特斯拉一個決定,改變了電池江湖的體系

2020年,新能源的第一場行業競爭“對決”由特斯拉扣動了扳機。

2月18日,據路透社報道,一位特斯拉與寧德時代談判參與者透露具體細節,稱國產特斯拉將採用寧德時代生產的無鈷電池。

正是這條看似簡單的消息卻在新能源行業中掀起了巨大的波瀾。

在過去,磷酸鐵鋰、三元鋰的鋰電技術路線之爭一直在持續“火拼”。自2018年1月,國內最大磷酸鐵鋰電池製造商比亞迪宣佈旗下所有新能源乘用車將採用三元電池後,似乎這場爭鬥告一段落。

乘用車以能量密度更高的三元鋰為主,客車則以磷酸鐵鋰為主,開始成為業內共識。但是,去年年底比亞迪刀片電池橫空出世,如今特斯拉緊隨其後,重新點燃了這場行業爭鬥的導火索。

磷酸鐵鋰電池的新生


特斯拉一個決定,改變了電池江湖的體系


之前使用“含鈷”電池在行業裡能形成共識還是有一定基礎的。

磷酸鐵鋰一直是與三元鋰並行的動力電池技術路線,但由於磷酸鐵鋰電池能量密度較低,在動力電池體積有限的乘用車上,很難實現與三元鋰技術相當的續航里程,只在對安全性有較高要求的大巴上有較多應用。

隨著補貼政策的調整,動力電池裝機量的天平也逐漸向三元鋰傾斜。據光大證券數據,過去幾年,三元電池的裝機量佔比由2016年的23%增長至2019年的62%,而磷酸鐵鋰電池的裝機量佔比由72%降至32%。

作為業內較早開發磷酸鐵鋰電池的企業,比亞迪從2017年開始將其所有新能源乘用車改用三元鋰電池。

這個看似穩固的行業鏈條,也是從比亞迪的新產品“刀片電池”的出現開始動搖。

在電池行業內,比亞迪技術的先進性是有目共睹的。特別是其研發的“刀片電池”的橫空出世,改變了行業的格局。通過把單體電池做長,電芯單體能量密度提升等方式,比亞迪“刀片電池”最多能將體積比能量密度提升50%,大大提升了磷酸鐵鋰電池最大的軟肋續航里程問題。同時,通過更改內部機構等技術,單位成本可以降低30%。更值得關注的是,比亞迪今年“刀片電池”將首次應用在3月推出的比亞迪漢上,磷酸鐵鋰電池的升級應用將加速行業技術革新。

但遺憾的是,比亞迪目前動力電池生產僅自供,預期未來會開放其磷酸鐵鋰電池生產技術。財務數據顯示,公司2019年H1汽車及相關產品營業收入339.82億,佔總收入比54.65%。

但是這卻給行業發展指引了方向。

成本、成本、還是成本!


特斯拉一個決定,改變了電池江湖的體系


動力電池佔據了新能源汽車50%的成本。居高不下的電池成本,使新能源汽車售價相對燃油車來說優勢較小。

在補貼退坡後,如果電動汽車的售價不下降,大部分消費者應該不會考慮買電動汽車。因為電動汽車現在的性價比並不高,單獨換電池的錢都可以買一輛較低端的燃油車了。

如何降低電池成本也是當前新能源汽車行業正在攻克的難題。在現有三元體系的鋰離子電池中,正極材料的成本佔比約為30%-45%。其中,鈷佔一定比重。而鈷的稀缺性,決定了其售價昂貴。安泰科數據顯示,截至2月18日金屬鈷的價格為28.2萬-29萬元/噸。

早在2018年6月,特斯拉創始人埃隆·馬斯克曾直言,當時特斯拉電池中鈷的含量僅為3%,未來將實現“無鈷化”。

為什麼一定要用“無鈷電池”?

