钜大LARGE | 点击量:561次 | 2021年06月10日
谁在指明,动力电池降本之道?
“我国新能源汽车产销量连续6年蝉联世界第一,累计销售550万辆!”3月1日上午,工业和信息化部部长肖亚庆如是介绍。
回望历史,我国汽车工业在短短几十年里,走过了西方汽车工业上百年的发展历程。但与发达国家相比,在传统燃料汽车领域,中国在核心技术、品牌影响力上的差距依然存在。
于是,新能源汽车的出现被寄予厚望。包括动力电池、驱动电机、电控系统等在内的核心零部件,车联网、自动驾驶等新兴技术在内仍是一片蓝海,中国逐步实现了弯道超车的巨大想象。
但随着新能源汽车产业的补贴“退坡”,外资企业的涌入,以及行业内部资源向头部企业聚拢,中国新能源汽车的整体产业链发展依然面临巨大挑战。提升产品质量、降本增效是当务之急,但正确的方向又该何去何从?
成本优势巨大
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
磷酸铁锂电池再回主流之位
与新能源汽车密切相关的动力电池,占整车制造成本的近40%,一度被认为是汽车工业下一个时代的“制高点”。据前瞻研究院数据统计,2020年,我国动力电池产量累计83.4GWh,其中三元锂和磷酸铁锂电池合计占比达99.5%,市场规模约为650亿元。
但在同一水平面上,动力电池的技术路线之争从未停歇。
磷酸铁锂相对于三元锂电池而言,最大的优点是价格低廉、循环寿命长、安全性强且充电速度快,缺点是能量与功率密度低。而在不同的产业发展阶段,由于新能源汽车产业对车辆性能的不同需求,造就了磷酸铁锂和三元锂电池命运的跌宕起伏。
在全球新能源汽车产业发展的初期,消费者对价格并不敏感,他们更关心车辆在续航、性能等方面是否能满足基本的使用需求。
于是,世界上第一辆真正量产的电动车——2010年的日产Leaf毫无疑问地失败了,为了把控制价格,它们的续航里程大约只有100公里左右。而在2012年,特斯拉却一举成名——采用松下三元锂电池体系的ModelS虽然售价高达8万美元,但续航里程可以达到480公里,百公里加速时间仅为4.4s。
自此,特斯拉与松下更是联手开创了一个时代。
而在中国新能源事业起步之时,走的是国家补贴,从商用车、出租车切入的推广路线。在这样的运作模式之下,安全性、价格和循环次数等要素成为关键。于是,比亚迪等主导的磷酸铁锂电池,就成为了中国主流的动力电池技术路线。
甚至在很长的一段时间之内,中国政策都有如下规定:新能源商用车只能搭载磷酸铁锂动力电池。
而当新能源汽车飞入寻常百姓家,三元锂电池在中国“解禁”,2018年起的补贴政策也开始全面转向补贴续航里程和能量密度。宁德时代第一个启动了激进的三元锂转型计划,并一路领跑至今。
据中汽协数据显示,2018年,三元锂电池的装车量占比首次超过磷酸铁锂电池,并在2019年达到占比65%的巅峰。
但仅仅是在一年以后,磷酸铁锂电池又迎来了“逆袭”。2020年,其产量累计增长达24.7%,而三元锂的产量则下降了12%。
当然,这一情况并不太出乎市场意料。当这只“看不见的手”开始发挥调节作用,动力电池成本的下降趋势早已随着补贴的大幅退坡而愈发激烈。
这时,与三元锂电池相比价格更优的磷酸铁锂电池重新回到人们的视线,业内也正掀起换装磷酸铁锂电池的风潮。
原材料降本有限
动力电池企业押注“技术革新”
包括比亚迪、北汽、上汽等企业开始尝试在高端车型上换装磷酸铁锂电池,配装磷酸铁锂电池的特斯拉国产Model3开始交付,作为造车新势力的小鹏汽车也推出了磷酸铁锂版本的P7车型。
下游的高度景气传导至原材料市场。据生意社检测数据显示,截止3月9日,国内动力型优等品磷酸铁锂均价在4.5万元/吨,相比一月同期涨幅近20%。
