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三元锂霸占七成电池市场 磷酸铁锂被逼到墙角?

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图片来源:每经记者 孙桐桐 摄

特斯拉先后捧出两大全球动力电池冠军,先是松下,后是LG化学。无论是松下、LG化学,还是刚被LG化学抢走全球第一的宁德时代,皆在三锂电池领域加速前进。

目前,三元锂电池一骑绝尘,研究机构EVTank最新的数据显示,今年1~4月,国内三元锂电池(NCM,正极材料为镍钴锰三种材料)装机量占比升至72.87%,而磷酸铁锂电池(LFP)的装机量进一步跌至22.93%,锰酸锂电池(LMO)以及其他电池加起来占的比例不足5%。这与前几年的动力电池格局明显不同,就在2017年,磷酸铁锂电池与三元锂电池的装机量占比分别是49.61%和44.69%,但次年前者就被后者赶超,且差距逐年拉大。

随着三元锂电池的装机量扩大和技术提升,价格快速下降,例如三元锂电池的电芯价格在短短几年内从3元/瓦时跌至目前与磷酸铁锂电池相差无几。伊维经济研究院研究部总经理吴辉在近日接受第一财经记者采访时称,今年以来,磷酸铁锂电池的电芯每瓦时六七毛钱,三元锂电池的电芯在七八毛钱左右,而有的公司给战略客户供应的三元电芯甚至也就六毛多的。

未来,谁将在新能源汽车之争中胜出,作为新能源汽车“心脏”的动力电池将是关键因素之一,而动力电池的竞争力又与成本密不可分。

价格战升级

今年以来,特斯拉携松下、LG化学和宁德时代三家电池供应商来袭,国内新能源车企纷纷推出新的电池技术迎战。三元锂电池快速崛起,这让以磷酸铁锂电池为主的比亚迪等企业压力陡升。因此,比亚迪日前推出新一代磷酸铁锂电池——刀片电池,其能量密度上比传统铁电池提升了50%,成本下降30%。5月13日,比亚迪旗下首款搭载刀片电池的纯电动车型汉EV在欧洲首发,并计划6月底将在中国上市。

尽管比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙声称众多汽车品牌都在和比亚迪探讨基于刀片电池技术的合作方案,但至于刀片电池能否挡住三元锂电池的“杀戮”,业内存在不同的声音。

吴辉直言,他从长远来看更看好三元锂的发展空间。

“磷酸铁锂电池在短期内依然占有成本优势,而新能源车补贴延长两年,这对磷酸铁锂电池而言也是利好。磷酸铁锂电池的市场份额在短期内将可能反弹,比如特斯拉将采购宁德时代的磷酸铁锂电池用于低续航的国产电动车上。不过,从能量密度等方面看,磷酸铁锂电池始终有其局限性,其要达到200Wh/kg已非常难,而三元锂可以突破300Wh/kg以上。从安全方面而言,当前磷酸铁锂电池比相对活跃的三元锂电池安全些,但通过材料、工艺、设计等方面的努力,三元锂电池的安全性也可提升。此外,随着三元锂电池的技术和规模加速发展,其未来的降价空间将可能大于磷酸铁锂电池。”吴辉如此认为。

对于两种技术路线未来的发展前景,多条腿走路的宁德时代或许更有话语权,但其给出的答案较“含糊”。在近日举行的2019年度业绩说明会上,被投资者问到对特斯拉的供货产品会是磷酸铁锂还是MCN811的三元锂电池时,宁德时代方面的回应是,该公司与特斯拉的技术团队很早就有沟通对接,供货时间大概是今年的下半年,供货不限于磷酸铁锂或者三元锂,具体供货产品取决于市场需求。至于CTP电池包(CelltoPack,无模组动力电池包)技术是否会从磷酸铁锂电池上延伸到MCN811的三元锂电池上,宁德时代方面称,电池的创新由结构部分和化学体系部分组成的,CTP属于结构创新,不管是磷酸铁锂、811还是将来的新体系,都可以在CTP上实现。宁德时代自主设计电池包的能量密度可以做到250Wh/kg以上。