新能源汽車電池根據正極材料的不同,主要可以分為兩大類,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。兩種電池除了正極材料外,在負極材料、隔膜、電解液等主要材料上幾乎相同。三元鋰電池的“三元”指的是包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)或鋁(Al)三種金屬元素的聚合物。因此三元電池含有鈷,而磷酸鐵鋰電池不含有鈷。特斯拉此次選擇無鈷化電池路線,主要指的是磷酸鐵鋰電池。

從成本角度出發,對於新能源電動車而言,其主要成本來自動力鋰電池,佔總成本的38%左右。區分來看,三元鋰電池中,因三元正極材料特別是鈷的昂貴,其正極材料佔電池成本約30%至40%,而磷酸鐵鋰電池中正極材料佔電池成本約13%-15%。

在2020年電動車百人會年會論壇上,歐陽明高院士曾透露,目前磷酸鐵鋰電池系統的度電成本為600元,對比三元鋰電池度電成本的1200元左右,價格優勢明顯。以特斯拉Model 3為例,其基礎版50度電,如果使用磷酸鐵鋰電池成本是3萬元,而使用三元鋰電池則需要6萬元,其中差別不言而喻。

電池江湖的座次

這場技術的“火拼”終會影響當前電池江湖的座次。現在,我們先看看英雄榜是什麼情況。

目前市場上,主要生產磷酸鐵鋰電池的比亞迪、寧德時代以及國軒高科。裝機量方面,寧德時代、比亞迪以及國軒高科佔據了目前磷酸鐵鋰電池市場前三的寶座。比亞迪作為磷酸鐵鋰電池技術領導者,受益最為明顯。

而特斯拉此次的合作方寧德時代則是國內磷酸鐵鋰電池生產的最大廠商。2019年國內動力電池裝機量位列第一,市佔比超過50%。公司2019年H1動力電池系統銷售收入169億,佔總收入比83.36%。

但是馬斯克並沒有選擇比亞迪而是寧德時代作為合作伙伴,想必有其自身的原因。首先,比亞迪電池長期只供應給比亞迪自己的新能源車,並不外供。其次,與寧德時代只做動力電池供應不同,比亞迪有自己的新能源車,未來存在特斯拉和比亞迪正面交鋒的可能。

國軒高科2019年國內動力電池裝機量排名第三(前兩面分別為寧德時代和比亞迪),其中磷酸鐵鋰電池裝機量排名第二,公司2019年H1動力鋰電池銷售收入32.79億,佔總收入比90.92%。

若此次傳聞落地,寧德時代將是繼松下和LG化學後,特斯拉的第三家動力電池提供商。

但是,特斯拉在電池上也不甘總為人後。有跡象顯示,特斯拉也在推進自身電池的生產和研發。2019年5月,特斯拉收購了超級電容和電池製造公司Maxwell,該公司擁有多項電池製造方面的技術和專利,同年10月,特斯拉收購了加拿大電池製造公司Hibar Systems。

同年12月,特斯拉申請了一項電池技術的專利,專利顯示,通過使用新型化學材料,可以獲得容量更大、壽命更長而且成本更低的電池。其性能將遠遠超過目前廣泛應用於電動汽車與其他能源儲存應用領域的鋰離子電池。

去“鈷”仍需時日


特斯拉一個決定,改變了電池江湖的體系


磷酸鐵鋰在乘用車領域能否死灰復燃,又再度成為業內探討的焦點。

但是除成本以外,消費者更關心的還有棄“鈷”後電池性能所受到的影響。

中國汽車動力電池產業創新聯盟發佈的數據顯示,2019年我國動力電池累計銷量75.6GWh,其中三元鋰電池累計銷量53GWh,佔總銷量70%;磷酸鐵鋰電池累計銷量20.6GWh,佔總銷量比27.2%。

不難看出,三元鋰電池仍是目前動力電池市場的主流選擇。有分析指出,鈷特有的結構,可以保障鈷酸鋰能夠有效的釋放鋰離子,即可以高效的充放電,對於結晶的形成也會有比較好的保護作用。現在的無論是汽車還是其他用電設備,對充電效率,也就是快充,都有一定的需求,鈷酸鋰的結構也有利於快充模式。

有數據顯示,三元鋰電池的放電功率要比磷酸鐵鋰電池高39.7%。棄“鈷”後的充放電效率一定程度總會受影響。如果其選定了除了鈷之外作為核心材料,基本上是成本和電池性能的一種平衡。

不過,三元鋰電池也有缺陷。由於材料活潑且燃點較低,其安全性不如磷酸鐵鋰電池。在剛剛過去的2019年,蔚來ES8、威馬EX5、雲度等國內多起新能源汽車自燃事件車型搭載均為三元鋰電池。

由此看來,這場電池行業的爭鬥現在只是開始,未來或許還有更新的技術和原材料出現,一切仍是起點,一切也仍是未知。存在即是合理。


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