2022超级电池时代,1000km起步

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· 5月21日

传统技术路线难以突破,新的电池能量密度增长必须靠新的技术才能实现。1000公里的续航将会是一个标志,打破人们心中的质疑和犹豫,带来新的市场裂变。

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2022超级电池时代,1000km起步

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图片来源@视觉中国

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文丨BT财经

新能源汽车是2020年和2021年市场当之无愧的焦点。

无论是比亚迪和宁德时代延长续航的新技术,还是特斯拉频发的事故,亦或是华为发布智能驾驶汽车和小米、360等互联网企业官宣进入赛道,新能源汽车以前所未有的加速度来到我们的生活圈。但谈及使用时,大多数消费者仍然心有顾虑——天冷掉电快,充电太麻烦、续航也不够用,长途远行不敢开等等。

电池,这个新能源汽车的核心零部件,真是接下来决定电动车市场扩张、普及速度的核心所在。

目前动力电池技术发展到了什么阶段?1000公里级的续航电池什么时候才能量产落地?氢能源电池和混动技术未来又将走向何方?

就此,BT财经独家连线汽车行业资深分析师梅博士,并与一位接近宁德时代的相关人士进行了长谈,试图为你带来第一手科技猛料。

能量密度之战

据梅博士表述,当前的电池技术发展路线,经历了从追求续航,到追求安全性,到再重新追求续航的过程。

磷酸铁锂电池和三元锂电池一直是两大主流技术路线,其中比亚迪靠磷酸铁锂起家;宁德时代同时做磷酸铁锂和三元锂技术。

在动力电池第一阶段的追求续航过程中,市场更加重视三元锂电池,因为在能量密度和续航能力方面可以实现相对简单的突破。从三元锂电池532,再到三元锂电池811之旅,能量密度的提升使得这一时期的顶配电动车大多实现了500公里以上续航。

高能量密度与高稳定安全性,在车载动力电池领域,常被视为“鱼和熊掌不可兼得”的难题。随着三元电池中镍的比重不断上升,电池的热稳定性也随之变差,两年前蔚来、特斯拉等电动车的自燃事故频发,一方面是电池包的集成电路技术不当引发,另一方面也与高镍电池的不稳定性有关。

这也是为什么动力电池开启了第二阶段——追求安全性的重要原因,市场的眼光再次回归磷酸铁锂电池。比亚迪的刀片电池技术、宁德时代的CTP技术等,改变电池工艺,提高磷酸铁锂电池的综合能量密度,通过不同的技术再次让动力电池达到600公里以上的续航水平。

这一阶段带来的能量密度提升终究是通过工艺、而非技术突破实现的,工艺手段提升能量密度的空间受困于技术制约,未来持续提升空间有限。磷酸铁锂电池在低温状态下掉电太快的问题也成为新能源汽车推广的障碍。市场对于高续航电池的需求无法通过这种手段继续满足。

如今市场的方向再一次改变了,当三元锂电池技术路线的方向遭遇安全性风险、磷酸铁锂电池技术也遇到技术瓶颈,亟待寻找新的技术路线。

在5月17日的宁德时代2020年业绩说明会上,宁德时代董事长曾毓群表示:“公司正在研发的无钴和无稀有金属电池并非磷酸铁锂电池。”并且强调“请大家不要认为电池只有三元和磷酸铁锂,我们在研发新化学体系的动力和储能电池。”、“公司除现有量产体系外,还有丰富的电池技术储备。”并承认“我们三元、铁锂电池竞争力目前已得到市场认可,正在布局的新体系电池相信也很有竞争力。”

梅博士向BT财经介绍,现在各大电池厂商们技术攻关的新方向与此前提升能量密度的方式有较大差异。虽然1000公里的续航标准在冬天使用中可能往往只有600公里左右的实际续航能力,但1000公里像是一个阶段性的信号,将会打消许多消费者对于电动车续航的顾虑。从市面上看,如今最快可能投入量产使用的包括:

广汽集团的海绵硅负极电池,能量密度超过280Wh/Kg,续航里程超过1000km。

蔚来的半固态电池,宣称能量密度达到360Wh/kg,续航里程突破1000公里。

上汽集团智己的“掺硅补锂技术”电池,能量密度可高达300Wh/kg,支持接近1000km的续航。

梅博士表示:“到明年,也就是2022年我们将见证这类汽车的大规模量产。”

目前新能源汽车占整体燃油汽车销量的比例仅有5.4%,千公里级续航量产或将加速打开市场,新能源汽车步入一个崭新的快速发展阶段。

而被寄予厚望的纯固态电池,据梅博士介绍,电池一旦从液态转变为固态后,电池能量密度会有巨大的增长,从而大幅提升电池续航能力。但是另一方面,固态电池内,能量的传导效率比液态要低,能量释放速度更慢,无法满足汽车使用需求,这也是当前要实现固态电池技术落地的难点和痛点之一,可能还需要4-5年的时间才能突破技术制约。

氢燃料与混动路在何方?