宁德时代方面还称,电池长期价格和利润水平主要取决于成本和市场格局,预计随着新能源补贴政策退坡、技术进步等,锂电池价格将会呈现下降的趋势,但降幅会逐渐减缓。未来行业的主要竞争力应体现在产品质量、安全性、研发投入及规模化效益等方面。

宁德时代和比亚迪分别在电池结构上通过CTP技术和刀片技术加快降低成本。此外,宁德时代、长城旗下的蜂巢能源等企业在发力无钴电池,在材料上寻求突破。当前,无钴电池的概念受追捧,磷酸铁锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、干电池+超级电容均属于无钴电池。大东时代(深圳)信息咨询有限公司总裁罗焕塔接受第一财经记者采访时表示,少钴或者无钴是动力电池的趋势,原因之一就是钴的金属价格偏高,不利于成本下降。

“含金”电池如何商业化?

新能源汽车要从燃油车口中夺食,势必要加快降低电池成本,不过,也有车企逆道而行,偏偏选择堪比金价的材料。近年来,越来越多企业加入石墨烯电池研发制造阵营。其中,广汽集团经过6年研发,逐步掌握具有自主知识产权的三维结构石墨烯(3DG)材料的制备和应用技术。广汽新能源方面近日称,基于广汽三维结构石墨烯(3DG)材料而研发的“超级快充电池”已经完成电芯、模组、电池包样件的测试工作,并搭载整车进行了装车大功率充电测试。据测试,“超级快充电池”仅需8分钟就可以将电池充电至85%,充电时间与传统燃油车的加油时间相当。今年底,石墨烯电池量产研发工作终于从实验室走向实车,广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。

石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。石墨烯材料因具备超轻、超高强度、超强导电性等特性,被认为是提高电池充电速度、推动动力电池技术进步的重要技术。不过,对于车企而言,要让真正的石墨烯电池变成新能源汽车的“心脏”,亟须攻克技术和成本等多重难关。石墨烯体积能量密度低,加上搅拌涂布等工艺难,分散等也存在一些问题,更重要的是,一克石墨烯动辄几百元,价格与黄金媲美甚至比黄金贵,消费者是否会埋单?真正的石墨烯电池能否从实验室走向商业化,这备受质疑。业内普遍认为,石墨烯更多是作为导电剂和添加剂在锂电池中应用。罗焕塔认为,石墨烯作为动力电池主材料可能性不大。云杉智慧总裁徐征鹏也谈到,此前一些企业号称已可以量产石墨烯电池,那只不过是以偏概全而已,目前真正的石墨烯电池还是太奢侈了,很难实现量产并推向市场。

石墨烯电池要挑战“黑金”价高难题,而比石墨烯电池先走出实验室的氢燃料电池则要克服“铂金”价高难题。从上世纪90年初研发氢燃料电池的丰田,至今在这一领域已深耕近30年。丰田在2014年将被称为“终极环保车”的氢燃料电池量产车推向市场,但几年下来累计销量也不过1万辆左右。而2019年,全球范围内燃料电池乘用车销量仅有7500辆。氢燃料电池车难以突破规模的瓶颈,除了氢燃料运输以及氢站基础设施建设等难题外,与氢燃料电池成本也密不可分。尽管目前丰田的氢燃料汽车成本比2008年大约降低了95%,但氢燃料电池的催化剂用的是铂金,而铂金存在产量低和价格贵两大问题,丰田一直努力降低铂金的含量以及寻找新材料来替代。

未来的动力电池之争,并不囿于三元锂电池与磷酸铁锂电池之间,虽然石墨烯、氢燃料等电池商业化还有较长的路要走,甚至因曲高和寡而未必成为主流,但新技术和新材料层出不穷,将会不断改变电池现有的格局,性价比、产品的安全可靠性、产品质量稳定性、能量密度、充电速度、循环寿命等,成为不同电池技术路线之间较量的重要指标。

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