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谈谈最近比较热门的固态电池
近日，获得德国大众及上汽集团等多家车企等投资的固态电池公司QuantumScape表示，其锂金属电池将很快应用到汽车和卡车上，引起产业圈和资本圈的重点关注。且Quantum Scape于今年11月上市。百灵研究特邀固态电池资深专家，就这个主题来做个深入解析。1. 为什么要发展固态电池续航里程是制约电动汽车发展的核心原因，提升续航里程主要靠提升电池能量密度，而锂离子电池能量密度主要是由正负极的材料体系决定的，现有正负极材料体系的限制下，锂离子电池包的极限能量密度难以达到要求。如果希望提高能量密度，需要更换正负极材料，比如负极用上锂金属，但锂金属负极对于电池的要求很高，也就因此有了固态电池。#插曲# 其实金属负极电池早于石墨负极电池锂电池早期就是锂金属负极+固态电解质材料，锂金属电池曾被Moli公司商业化。但锂金属在电池的充放电过程中会形成“枝晶”并快速长大，刺破隔膜造成内短路，使得电池内部热量急剧聚集、温度极速上升，最终会导致电池的起火爆炸。当时，在寻求解决锂枝晶问题时，发现石墨能缓解锂枝晶问题，锂离子电池由于石墨负极的发现，被日本sony推向市场。#插曲完#石墨负极适用于能量密度低的场景，如希望能量密度，就需要重新面对锂金属负极，解决抑制锂枝晶的问题。固态电解质有希望提高电池安全性。这也就是固态电池被大家关注的原因。2. 当前主流固态电池的实际情况当前主流液态电解质电池里，液态电解液占整个电池的质量分数15%~25%。现在通常所说固态电池，比如国内北京卫蓝、江苏清陶、宁波锋锂、台湾辉能等产品，实际上是固液混合电池，电解液含量在1%到10%不等。而严格定义的全固态电池是没有任何电解液的，也就是说电解液的质量分数占比为0，这种电池内完全由固态电解质作为导体介质。3. 固态电池优缺点3.1 优点1) 高安全性：固态电解质比液态电解液的燃点高很多，不易燃且不会发生流动和渗漏。2) 提升能量密度：固体形态可抑制锂枝晶的生长，能够使锂金属负极成为可能。锂金属负极电池能量密度能够提升35%以上，如果用高镍三元NCM811作为正极，电池能量密度就可达500Wh/kg以上，用磷酸铁锂做正极，电池能量密度也可以达到300Wh/kg以上。3) 减少活性物质，提升能量密度：锂离子电池两面在同一个集流体里，一个是正极，一个是负极，因此它的内部必须是并联，需要有外部的串并联装备，所以有一部分非活性的成分。但固态电池可以用双极技术在电池内部直接串联；不需要非活性成分，也不需要冷却系统，由于固态电池去除了非活性成分，固态电池能量密度能够提升很多，提升40%的空间。4) 使得柔性化成为可能：固态电解质不怕渗漏也不怕损坏，电池可以实现拉伸幅度300%以上。这种可弯曲的电池可用于可穿戴及形变量很大的地方。3.2 缺点1) 界面阻抗增加，导致体积变化大：固态电池正负极因无电解质，通过面与面接触实现快速的导锂，会增加界面阻抗，使得能量消耗在内部且无法实现快充。且正极和负极充放电过程中体积是变化的，在达到10%以上。基于此，在电池循环的过程中，固固界面的接触存在一个很大的问题。这也导致了固态电池量产难度加大，还不能像锂离子电池一样迅速产业化。2) 成本高昂：由于产业尚处于初期，所以固态电池材料成本较为高昂，如典型氧化物固态电解质材料——锂镧锆氧（LLZTO），目前售价为200美元/公斤，而如果是硫化物，更前沿一些的锂硅磷硫材料或锂磷硫材料，价格均在10万美金/公斤以上，成本非常高昂。4. 固态电池主要的技术路线及分类（更正：图中氢化物实际为氧化物）目前全固态锂电池主要分为4种不同的技术路线：1）薄膜全固态：正、负极、固态电解质都非常薄（厚度为微米级别），通过化学气相沉积（CVD）或者物理气相沉积（PVD）的方式来实现，这种技术路线电池容量小，能量密度较低（因为总体容量较低）。