電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/吳子鵬)近日,寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱分享了該公司麒麟電池的相關(guān)進(jìn)展,其中電池密度一項(xiàng)數(shù)據(jù)引發(fā)關(guān)注,基于三元高鎳打造的麒麟電池能量密度高達(dá)250Wh/kg,比松下為特斯拉打造的4680電池還要高13%。
圖源:寧德時(shí)代
過往,國產(chǎn)動(dòng)力電池更多是比拼裝機(jī)量,現(xiàn)在終于要開始比產(chǎn)品參數(shù)了。
殺出“圍獵圈”的中國動(dòng)力電池
中國有句老話是“三十年河?xùn)|,三十年河西”,這句話很是適合用來形容中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)。
動(dòng)力電池是新能源汽車的核心部件,也是目前成本占比最高的零部件,達(dá)到了40%左右。作為新能源汽車“三大件”之一,動(dòng)力電池的性能決定了新能源汽車的續(xù)航里程以及安全性和經(jīng)濟(jì)性。
1996年,日產(chǎn)成功研發(fā)世界上第一輛搭載圓柱形鋰離子電池的電動(dòng)車Prairie Joy EV,搭載鋰離子電池的汽車正式登上歷史舞臺(tái)。此時(shí)中國汽車產(chǎn)業(yè)還在大力發(fā)展合資汽車,比亞迪也只是剛剛成立1年的時(shí)間,國內(nèi)的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)還沒有影兒呢。
不過,如果你僅憑這個(gè)就評論中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)落后很多年,倒是也不能這么論。因?yàn)槿蚍秶鷥?nèi)真正開始關(guān)注新能源汽車產(chǎn)業(yè)還是在2010年前后,特斯拉Roadster搭載松下的18650電池算是正式拉開新能源汽車全球發(fā)展的大幕。
2010年這個(gè)時(shí)間點(diǎn)才是評定我國新能源汽車和動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)與全球先進(jìn)水平差距的時(shí)候,這一年中國政府開始扶持新能源汽車發(fā)展,動(dòng)力電池也隨之受惠。不過,我們要注意的是,這個(gè)時(shí)候國內(nèi)的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)才剛剛啟動(dòng),松下的18650電池已經(jīng)是大規(guī)模量產(chǎn)的產(chǎn)品了,這個(gè)才是真實(shí)的差距。
2010年時(shí),寧德時(shí)代還沒有成立。根據(jù)相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù),2010年比亞迪等一眾國產(chǎn)廠商在動(dòng)力電池的成品率僅為60%,松下和LG化學(xué)等日韓巨頭則是90%以上,并且日韓巨頭在三元鋰電池方面已經(jīng)形成了完備的測試流程,產(chǎn)品安全屬性更高,能量密度也是處于領(lǐng)先地位。因此,上汽、一汽和長安等公司的訂單只能給日韓巨頭來做,國內(nèi)企業(yè)搗騰的磷酸鐵鋰還上不得席面,這個(gè)也是真實(shí)的差距。
并且,這個(gè)時(shí)候的國產(chǎn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)還遇到了全球范圍內(nèi)的“專利流氓”——魁北克水電,1000萬美元的專利入門費(fèi)用足以壓死當(dāng)時(shí)所有的國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)。對付這種國際范圍的“專利流氓”,只靠一兩個(gè)企業(yè)是無力的,于是政府部門出手。國家專利復(fù)審委員會(huì)于2011年宣告魁北克水電的111項(xiàng)權(quán)利要求全部無效。
