钜大LARGE | 点击量：519次 | 2021年08月10日
动力锂离子电池行业活跃的背后隐藏着什么？
由于新冠肺炎疫情的影响，汽车市场难免平淡和寂寥。但最近一段时间以来，发展相对稳定的动力锂离子电池行业却异常活跃。围绕新技术，动力锂离子电池公司高调公布、互相较劲，甚至争锋互“怼”。与此同时，我国动力锂离子电池行业格局，也因市场的种种变化而出现变数。此外，作为新能源汽车行业的一面“旗帜”，特斯拉也在动力锂离子电池范畴平静的湖面上不时地投入石子。这种种不平静背后，透露出什么不同寻常的信息？
动力锂离子电池创新产品接连面世
动力锂离子电池行业平静的水面下暗潮澎湃。近日，宁德时代与比亚迪两大动力锂离子电池巨头因为针刺实验引发的微博互怼引起圈内热议。抛开孰是孰非，两者相争背后折射生产业发展中动力锂离子电池的路线之争。今年以来，刀片电池、无钴电池等新品公布会接二连三，动力锂离子电池江湖大戏不断。
三月底，比亚迪公布了回归磷酸铁锂产品的诚意之作——刀片电池，其动力锂离子电池单体形状扁平狭长似刀片，采用此种电芯结构，具有散热好、体积能量比高、机械强度高等优点。为验证这款新产品的安全性，比亚迪进行了号称动力锂离子电池安全性探测“珠穆朗玛峰”的针刺实验。在其公布的视频中，在同样的探测条件下，三元锂离子电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃并开始剧烈燃烧，置于其上的鸡蛋被炸飞；传统磷酸铁锂块状电池无明火、有烟，表面温度达到200～400℃，致使鸡蛋被烤焦；比亚迪刀片电池则无明火、无烟，电池表面温度仅有30～60℃左右，置于其上的鸡蛋无分明变化。比亚迪用极具视觉比较效果的“鸡蛋实验”来展示其刀片电池的安全性。比亚迪董事长兼总裁王传福强调，以往对动力锂离子电池能量密度不切实际的追求，彻底带偏了行业发展路线，而刀片电池的公布就是要“纠偏”。
除安全性能以外，比亚迪宣称，刀片电池续驶里程达到了高能量三元锂离子电池的同等水平。这紧要是通过结构创新来实现的，在成组时可以跳过模组，大幅提高体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。据解析，相较传统的有模组电池组，比亚迪刀片电池的体积利用率提升了50％以上。
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五月以来，动力锂离子电池行业的后起之秀——脱胎于长城汽车的蜂巢能源公布了两款基于无钴材料的薄片式电芯产品——NMX无钴电池，由此成为全球首家成功研发出无钴动力锂离子电池的公司。这款无钴电池的核心特点是在正极材料中彻底去掉了稀有金属钴，使得原来的三元镍钴锰酸锂，变成了二元的镍锰酸锂。据解析，蜂巢能源无钴电池可以反复充放电2500～3000次，这意味着车辆全生命周期的使用总里程能够达到120万公里，NEDC续驶里程达到880公里。
资料显示，蜂巢能源此次公布的115Ah和L6薄片无钴长电芯各具特色：115Ah产品能量密度达到245Wh/kg，匹配590标准模组，能够搭载到目前大部分新的纯电动汽车平台上，其电池组在整车端供应15年/120万公里的质保；L6薄片无钴长电芯容量为226Ah，目前正在与长城汽车的一款高端车型做适配开发。依据规划，115Ah产品将在2021年六月推向市场；L6产品在2021年下半年推向市场。
蜂巢能源动力锂离子电池国内规划产量18GWh，欧洲电池厂计划投资20亿欧元，产量将达24GWh，一期项目今年启动，2022年底投产；二期项目2025年投产。蜂巢能源除了供货长城汽车之外，正加速与国内外多家车企推进合作。有关此次公布的无钴电池，蜂巢能源方面表示，已与两家欧洲车企进行合作。
另据宁德时代方面透露，该公司去年九月推出的CTP技术动力锂离子电池已经量产，后续将持续推广。
寻找性价比新平衡是动因
在乘用车动力锂离子电池范畴，三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池一直是紧要的两大技术路线。此前受新能源汽车补贴政策对能量密度要求的影响，三元锂离子电池更受市场欢迎，其代表性加工公司宁德时代因此一举坐上年度装机量冠军宝座。相比之下，磷酸铁锂离子电池虽然成本较低，但能量密度较低，现阶段已接近理论指标极限。不过，这并未阻碍相关公司寻求磷酸铁锂离子电池的技术冲破。目前，我国新能源汽车行业正处于由政策推动向市场推动的转变阶段。在守住安全红线的基础上，动力锂离子电池的能量密度与成本成为整车公司选择配套产品时最紧要的考量指标。基于这些背景，比亚迪推出刀片电池也就更合乎逻辑了。比亚迪副总裁、弗迪电池董事长何龙指出，既是能量体也是结构件的刀片电池组，与要模组和梁的传统电池组相比，可使车辆续驶里程从400公里提升至600公里。