但循环性较好，适应高电压，典型代表如LiPON的薄膜固态电解质材料，主要用于电子器件等高精尖的产业，也可能应用于对安全性能要求高的场景，但不适用于电动汽车、无人机、航空航天设备等场景。2）聚合物全固态：材料体系主要是聚环氧乙烷（PEO）体系。主要优点是容易加工，可以制备大容量电芯、机械性较软，各项性能和目前使用的电解液（本质是有机溶剂）有类似之处。因此生产线基接近于聚合物固态电池生产线，所以是最容易利用现有的设备通过改造实现量产的固态电池。主要缺点：1） 离子电导率最低，必须加热到60或85℃以上，离子电导率才会提升，接近10-3 S/cm，2） 容易短路（由于聚合物较为柔软，因此锂枝晶容易穿透固态电解质，造成短路）；3） 能量密度有局限，由于聚合物是有机物，电化学稳定性不好，跟磷酸铁锂兼容性好，跟三元兼容性不好，导致能量密度无法提升。3）氧化物全固态：导电率高于聚合物，氧化物的离子电导率可达到10-4~10-5 S/cm，通过掺杂能够达到10-3 S/cm的级别，所以可以在低温下实现导锂，而且可耐受高电压，比聚合物明显在高电压下更稳定。典型的代表有锂镧锆氧、LAGP、LATP这些氧化物材料。主要缺点：1）氧化物的机械性能坚硬，如果用其制作电解质片，较容易脆裂；2）固-固接触也不是太好，造成大容量电芯很难制备。但就目前国内来说，氧化物体系最为流行。例如以卫蓝为代表的国产品牌等多使用氧化物作为电池材料。4）硫化物全固态：硫化物本身的离子电导率最高、接触性又好，所以它整体的离子电导率性能非常好。是全固态电池未来最可能的技术路线。但该产品产品价格非常高、空气稳定性较差。硫化物在空气中，尤其是与水接触后，直接就产生H2S，H2S不仅有毒，而且也有臭味。这是使用中的最大问题，限制了它的广泛应用。5. 国内外主要固态电池公司以产业化进度根据产业链调研，固态电池将在2025年逐步实现商业化，在2030年成为动力电池主要技术路线。在此背景下，世界上主要国家均在大力布局该领域：1）欧美主要包括Cymbet、Quantum Scape、SolidPower、Polyplus、24M、 Sakti3等公司：Cymbet：美国的一家薄膜固态电池公司，做薄膜全固态；24M：麻省理工蒋业明教授创立（A123创办者），目前做的是半固态的概念，把正负极都做厚。与英国戴森合作的Sakti3。曾经比较辉煌，目前已经倒闭，但曾经比较辉煌。Quantum Scape：近期比较热门的公司，且已在美股上市，已获得大众、德国大陆及国内上汽集团等车企的投资；美股SEEO公司，获得德国博世的投资德国宝马自己在做固态电池。2）中国目前中国宣称做固态电池的有很多，比如清陶、卫蓝、赣峰锂业、无锡海特等。且CATL等电池龙头企业均在大力研发固态电池，但未对外大规模宣布。此外，上汽、国轩高科等都在做。3）韩国韩国主要有三家，现代、LG化学、三星。三星2020年3月份时候在Nature Energy上发表了1000多循环的硫化物全固态电池，这也是目前公开数据中最好的硫化物全固态电池。4）日本日本投入固态电池的公司非常多，而且现在基本都是联合开发，像丰田、松下、日立、NGK，都在一起做硫化物的全固态电池。6. 固态电池的应用展望日本日立公司在2017年开始做硫化物全固态电池，2019年供给航空宇宙飞船。所以从近期来看，固态电池可能应用于军工、高精尖设备以及一些略显小众的市场。到中2025年、2030年的目标则是新能源车动力电池的市场。将来能量密度和安全性进一步提升以后，就会应用到电动船舶、电动飞机等运输行业。如果成本降到一定程度的话，也会进入消费电子如手机电脑等市场。另外像航空航天国家安全以及大规模储能这种技能领域，会随着能量密度的提高和成本的降低逐渐覆盖。
