目錄。
比亞迪和寧德時代都計劃明年推出811 高鎳電池。兩大電池巨頭這次技術革新的過程中,動作似乎有些慢了。
相比于軟包和方形電池,圓柱型電池更容易在高鎳三元電池方面取得突破。各大圓柱電池企業(yè)包括比克、力神、鵬輝、遠東福斯特等都已經(jīng)研發(fā)或者和量產(chǎn)出高鎳811產(chǎn)品。
韓國電池企業(yè)LG化學、SK創(chuàng)新、三星SDI都小規(guī)模應用了高鎳電池,采用的也是圓柱形電池。而在軟包電池和方形電池領域,三家公司一直未有規(guī)模化應用產(chǎn)品。
從整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈來看,電池企業(yè)承受的壓力很大。2016年動力電池成本大約為2.2~2.3元/Wh,2017年下降至1.6~1.7元/Wh,降幅近30%。
2018年,補貼退坡成為定局后,主機廠對動力電池企業(yè)提出了更大的降價要求,普遍要求成本約為1.2元/Wh,降幅約為25%。
最近,國內(nèi)很多電池企業(yè)的日子很不好過。一些盲目擴張,技術路徑選擇失誤的企業(yè)已經(jīng)黯然退場,很多企業(yè)仍在苦苦掙扎。
隨著高鎳電池逐漸成為主賽場,那些研發(fā)投入不足,技術更新緩慢的電池企業(yè)將會逐漸被市場淘汰。不過,危機中也蘊含著轉(zhuǎn)機。那些提前布局高鎳電池的企業(yè)將會迎來新一輪的發(fā)展機遇。
考慮到高鎳三元電池在能量密度方面的巨大優(yōu)勢,誰能夠率先大規(guī)模應用811三元電池,誰就將在接下來數(shù)年內(nèi)獲得更多的市場。國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)的市場格局也很可能會因此發(fā)生巨大變化。