新能源汽车产业独立研究员曹广平对记者表示，磷酸铁锂离子电池重新升温，紧要原由在于补贴逐步退坡到一定程度后，其性价比优点能够支持降本。比较三元锂离子电池来看，磷酸铁锂的降本幅度超过20％，车企自然会依据产品性价比作出自己的选择。数据显示，今年前两个月，我国磷酸铁锂离子电池的产量占比反超三元锂离子电池。可以看出，具有高安全性、高能量密度和低成本的产品卖点对整车公司的吸引力十足。何龙透露，几乎所有整车公司都在与比亚迪探讨基于刀片电池技术的合作办法。目前，刀片电池将率先搭载在比亚迪“汉”上。
蜂巢能源总裁杨红新也比较亚迪的刀片电池给予了肯定。在他看来，刀片电池展示了电池技术创新的多元化方向，为业界开展技术创新供应了参考。同时，在动力锂离子电池创新中，材料创新也非常紧要，因此从NCM111发展到NCM811，产品在继续减少钴含量降低成本的同时，也在不断提升能量密度。杨红新表示，在乘用车市场，磷酸铁锂离子电池将占据续驶里程500～600公里车型细分市场，而无钴电池则在续驶里程600～800公里车型细分市场中更具竞争力。
高镍低钴的NCM811产品成为三元锂离子电池的发展趋势，国际上主流动力锂离子电池公司如宁德时代、LG化学、松下等都在将低钴和“无钴化”作为下一代动力锂离子电池技术的研发重点。近日，通用汽车在EVDay上宣布与LG化学合作，计划2021年量产镍钴锰铝（NCMA）四元锂离子电池，其成本可实现超过30％的降幅。该技术路线是在镍钴锰三元电池的材料中掺入部分铝元素，和目前的NCM523、NCM811及NCA相比，NCMA四元材料的钴含量进一步降低。
伊维经济研究院研究总监吴辉认为，无论采取何种技术路线，行业对高能量密度、低成本、高安全性和长循环寿命的追求目标不会变，并将在发展过程中寻求这些指标的平衡。磷酸铁锂离子电池在降成本和提高安全性方面有优点，无钴或少钴电池在降成本和提升能量密度方面有优点。“行业有关降低产品成本有诉求，加上诸如刀片电池和CTP等新的结构设计方式的改善，磷酸铁锂和无钴电池技术路线有所回潮。”他说。
“我认为，磷酸铁锂离子电池回潮是暂时的，是行业发展的阶段性产物，毕竟它有能量密度的‘天花板’和成本上的‘地板价’，少钴和无钴电池仍是有力的竞争者就是明证。三元锂离子电池具有更高的能量密度，前几年受相关政策中“电池高能密，整车低能耗”的鼓励，一直占有绝对优点。如今，行业逐步转向市场驱动，车企不得不寻找降本途径。钴是三元锂离子电池中成本占比较高的材料，全世界开采量受限，其长期在动力锂离子电池上使用恐怕不可继续，所以低钴应当是动力锂离子电池产业长期的发展方向。”曹广平说。
在动力锂离子电池技术发展的过程中，一些更为新兴的技术路线也展露头角。五月十三日，广汽集团旗下广汽新能源对外宣布，今年底，石墨烯电池量产研发工作将从试验室走向实车，广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。
市场重排座次新变数仍在
今年以来，全球动力锂离子电池市场格局变化分明。韩国市场调研机构SNEResearch公布的调查显示，2020年一季度，LG化学成为全球市场占有率第一的动力锂离子电池公司，松下和宁德时代分别以25.7％和17.4％的份额位列第二和第三，比亚迪以4.9％的市场占有率位列第六。与去年一季度相比，我国前两大动力锂离子电池公司的全球市占率都有所下降，日韩动力锂离子电池公司发展迅猛。
“今年一季度，由于国内疫情和春节的影响，市场本身萎缩，从而导致宁德时代的出货量减少。但同期，海外疫情尚未大规模暴发，导致了LG化学等海外公司出货量大增。”吴辉对记者表示，现阶段国内产业发展恢复良好，在这种情况下，国内动力锂离子电池公司的市占率二季度有望回升。
据了解，欧洲等市场近一段时间以来不断加大新能源汽车的推广力度。数据显示，2019年，整个欧洲在电动汽车范畴的投资达到了600亿欧元（折合人民币约5000亿元），同比整整高出了近20倍。
这种高歌猛进的势头似曾相识，也推动今年一季度欧洲电动汽车销量反超我国。依据欧洲汽车制造协会（ACEA）的统计，2020年一季度，整个欧洲地区的电动汽车总销量达到22.8万辆；我国汽车工业协会（以下简称“中汽协”）公布的数据则显示，同期我国新能源汽车的销量为11.4万辆，仅为欧洲市场的50％。在曹广平看来，宁德时代今年一季度全球市场占有率跌落第三位，表面上是受疫情及国内市场补贴退坡的影响，但更应当重点关注日韩电池公司更多地是依赖国际市场、国内动力锂离子电池公司更多依靠本土市场的因素。