来源：百灵研究
UBMC电池管理云服务可实时测量电动汽车的电池状态
据外媒报道，松下公司将提供一种基于云的全新电池管理服务，称为UBMC(通用电池管理云)服务。该服务可以利用专业电池知识和专有人工智能技术，实时确定各类电动出行工具中的电池状态，以确保安全使用。（图片来源：松下）为了应对全球变暖等问题，交通工具的电气化步伐正在加快。然而，使用电动出行工具时，由于剩余电量的显示值经常不准确，有时会出现意外断电。此外，因为无法实时测量电池变化状态，用户可能会错过更换电池的最佳时间等。为了解决这些问题，松下利用其在电池开发过程中积累的数据和专业知识，以及人工智能和云技术，开发了UBMC服务。这项服务可以明确并定量分析运行状态，从而实时监控电池，实现问题可视化。这将有助于运营商解决电池问题，让用户更加安心地使用电动出行工具，为社会安全做出贡献。UBMC服务具有以下优势：1.准确评估电池状态，防止突然断电。松下利用其电池开发特长，开发了一种全新评估技术。该技术基于人工智能，将云端收集的电池日志作为机器学习数据，为各类电池创建高度精确的SOC评估模型。在使用电动车辆时，用户可以通过手机应用程序，准确测量剩余电池电量，从而防止意外断电。2.远程监控，优化电池运行状态。通过UBMC应用编程接口(API)，利用远程管理电池运行数据，可以实时查看各类电动车辆的电池状态。因此，电动汽车制造商的客服部门可以通知用户更换电池的理想时间，而共享服务商则可有效管理充电操作。3.可更新功能带来全新出行体验。通过准确评估电池状态，了解剩余电量，用户可以根据地图信息，确定他们能从当前位置继续行驶的距离。该服务还可以根据用户的目的地和中转站，推荐最为方便的充电站或更换电池的地点，通过这种方式不断更新功能，提供全新出行体验。
来源：盖世汽车新能源
大众在欧洲或需要40座电池厂
中国储能网讯：据外媒报道，大众首席执行官赫伯特·迪斯（Herbert Diess）表示，若欧盟的绿色协议获批，计划大规模生产电池，该公司在欧洲或将需要40座电池工厂。 迪斯认为，电池从传统上来说虽是供应商生产的产品，但这不是一定的。特斯拉就开始自主生产电池，这不仅使该公司能够掌控电池生产方式和质量，还大幅降低了成本（降幅达69%）。 迪斯表示，如果电动车持续受到消费者欢迎，大众将需要更多的电池，并可能采取与特斯拉一样的商业方式。他解释道：“如果欧盟通过了绿色协议，目前欧洲的电池厂将仅能覆盖大约5%至10%的需求。我们在欧洲将需要40家大型电池厂。” 绿色协议规定，到2025年，欧盟将有约1300万辆电动车上路。这将为欧洲各市场带来100万座公共充电站，使欧洲成为全球驾驶电动车最友好的地区。迪斯是对的，车企们未来需要电池。 迪斯表示，大众正与瑞典电池制造商Northvolt在德国萨尔茨基特（Salzgitter）打造一座电池厂，“这是一家创新、年轻、目前规模仍较小的一家公司，大众仍然在试图解决整个运营过程中的物流问题。但对于德国大型供应商来说，这是一个易控制的小问题”。 10年前，迪斯曾向中国消费电子产品锂离子电池领域龙头企业ATL的负责人提问，是否会向电动汽车电池领域转型，当时迪斯得到的答案是否定的。而2011年，ATL的创始团队二次创业，创立了宁德时代。 上月，大众表示正将对电动车和自动驾驶汽车技术的投资从去年的600亿欧元提高至约730亿欧元（约860亿美元），达到该公司截至2025年1500亿欧元预算的一半。到2030年，大众将在欧洲、中国和美国生产约2600万辆纯电动车。
来源：盖世汽车网
十大趋势看2020动力电池产业“变迁”（下）