2011年到2015年是國產(chǎn)動(dòng)力電池廠商在日韓巨頭圍剿中求生的時(shí)間段,三星SDI和LG化學(xué)在國內(nèi)建廠之后,主動(dòng)開啟了價(jià)格戰(zhàn),最慘烈的時(shí)候,動(dòng)力電池的出廠價(jià)格為1元/Wh,低于當(dāng)時(shí)的成本價(jià)2.5元/Wh。
看著是不是很熟悉,沒錯(cuò),這就是三星和SK海力士等內(nèi)存大廠在存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)慣用的伎倆,先把對手耗死,然后再談賺錢的事情。
這是繼魁北克水電專利圍獵之后,國內(nèi)動(dòng)力電池廠商面臨的第二個(gè)生死劫,又是一個(gè)剛剛起步的企業(yè)無法獨(dú)自面對的大劫。在當(dāng)時(shí),市場統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,三星SDI和LG化學(xué)兩家就占據(jù)著國內(nèi)60%的動(dòng)力電池市場份額。
2015-2016年,為了能夠讓剛起步的國產(chǎn)動(dòng)力電池汽車免遭兩家韓國企業(yè)的“屠殺”,工信部出臺(tái)了動(dòng)力電池“白名單”,要求整車廠如果想要拿到政府的補(bǔ)貼,必須使用“白名單”上的企業(yè)提供的動(dòng)力電池。這是一個(gè)有特殊歷史使命的政策,將國產(chǎn)新能源汽車和國產(chǎn)動(dòng)力電池深度綁定在一起,且指向性非常明確地將三星SDI和LG化學(xué)剔除了。
這份“白名單”有巨大的作用,從國內(nèi)市場來看,根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2018年國內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量前十的企業(yè)全部為國內(nèi)企業(yè),寧德時(shí)代、比亞迪和國軒高科位列前三。在全球范圍內(nèi),寧德時(shí)代成為全球裝機(jī)量第一名,市占比達(dá)到了25.4%,比亞迪則以12.5%的市占比位列全球第三。
看到這些數(shù)據(jù),如果你覺得國產(chǎn)動(dòng)力電池已經(jīng)領(lǐng)跑全球了就有點(diǎn)操之過急了。因?yàn)?,這樣的數(shù)據(jù)是在工信部“白名單”幫助下取得的。2019年6月,國內(nèi)動(dòng)力電池“白名單”正式取消,LG化學(xué)開始了強(qiáng)勢反撲。
雖然2019年和2020年寧德時(shí)代都是全球裝機(jī)量的第一名,但LG化學(xué)反撲的勢頭還是很猛的,在2020年上半年LG化學(xué)在全球的占比是高于寧德時(shí)代的,只是后來官司纏身加上召回賠償?shù)葐栴}分心了,被寧德時(shí)代挑落馬下。
到了2021年,寧德時(shí)代在市占比方面的領(lǐng)先優(yōu)勢已經(jīng)很明顯了,比LG化學(xué)和松下的市占比總和還要多。
不過,從國產(chǎn)特斯拉的車型布局能夠看出,國產(chǎn)動(dòng)力電池在高性能版本車型里還有提高的余地。
國產(chǎn)動(dòng)力電池的參數(shù)領(lǐng)先
動(dòng)力電池的核心指標(biāo)包括總能量、能量密度、安全性、充放電倍率、循環(huán)壽命和可靠性等。當(dāng)談?wù)撨@個(gè)時(shí)候,就已經(jīng)進(jìn)入到了動(dòng)力電池最最核心的戰(zhàn)場了,誰能夠在這些參數(shù)上勝出,誰就將成為未來全球動(dòng)力電池市場的絕對王者。
國際廠商方面,松下的4680電池將成為后續(xù)主流,也是技術(shù)代表。特斯拉CEO馬斯克將松下4680電池定義為“革命性的突破”。
4680電池全稱為4680型無極耳電池,采用高鎳正極+硅碳負(fù)極材料,與現(xiàn)有的18650和2170電池相比,它的特點(diǎn)是體積更大。4680電池有很多突出的優(yōu)點(diǎn),包括能量密度是傳統(tǒng)電池的5倍,輸出容量是傳統(tǒng)電池的6倍,在相同電池體積下,4680電池包能夠提供額外16%-20%的續(xù)航。在安全性方面,4680電池散熱能力更強(qiáng),電池的循環(huán)壽命更長。