“补贴逐步退坡，让新能源整车公司的竞争格局发生了变化。随着行业发展转向市场驱动，外资和合资公司的市场份额将逐步提升，这在一定程度上说明，自主新能源整车的实际竞争力在补贴期间并没有分明的提升。一旦外资和合资品牌新能源汽车份额提升，必然会导致外资动力锂离子电池公司的机会新增，其供应电池的份额也将新增。”吴辉表示，国内动力锂离子电池的龙头公司将来还是要抓住优质客户，包括优秀的自主品牌车企、合资和外资车企以及海外市场，才能保证出货量的上升，毕竟将来我国新能源汽车的竞争格局大概率还会与传统燃油车相同，由外资和合资车企占据相当一部分市场份额。
好消息是随着疫情得到控制，国内新能源汽车产业恢复速度加快。中汽协数据显示，今年四月，我国新能源汽车产销分别完成8.0万辆和7.2万辆，环比上升31.6％和9.7％，同比下降22.1％和26.5％，同比降幅较上个月分别收窄34.8个百分点和26.7个百分点。
为进一步促使新能源汽车产业的稳步回升，工信部、科技部等四部委四月二十三日公布完善新能源汽车财政补贴政策的通知，明确将新能源汽车推广使用财政补贴政策执行期限延长至2022年底。在补贴条件上，2020年将保持动力锂离子电池系统能量密度等技术指标不做调整，适度提高新能源汽车整车能耗、纯电动乘用车纯电续驶里程门槛；将来，将加大新能源汽车政府采购力度，进一步推动落实新能源汽车免限购、免限行、路权等支持政策。同期，工信部公布了《2020年新能源汽车标准化工作要点》指出，为保障新能源汽车健康发展，对动力锂离子电池范畴开展满足不同需求的动力锂离子电池安全实验办法标准的预研，加快动力锂离子电池电性能和循环寿命相关标准的立项。
行业人士普遍表示，新能源汽车补贴政策延长和补贴标准进一步精准化，将有效推动汽车公司进一步提升产品和技术水平，同时刺激新能源汽车消费，提振消费者信心，推进汽车市场加速回暖。
特斯拉“电池日”效应留下悬念
作为新能源汽车行业的领头羊，特斯拉的每次动作都能带来波澜：一句无钴化引得钴业股接连下跌，磷酸铁锂概念股接连上涨；随后一句“无钴不代表一定是磷酸铁锂”又让业内陷入对超级电容的猜想。
这紧要因为特斯拉在去年收购了超级电容和电池制造公司Maxwell。公开资料显示，Maxwell紧要专注于研发干电池电极和储能系统。目前，Maxwell是全球第一的超级电容器制造商，在电池业务方面拥有著名的干电极技术专利＋超级电容。Maxwell方面表示，其干电极技术能将电芯的能量密度提升至300Wh/kg以上，将来有可能进一步新增至500Wh/kg。
不过受疫情等因素影响，特斯拉原定于四月举办的超级电池日一再推迟。近日，特斯拉首席执行官马斯克表示，从四月推迟到五月举办的电池日将再次推迟，原由是“出席人数太少”。
此前，有消息人士透露，特斯拉将在电池日上主推Maxwell的干电极技术，在降低电池成本的同时提高能量密度和续驶里程。此前，兴业证券也作出预测，特斯拉电池日的主推技术大概率为Maxwell加工的采用新型高镍正极＋预锂化负极＋干电池技术＋超级电容的新型锂离子电池以及采用CTP技术的超级磷酸铁锂离子电池两款产品。兴业证券的研究报告指出，超级电容器能量密度提升非常有限且成本较高，将来无法取代锂离子电池地位，即使超级电容器＋锂离子电池技术有所冲破，也不会改变正极材料体系，对钴锂并无影响。
吴辉也表达了类似看法。在他看来：“超级电容并非新兴产物，能量密度低是致命缺点，只能作为动力锂离子电池的补充和配合，不会给动力锂离子电池行业带来实质的影响。”
与传统锂离子电池相比，干电池的电极技术制备工艺不同，可以达到降低成本，提升电池容量的效果。但目前干电池产业化仍存在较大壁垒，其加工存在制作的极片易脱粉和倍率性能差等问题。
“从目前信息来看，干电极、预补锂、单晶化工艺以及长寿命、低成本的动力锂离子电池技术，为特斯拉品牌做了很好的支撑。倘若这些技术以及特斯拉还没有公布的更多技术秘密足以使特斯拉掀起全球电动汽车的新一波热潮，其对行业出现的影响将极其深远。”曹广平这样说。
实际上，特斯拉在行业的用途更多的是“风向标”与“强心针”用途。毕竟在传统动力仍占据主导地位的当下，良好的新能源汽车产业预期显得格外紧要。我国动力锂离子电池供应链和特斯拉的关系仍将以优点互补为主，符合市场需求、技术实力强大、管理水平先进的供应商，有望抓住产业发展红利。
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