但不断上涨的原材料价格与动力电池整体成本下降的趋势依然形成了悖论。上挤下压之下,技术革新成为动力电池企业“竞技”的主要战场。
其中,困扰磷酸铁锂发展的最大痛点——能量与功率密度的不足,就被王传福和他的比亚迪所解决。
在对磷酸铁锂电池进行封装创新的基础上,比亚迪推出了采用CTP(CellToPack)成组方式的“刀片电池”。这一技术可以省去电池的模组过程,直接由电芯集成电池包,由此大量减少冗余部件的使用,实现电池包的轻量化设计。
相较传统电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,也就是说续航里程可提升50%以上,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。
而宁德时代的CTP技术路线则是基于三元锂架构,其核心是减少了模组数量,直接由多个大容量电芯组成标准化电池包,再灵活堆叠组成更大的电池模块,适应不同车款的储能需要。
二者在减少模组结构、提升封装效率上的创新之举可以说是殊途同归。“技术成本”的下降让新能源汽车制造不断向规模化与标准化演进,一方面给品质提升预留更大空间,一方面保持价格优势,提升整体性价比。
而在“规模化生产”这一点上,特斯拉CEO埃隆·马斯克显然更有心得。
在2021年年初,特斯拉公布了一段4680新型电池的生产视频。有车主注意到,其电池生产线与大型饮料公司使用的罐装过程十分相似。马斯克的回复也证实了这一点——“最好的生产技术在高产量行业,比如食品饮料等等。”
这也意味着,动力电池的降本增效不再是行业之变,更是“生态”之变。新能源汽车的发展,正在实现更多跨领域、跨行业的资源整合,并充分带动产业链上的制造业企业转型升级。
跨行业资源整合
撬起动力电池降本新支点
与马斯克“不谋而合”的是,一家全球领先的易拉罐、盖高速生产设备制造商之一——苏州斯莱克精密设备股份有限公司,早已创新性地将制罐的领先技术应用于新能源电池壳生产设备的制造之中。宁德时代、国轩高科、亿纬锂能、力神等一流的新能源汽车和新能源电池制造商是斯莱克电池壳项目的目标客户。
动力电池壳和易拉罐同为金属包装制品,这对于具备多年金属成型与拉伸技术的斯莱克而言属于多元化产业延伸。但更值得注意的是,目前市场上生产电池壳的设备大多是通用设备,采用的是传统的冲压方式。以圆柱形电池壳生产为例,国内传统电池壳生产线设备冲压系统速度为50个/分钟,国外设备生产商冲压系统速度约为150个/分钟,而通过技术创新,斯莱克自主研发的电池壳自动化生产线生产效率能达到1200个/分钟。
对比电池壳传统生产方式,斯莱克采取的技术路线不仅能够使得电池壳具有更高的光洁度、更好的质量一致性,同时能够更好地满足客户大量量产的需要。
与此同时,斯莱克大力推进产能储备。2019年,公司通过控股公司新乡盛达在河南省新乡市启动年产30亿只圆柱形动力电池钢壳项目,项目总投资额8亿元;同年,通过控股公司安徽斯翔投资年产3亿只铝制圆柱电池壳项目,总投资约5亿元;2020年,公司铝制电池壳项目进驻常州西太湖科技产业园,依托常州新能源汽车产业市场资源、配套资源优势,进一步发力下游市场。
如果说易拉罐、盖设备的生产制造是搭上了必须消费品行业的快车道,那么深度绑定于新能源汽车产业的动力电池壳业务,则是斯莱克基于对产业变革的前瞻预测,为中国新能源汽车降本增效指出的一条创新之道。
而放眼未来,以比亚迪、宁德时代、斯莱克等为代表的,具备技术、成本与规模优势的动力电池及上下游企业,也势必将在全球电动化竞争中脱颖而出。