誰(shuí)能“電”定未來(lái)

    新動(dòng)力轎車動(dòng)力電池的安全與能量密度極限仍在往前進(jìn)。近來(lái)，動(dòng)力電池“一哥”寧德年代再邁出一大步：第一代鈉離子電池。炙手可熱的“鋰”，迎來(lái)了新對(duì)手“鈉”，“固態(tài)電池”正在為薄發(fā)而厚積。

    以清潔動(dòng)力代替化石動(dòng)力的革命正在加速，新動(dòng)力轎車工業(yè)將產(chǎn)生什么新變化?鈉離子電池工業(yè)化前景怎么?被寄予厚望的“固態(tài)電池”何時(shí)能真實(shí)大規(guī)劃應(yīng)用?還有怎樣的“新新動(dòng)力”正在研制的路上?

    新技能井噴迸發(fā)

    動(dòng)力電池百家爭(zhēng)鳴
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    7月29日，寧德年代發(fā)布鈉離子電池

    寧德年代發(fā)布第一代鈉離子電池。基于資料體系的突破，這款鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱安穩(wěn)性、杰出的低溫性能與高集成功率等優(yōu)勢(shì)。

    7月16日，蜂巢動(dòng)力無(wú)鈷電池完結(jié)量產(chǎn)

    蜂巢動(dòng)力宣布，首款無(wú)鈷電池完結(jié)量產(chǎn)。據(jù)稱，這款無(wú)鈷電池能量密度為240wh/kg，循環(huán)壽命可超過(guò)3000次，經(jīng)過(guò)150℃的熱箱測(cè)驗(yàn)和140%SOC的過(guò)充測(cè)驗(yàn)。

    3月10日，廣汽埃安發(fā)布“彈匣電池”

    廣汽埃安發(fā)布“彈匣電池”，其具備超高耐熱安穩(wěn)的電芯、超強(qiáng)隔熱的電池安全艙、極速降溫的速冷體系、全時(shí)管控的第五代電池辦理體系，并現(xiàn)已過(guò)整包針刺試驗(yàn)。

    1月9日，蔚來(lái)稱將推150kW·h固態(tài)電池組

    蔚來(lái)宣布即將推出一種突破性的電池選項(xiàng)——150千瓦時(shí)電池組，由超高能量密度的固態(tài)電池組成。蔚來(lái)宣稱，有決心下一年第四季度開(kāi)始交給此電池組。

    1月初，“摻硅補(bǔ)鋰”硅負(fù)極資料問(wèn)世

    國(guó)軒高科、廣汽埃安、蔚來(lái)轎車和智己轎車相繼發(fā)布采用摻硅補(bǔ)鋰技能的硅負(fù)極資料。經(jīng)過(guò)這一技能,配套相關(guān)電池的車輛可完結(jié)1000公里的超長(zhǎng)續(xù)航。

    上一年3月，比亞迪發(fā)布刀片電池

    “刀片電池”經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)立異，使其體積利用率和續(xù)航里程相較傳統(tǒng)電池包提高50%以上。另外，“刀片電池”的規(guī)劃使它在短路時(shí)產(chǎn)熱少、散熱快，能經(jīng)過(guò)針刺試驗(yàn)。

    有兩大優(yōu)勢(shì)

    鈉電池欲應(yīng)戰(zhàn)鋰電池壟斷

    優(yōu)勢(shì)1：更安全并兼顧充電功率

    每當(dāng)酷熱夏季和嚴(yán)寒冬天，各新動(dòng)力轎車品牌無(wú)不心存憂慮，前怕電池?zé)崾Э?，后怕電池虛電。能量密度和安全性，是?dāng)時(shí)制約鋰電池開(kāi)展的兩個(gè)重要維度，研究人員一向期望有所突破。寧德年代的鈉離子電池發(fā)布，敏捷成為重視熱點(diǎn)，由于其有機(jī)會(huì)打破以上桎梏。