圖源:特斯拉
除了性能,4680電池還有一個(gè)優(yōu)勢是成本優(yōu)勢,由于單體更大,相同體積的電池包需要的電池?cái)?shù)量更少,能夠做到14%的成本下降。
4680電池被稱為圓柱形電池的終極形態(tài),是圓柱形電池廠商最后爭奪的戰(zhàn)略高地。根據(jù)相關(guān)報(bào)道,除了松下在加快、加大4680電池的生產(chǎn),三星SDI和LG化學(xué)也具備了生產(chǎn)4680電池的能力。國內(nèi)廠商方面,比克電池也已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)產(chǎn)品,億緯鋰能的相關(guān)項(xiàng)目已經(jīng)開始投建。
在這方面,一直主做方形電池的寧德時(shí)代略顯慢了一些,該公司表示可能會(huì)在2024年開始量產(chǎn)4680電池。
不過,動(dòng)力電池的形態(tài)并不是只有圓柱形一種,其他形態(tài)主要做的好一樣能夠贏得市場。
比如寧德時(shí)代的麒麟電池,也就是該公司即將推出的CTP3.0電池包。寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱表示,麒麟電池采用寧德時(shí)代第三代CTP技術(shù),在相同的電化學(xué)體系、電池包尺寸下,三元高鎳版麒麟電池的能量密度比4680大圓柱電池高出13%,理論續(xù)航的里程數(shù)會(huì)更高。
根據(jù)寧德時(shí)代官網(wǎng)信息,從第一代CTP到最新的第三代麒麟電池,電池包體積利用率從55%提升到67%。三元體系的麒麟電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)250Wh/kg,磷酸鐵鋰體系可達(dá)160Wh/kg。
麒麟電池通過使用水冷鈑大幅提升了安全性,通過降低相鄰兩塊電芯的熱傳導(dǎo)效率,能夠避免系統(tǒng)熱失控的情況。新能源汽車爆燃事故,基本都是從電池包熱失控開始的。
另外,我們注意到,由于標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版Model 3和Model Y在磷酸鐵鋰方面吃到甜頭,馬斯克的想法是后續(xù)在全球范圍內(nèi)推廣搭載磷酸鐵鋰電池的Model 3和Model Y,而憑借刀片電池出色的性能,比亞迪有望成為供應(yīng)商之一。
當(dāng)然,動(dòng)力電池發(fā)展到現(xiàn)在還沒有最終定義,沒有說哪一種技術(shù)是最好的,最適合這個(gè)行業(yè)的,技術(shù)創(chuàng)新在高動(dòng)態(tài)地進(jìn)行著。而在這方面,國產(chǎn)動(dòng)力電池廠商在完成突圍戰(zhàn)之后剩下的企業(yè)都具有了一定的規(guī)模,除了寧德時(shí)代和比亞迪還有四家在全球前十的榜單中(2021年榜單),更容易量變產(chǎn)生質(zhì)變,出現(xiàn)更多諸如麒麟電池和刀片電池這樣的領(lǐng)先產(chǎn)品。
結(jié)語
2021年,寧德時(shí)代在動(dòng)力電池領(lǐng)域的全球裝機(jī)量達(dá)到96.7GWh,全球前十名裝機(jī)量的296.8 GWh中有144.6 GWh來自中國動(dòng)力電池企業(yè),占比達(dá)48.7%。這背后當(dāng)然是中國作為全球最大新能源汽車市場在支撐,但是從特斯拉的動(dòng)態(tài)就能夠看出,國產(chǎn)動(dòng)力電池在全球的話語權(quán)開始逐漸增強(qiáng),除了量大,我們的技術(shù)也開在靠近前沿和打造前沿,隨著更多如寧德時(shí)代麒麟電池的產(chǎn)品面市,國產(chǎn)動(dòng)力電池將全面進(jìn)入高質(zhì)量領(lǐng)跑階段。-
動(dòng)力電池
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