相比于锂电池的辉煌,曾经比亚迪和丰田关注的混动技术、一度站上风口的氢能源燃料电池技术如今显得备受冷落。

不久前,比亚迪搭载超级混动技术的新一代宋、秦等车型纷纷上市,并以低油耗、平滑无顿挫为卖点。长城、奇瑞、广汽等也在混动领域布局。

针对混动技术,梅博士认为:这种技术终究是一个过渡,是市场面对续航能力不足时的临时解决方案,也是对市场的一个补充,但要论及长远发展,混动技术不会是主流方向。

另一个相对沉寂的技术路线则是氢燃料电池。在2019年,氢能和燃料电池的相关政策密集出台,引发市场关注,随着时间推移,除了“南阳氢能汽车,加水就能跑”的闹剧之外,氢能汽车在市场上似乎声音越来越小,让对其寄予厚望的消费者和投资者颇为失望。特斯拉CEO马斯克曾直言氢燃料电池是“令人难以置信的愚蠢”。

2021年3月,工信部官网获取到红旗H5氢燃料电池车的申报信息,这一燃料电池车动力性最高车速160km/h,0-100km/h的加速时间小于10s,续驶里程达到450km以上。

就在红旗氢能源车申报图被曝光的同一天,特斯拉CEO马斯克在推特上发文,称燃料电池应该被叫做智商税(fool sells),用于汽车上是个愚蠢的选择,哪怕是用于火箭也不是好选择,但至少还不算荒唐。

氢能源技术的前景如何,一位接近宁德时代人士向BT财经作了分析:氢燃料电池在国家的支持下,在商用车上会有一定的应用。但从技术水平、基础设施完备性、安全性、成本及能量转换效率等角度考虑,在乘用车上的广泛应用还有较长距离。梅博士也持相同观点,认为在公交、卡车等应用领域,氢燃料电池确实是合理、合适的。

谈及马斯克“愚蠢”的评价时,梅博士认为:站在现在去看未来,很多事情都似乎很愚蠢,但只有未来才能证明这一切是否有价值。20年前,新能源电动车也被认为是不可信的,如今却成为了世界的共识。

针对氢能源的应用和发展,梅博士谈到,所谓的清洁能源问题,需要考虑到能源制备的全过程,如果用煤炭发电、然后用电解水的方式制备氢气,那么氢能源将只是表面的“清洁”。只有当太阳能、水力、风能发电制备氢气的成本低于充电电池的成本后,氢能的大规模使用才有可能性和意义。

产业演变

随着技术的进一步发展、新能源汽车的产量规模不断加大,新能源电池产业也在不断地演进。

根据接近宁德时代人士表述:“当前,无论是产能规模还是技术水平,当前中国动力电池行业在全球范围内均处于领先水平。从产能看,GGII数据显示,2020年,中国动力电池企业的市场份额全球第一,装机量排名前10的企业中,中国企业占据六席。据SNE Research统计,自2017年起,宁德时代的动力电池使用量已连续四年位列全球第一。”

梅博士认为中国的电池技术已经从2、3年前的追赶模式,升级到了如今的中日韩三足鼎立的局势。

目前新能源整车中的两大巨头——特斯拉和比亚迪,都具备自产电池的能力。其中比亚迪依靠电池技术起家自不用说,特斯拉也布局自建了超级电池厂。

电池作为新能源汽车核心,其成本占据整车的40%以上。当新能源汽车开始成为全世界的共识之后,许多传统的整车厂商如大众、奔驰、通用都纷纷通过入股、收购电池厂商的方式加速新四化进程。

整车厂向产业链上游入侵对于电池厂商来说意味着什么呢?

梅博士赞同一位行业人士的观点:“对于年产量在10万辆车以下的汽车品牌来说,直接从电池厂商采购电池是最合适的;年产量在10万-30万台的汽车品牌适合通过合资入股的方式,保障针对自身电池需求的供应;针对年产量在30万以上的整车厂商来说,自产则相对更为划算一些。”2020年,大众宣布收购国轩高科总股本的26.47%,成为公司第一大股东。紧接着,梅赛德斯-奔驰入股孚能科技,持有孚能科技约3%的股份。德系车纷纷入资中国电池厂商。

针对这样的趋势,接近宁德时代人士的回应显得信心满满,直言:“动力电池的研发和生产所牵涉的技术,人才和经验积累与整车研发制造差异很大。”“当然在这个过程中整车厂也会做各种尝试,包括可能自建动力电池厂的尝试,我们不抵触也不担心,做好自己的事,电动车产业是个长期的发展。”宁德时代的董事长在5月17日召开的投资说明会上,就此也表示:“我们相信专业化分工带来的优势。”

以此看来,头部电池厂商的竞争优势、技术优势已经完全建立,并在长期占据优势地位,正如梅博士所言:“整车厂商的野心对于主流电池厂商没有任何威胁。除非一些整车厂商通过成功押注下一代电池技术路线,实现弯道超车,否则技术的进步与追赶将长期存在”。

但与之相对的,我们或许可以猜测:一些相对规模较小的电池厂商可能会面临被收购吞并,类似大众收购国轩。

搭载上千公里级电池的新能源车明年就将量产上市,智能驾驶技术也来到我们身边,技术革命催动产业着快速走向升级扩张。

2022年的新能源汽车格局,将会产生巨变。

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