    據(jù)寧德年代公布的信息：第一代鈉離子電池的單體能量密度為160Wh/kg;在常溫下充電15分鐘，電量就可以到達(dá)80%，具備了快充才能。換言之，鈉離子電芯集成到電池體系后，體系的能量密度仍可達(dá)128Wh/kg。這個(gè)數(shù)據(jù)雖不如現(xiàn)有的磷酸鐵鋰電池，但距離并不大。并且第二代鈉離子電池將有望到達(dá)200Wh/kg，快速補(bǔ)齊能量密度短板。

    更具意義的是，鈉離子自身對(duì)溫度不敏感，熱安穩(wěn)性體現(xiàn)優(yōu)異，在零下20°C低溫的環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率，超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。既不像鋰離子電池那樣熱一點(diǎn)冷一點(diǎn)都受不了，乃至動(dòng)不動(dòng)就自燃爆炸。華金證券在研報(bào)中指出，鈉離子電池的負(fù)極可以用金屬鋁箔作為集流體，雙鋁集流體不存在過(guò)放電問(wèn)題，相對(duì)安全。

    鑒于鈉離子電池出產(chǎn)尚未規(guī)劃化，寧德年代也給出了一個(gè)A+B的解決方案：一個(gè)電池包里，既有鋰離子電池模組也有鈉離子電池模組，將兩種電池按必定的比例和排列進(jìn)行混搭，串聯(lián)、并聯(lián)集成，經(jīng)過(guò)BMS(電池?zé)徂k理體系)進(jìn)行不同電池體系的均衡控制，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

    優(yōu)勢(shì)2：下降造車本錢和價(jià)格

    在質(zhì)疑聲中，寧德年代投入上百億元研制鈉離子電池，除了在能量密度和安全性的平衡點(diǎn)外，還有一個(gè)要害：擺脫原資料本錢的掣肘。

    曾毓群本年5月放言“搞一個(gè)鈉”之時(shí)，電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格正一路猛沖，7月底每噸已破10萬(wàn)元大關(guān)，動(dòng)力電池企業(yè)的產(chǎn)品毛利率持續(xù)下滑。除了價(jià)格暴升，鋰的全球供應(yīng)鏈的安穩(wěn)性也讓人不安。記者留意到，由于鋰電池短缺、原資料上漲問(wèn)題已開(kāi)始向下流傳遞。多家電池供貨商紛繁發(fā)出調(diào)價(jià)函，調(diào)高電池價(jià)格，后續(xù)或帶動(dòng)新動(dòng)力轎車價(jià)格上漲。為了緩解“電池荒”，許多動(dòng)力電池工業(yè)都在擴(kuò)產(chǎn)，寧德年代現(xiàn)在也在擴(kuò)大產(chǎn)能，但曾毓群指出，這個(gè)進(jìn)程短則需2~3年，長(zhǎng)則3~5年。

    相對(duì)而言，鈉資源更豐厚、價(jià)格更低。華金證券的研報(bào)表明，自然界的鈉資源存量約為鋰元素的1000倍;鈉離子電池工業(yè)化后本錢較低;依照正極資料、負(fù)極資料、電解液、隔膜、集流體等本錢預(yù)估，鈉離子電池的本錢比鋰離子電池的本錢削減30%~40%。

    乘聯(lián)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)崔東樹(shù)告知記者，動(dòng)力電池占整車本錢的四五成左右，一旦本錢能下去，整車價(jià)格也將更加實(shí)惠。若寧德年代牽頭，完善了其工業(yè)鏈并開(kāi)始大規(guī)劃量產(chǎn)，那么鈉離子電池在資料本錢上的巨大優(yōu)勢(shì)將敏捷映射到相關(guān)工業(yè)之上。

