锂电池原料暴涨,宁德时代、比亚迪们如何寻求动力电池突破口?

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电池的未来:超高续航“配方”与下沉市场的钠电池

如果只看锂电池,其未来的发展方向是比较清晰的,除了上文所说的结合车身结构进行“形变”的改进,还可以继续提高能量密度,改变电池的“质地”,优化现有产品的生产成本。比如正极材料的磷酸铁锂与三元材料之争,或是隔膜工艺与电解液溶质的选择,都是基于能量密度和成本的考量。

磷酸铁锂和三元锂是目前主流的两种正极材料,二者的优劣也很明显,磷酸铁锂电池寿命更长,更便宜,但能量密度较低;三元锂能量密度更高,但稳定性差,寿命也较短。

比亚迪的刀片电池和宁德时代的CTP技术本质上都是一种电芯成组方式的改良,用于磷酸铁锂电池后能够提高能量密度,在一定程度上弥补了磷酸铁锂的短板,这也是磷酸铁锂在当前被广泛采用的主要原因。

但是,三元锂的故事显然也还在续写中,并且有着在综合性能上再次超越磷酸铁锂的可能性。

三元锂的两种主流配方是镍钴锰(NCM)和镍钴铝(NCA),无论哪种配方,更高占比的镍元素是提高能量密度的关键,而钴的作用是抑制镍离子发生混乱,从而提高稳定性和延长寿命。由于钴是一种有毒的稀有金属,价格昂贵产量有限,所以有些企业已经开始开发低钴和无钴的“三元锂”。

比如,特斯拉一直致力于从降钴到去钴的研发,其目标是在下一代产品将钴含量降到3%。而长城旗下的蜂巢能源已经研发出无钴电池,并且在今年8月份量产装车。

三元锂安全性的提高不仅可以从改良正极材料的化学“配方”上着手,还可以改变电解液的物理形态,也就是将电解液从液态改良为半固态、再到全固态。固态电解质电池的特点是不容易泄露,可以使用锂金属负极,从而进一步提升能量密度,因此也是我国很多企业的研发重点。

例如,蔚来将于明年四季度量产的ET7,在发布会上蔚来宣称将采用一种半固态电池,容量为150kWh的半固态电池,能够让ET7的续航突破1000km。据天眼查APP查询,蔚来高级副总裁曾澍湘在卫蓝新能源担任董事,所以这项技术有可能来自卫蓝新能源。

无独有偶,1月13日,智己汽车宣布将全系标配93kWh和高配115kWh掺硅补锂电池,该电池拥有300wh/kg超高单体能量密度,实现在全架构带宽内近1000km的续航。

那么,三元锂在“固态化”之后是否将取代磷酸铁锂呢?事实上,电池的能量密度只是其中一个维度,在续航焦虑得以解决后,发力成本更低的电池技术反而更实际,也有利于电动车向下沉市场全面渗透。

据了解,比亚迪唐DM更换电池需要约6万元人民币,荣威eRX5更换电池需要约8万元人民币,蔚来ES8更换电池需要约10万元人民币。曾有报道,奇瑞在4S店更换电池的费用高达6.9万,而4S店同款新车售价却只有5.8万,换电池的费用竟然比买一辆新车还贵。

显然,对于现有主流电池的改良主要是提升能量密度,提高续航里程,而难以兼顾到成本优势,所以新势力通常都是中高端车型起家。

事实上,电池是关乎安全和续航的基本配置,无法减配,低端车型想降低成本不得不降低关乎智能化体验的配置,可如此一来,电动车相比成熟燃油车的优势就不够明显。也就是说,电池价格偏高是阻碍电动车市场下沉的一大原因。

在降低成本方面,钠电池是一个很不错的方向。因为钠元素储量丰富价格低廉,如果将来技术成熟,将很有可能进一步降低电池售价。更重要的是,钠离子电池的低温性能要远高于磷酸铁锂电池,有利于在寒带气候地区普及电动车。

据新能源汽车国家检测与管理平台披露,今年前三季度,东北地区已销售的乘用车中,燃油车占比高达92.8%,新能源汽车包括纯电动和插电式混合动力汽车共计占比2.8%。

事实上,目前我国新能源汽车主要聚集区域为江浙沪、珠江三角洲以及京津冀地区,新能源汽车不太受到东北地区人民的欢迎。原因很现实,一到冬天,电动车就变成了“电动爹”,出行半径大幅缩小。

此外,从新能源汽车主要销售地区也可以看出,当前电动车市场主要集中在消费能力最强的一线城市。

所以当前汽车动力电池的痛点很明确,一是贵,二是不耐低温。于是更便宜,更好低温性能的钠电池技术有了成长的机会,也有助于缓解整车厂因电池价格暴涨所导致的交付压力。

据前瞻产业研究院《中国钠离子电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示,中国已有包括宁德时代、欣旺达、中国长城在内的六家企业对钠离子电池进行产品开发并取得相关专利。

《报告》显示,宁德时代第一代钠离子电池的电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg。另一家电池企业中科海钠也在今年宣布,与华阳集团共同建设年产2000吨的钠离子电池正负极材料生产基地。

由此可见,在动力电池领域,我国不仅在当下处于全球领先的地位,既有比亚迪、宁德时代这样的巨头,也有众多“第二梯队”的企业在增量市场中寻求追赶的机会,以及多种电池技术突破的方向。

电池的故事远没有结束,车企对下沉市场的争夺在一定程度上取决于更廉价、更耐低温的电池技术突破。

Ps:谈擎说AI,左拐新能源汽车,右拐智能驾驶,有深度,有温度,作者郑开车,转载请保留版权信息。

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