    疑問(wèn)：資料便宜不必然構(gòu)成低本錢

    "鈉離子"當(dāng)下似乎風(fēng)頭正盛，但何時(shí)能量產(chǎn)裝車，才是更具有現(xiàn)實(shí)意義的工作。事實(shí)上，對(duì)鈉離子電池持觀望態(tài)度的業(yè)內(nèi)人士并不少。國(guó)內(nèi)一家新動(dòng)力主機(jī)廠的車型研制負(fù)責(zé)人認(rèn)為，當(dāng)時(shí)鈉質(zhì)料用于動(dòng)力電池仍面對(duì)許多應(yīng)戰(zhàn)，譬如當(dāng)時(shí)工業(yè)鏈不完善，僅憑寧德年代“孤軍獨(dú)戰(zhàn)”，有或許形成鈉離子電池的本錢乃至比鋰電池還高。

    對(duì)此，寧德年代也給出了時(shí)間表：2023年有望將構(gòu)成基本工業(yè)鏈。“第一代鈉離子電池現(xiàn)已開(kāi)始了與車企和儲(chǔ)能客戶進(jìn)行商業(yè)化合作。”曾毓群表明，未來(lái)3~5年內(nèi)鈉離子電池工業(yè)將會(huì)具有成熟的工業(yè)鏈，屆時(shí)本錢優(yōu)勢(shì)便會(huì)顯現(xiàn)。基于鈉鹽龐大的儲(chǔ)備量，未來(lái)價(jià)格也不會(huì)出現(xiàn)相似鋰電池的質(zhì)料價(jià)格高漲。

    記者也留意到，在國(guó)內(nèi)，除了寧德年代，現(xiàn)在只要個(gè)別中小企業(yè)在鈉離子電池方面“有所作為”。如中科海鈉上一年9月完結(jié)鈉離子電池的量產(chǎn)，電芯產(chǎn)能可達(dá)30萬(wàn)只/月;格林美本年5月完結(jié)對(duì)鈉離子電池資料的研制，并送至下流客戶測(cè)驗(yàn);鵬輝動(dòng)力進(jìn)行了鈉離子電池樣品測(cè)驗(yàn)，預(yù)計(jì)年末批量出產(chǎn)。在全球，從事鈉離子電池工程化的公司也有20多家，包含松下、豐田、LG等巨子公司。不過(guò)，整體來(lái)看，當(dāng)時(shí)鈉離子電池的工業(yè)規(guī)劃仍然較小，大部分動(dòng)力電池的頭部廠商并未將重心放在鈉離子電池上。

    現(xiàn)狀：新動(dòng)力車迸發(fā)突破電池瓶頸是要害

    在碳中和的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)下，動(dòng)力電池迎來(lái)快速開(kāi)展時(shí)期。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)集邦科技猜測(cè)，2021年全球新動(dòng)力車的銷售量將到達(dá)435萬(wàn)輛，年增加率49%。一起，中汽協(xié)預(yù)估，2021年中國(guó)新動(dòng)力轎車總銷量將達(dá)240萬(wàn)輛。增加迅猛的新動(dòng)力轎車市場(chǎng)關(guān)于電池的需求量巨大，僅國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，本年前六個(gè)月動(dòng)力電池產(chǎn)量累計(jì)74.7GWh，同比增加217.5%?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)來(lái)看，鋰離子電池是當(dāng)仁不讓的“牛鼻子”。行業(yè)研究機(jī)構(gòu)彭博新動(dòng)力財(cái)經(jīng)近來(lái)發(fā)布的《新動(dòng)力展望》年度報(bào)告顯示，2020年，全球動(dòng)力電池產(chǎn)能只要100Gwh的量級(jí)，但到2030年，交通和儲(chǔ)能對(duì)鋰離子電池的需求將激增至5.9Twh，這意味著一個(gè)超萬(wàn)億元的新藍(lán)海洶涌而來(lái)。

    供需矛盾將逐步出現(xiàn)。高工鋰電曾發(fā)布猜測(cè)數(shù)據(jù)，跟著儲(chǔ)能和出行范疇的需求迸發(fā)，2030年，鋰資源的供求關(guān)系將趨于緊繃。美國(guó)銀行全球研究部的報(bào)告乃至猜測(cè)，鋰離子電池最早在2025年將面對(duì)斷供。與此一起，具有突破性的新式鋰離子電池的研制發(fā)展也不容易。如特斯拉正研制的新款46800鋰電池，采用了新的干法電極工藝，雖然稱能“6倍性能提高，本錢下降56%”，但馬斯克近期也坦言，這款電池現(xiàn)在只要90%的工藝發(fā)展順利，且僅能小規(guī)劃有限出產(chǎn)。

    我國(guó)未雨綢繆，現(xiàn)已從政策層面推進(jìn)新動(dòng)力儲(chǔ)能項(xiàng)目。6月末，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家動(dòng)力局共同發(fā)布《新式儲(chǔ)能項(xiàng)目辦理標(biāo)準(zhǔn)(暫行)(征求意見(jiàn)稿)》，直接叫停電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目。征求意見(jiàn)稿提出，要加速鈉離子電池等技能開(kāi)展規(guī)劃化試驗(yàn)演示。

    征求意見(jiàn)稿還規(guī)定，業(yè)內(nèi)儲(chǔ)能將不能用二手電池，電池的更新速度會(huì)加速。新建的電化學(xué)能儲(chǔ)能電站只能運(yùn)用新電芯，也將導(dǎo)致本錢的大幅度提高。在鋰電池原資料供需嚴(yán)重之下，此刻低本錢鈉離子電池的上臺(tái)，也算得上適逢其時(shí)，一旦其完結(jié)大規(guī)劃量產(chǎn)，將有望替代“二手電池”敏捷搶占國(guó)內(nèi)乃至海外儲(chǔ)能市場(chǎng)。

    未來(lái)：固態(tài)電池被寄予厚望

    除了鈉離子電池和鋰離子電池，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，動(dòng)力電池仍存在許多技能途徑，包含固態(tài)電池、燃料電池等，正如中汽協(xié)副總工程師許海所說(shuō)的：“未來(lái)仍存不確定性。”

    記者留意到，多種更安穩(wěn)的新形態(tài)電池業(yè)內(nèi)正在積極探索，如當(dāng)時(shí)不少車企押寶的固態(tài)電池。蔚來(lái)轎車在本年6月發(fā)布了自主研制的固態(tài)電池包，預(yù)計(jì)將在2022年第四季度完結(jié)商用化。

    LG動(dòng)力、松下等電池巨子猜測(cè)，2025年至2027年間，全固態(tài)電池就能完結(jié)商業(yè)化;大眾集團(tuán)、寶馬集團(tuán)也計(jì)劃到2025年就可以推出搭載固態(tài)電池的原型車。

    競(jìng)爭(zhēng)：車企加入“造電池”角逐

    當(dāng)時(shí)，動(dòng)力電池市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)正愈加劇烈，韓國(guó)的LG動(dòng)力對(duì)寧德年代“一哥”的市場(chǎng)占有率虎視眈眈，并曾在本年5月動(dòng)力電池裝機(jī)量時(shí)間短逾越寧德年代，成全球第一名。二線動(dòng)力廠商也在摩拳擦掌，中航鋰電正在敏捷擴(kuò)張電池版圖，這家在2018年全年裝機(jī)量還僅為0.71GWh的企業(yè)，到2020年已高達(dá)3.55GWh。除此之外，寶馬、吉祥、長(zhǎng)城、比亞迪等傳統(tǒng)車企也在自建動(dòng)力電池工廠，和電池供貨商“搶”市場(chǎng)。長(zhǎng)城轎車近來(lái)發(fā)布了一款自研的“大禹電池”。有的車企則經(jīng)過(guò)與動(dòng)力電池廠商完結(jié)深度綁定以鎖定產(chǎn)能，如戴姆勒入股賦能科技，大眾入股國(guó)軒高科，以此解決被動(dòng)力電池廠商掣肘的本錢問(wèn)題。廣州日?qǐng)?bào)　作者：鄧?yán)?br />
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    新動(dòng)力轎車　動(dòng)力電池

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