《十大趋势看2020动力电池产业“变迁”（上）》主要分析了中国2020年动力电池产业发生的一些重大变化或趋势。此文将分析国际动力电池产业的一些变化，且看下文：欧洲电动化热潮与动力电池新基建2020年，欧洲电气化释放巨大的动力电池市场增长空间，欧洲动力电池产能竞赛如火如荼。一方面，包括大众、宝马、戴姆勒、PSA、沃尔沃等主机厂都制定了明确的电气化目标，未来几年将每年产生至少数百GWh的动力电池采购需求。另一方面，为抢夺欧洲动力市场，中日韩以及欧洲本土电池企业都在加快其欧洲电池工厂建设，欧洲电池市场竞争一触即发。欧洲动力电池新基建背后，是由于欧洲本土缺乏动力电池大规模制造和供给的能力，中日韩电池企业积极布局欧洲市场，给欧盟及欧洲新能源汽车产业产生了巨大的压力和挑战。目前，韩系电池企业在欧洲市场占据主导地位，LG化学、三星SDI和SKI都在积极加码其欧洲动力电池产能，进一步巩固其竞争优势。不过，随着中国动力电池企业的崛起，韩系电池企业独霸欧洲市场的局面逐渐被打破。多家中国电池企业相继在欧洲建厂并获得了欧洲主机厂的巨额订单，对韩系电池企业直接产生了挑战。值得注意的是，不管是韩系还是中系电池企业，对欧洲新能源汽车产业长久发展而言都不是最佳选择。从国际车企的供应链需求看，根据不同项目不同车型，选择两到四家核心动力电池供应商已成趋势。因此，导入欧洲本土电池供应商且进一步提升本土供应占比，将成为欧洲主机厂电气化的战略目标。为摆脱进口依赖，欧洲正在加大对本土动力电池产业的投资，意图构建一个覆盖上游原料-四大材料-电池-整车制造-电池回收的产业链闭环。欧盟委员会副主席马罗斯•塞夫科维奇表示，到2025年，欧盟将能够生产足够的电池来满足欧洲汽车工业的需求，欧洲将实现动力电池自给自足且具备出口的能力。欧盟预计到2025年，欧洲汽车电池产业链规模估计将达到2500亿欧元（约合人民币19565万亿元）。目前，欧洲有至少15家大型电池工厂正在建设当中，但绝大多数为中国和韩国电池企业投资的项目，欧洲本土动力电池企业数量和产能规模仍处于竞争弱势。在此情况之下，欧洲想要在短期内彻底摆脱对亚洲电池的进口依赖，仍面临着巨大的压力和挑战。国际主机厂加速“触电”全球电动化市场启动前夜，国内外主机厂都在加紧储备“粮草”，抢夺优质电池产能，保障电池供应稳定成为各大主机厂电气化推进的前提。一个显著变化是，进入2020年来，国际主机厂在动力电池领域的布局动作明显增多。国际车企对于动力电池的要求，已经不单纯停留于供应关系层面，通过资本战略入股甚至收购的方式进一步巩固彼此合作，以此保证未来的稳定供应，已经成为越来越多车企的选择。今年5月，大众斥资90亿元成为国轩高科第一大股东，成为第一家控股中国电池企业的国际车企；7月，本田确定以37亿元入股宁德时代，占其1%股份，这是继去年2月敲定56GWh合作订单之后双方合作的又进一步；同月，戴姆勒以9亿元拿下孚能科技3%股份，二者曾于2018年签署过电池供应长期订单。通过入股电池厂和签订长期供应合同，锁定核心供应商，成为了国际车企保障其电池供应稳定的主要路径。不过，锁定核心供应商的之余，国际车企也在建立更加多元化的电池供应体系。一方面，在确定其“一供”之后，国际主机厂在全球范围内进行筛选，针对不同地区不同车型探寻更多的优质电池企业配套。例如，宝马导入宁德时代和Northvolt；特斯拉导入LG化学和宁德时代；现代汽车导入SKI和宁德时代等。另一方面，除了与电池厂合资建厂之外，自产电芯也成为了部分主机厂提升其核心竞争力的重要手段。2020年，特斯拉发布无极耳4680电池，并计划在柏林建设年产100GWh的电池工厂；福特表示将考虑自产动力电池电芯等。近年来，主机厂自建工厂自产电芯的传闻此起彼伏，其目的是为掌握动力电池核心技术，降低对电池供应商的采购依赖，进一步降低电池成本。中国锂电企业集体出海2020年，欧洲电动汽车市场快速崛起，带动中国锂电产业链企业集体出海布局。在主机厂方面，瞄准日益增长的欧洲电动汽车市场，中国主机厂积极开辟海外战场。包括爱驰、小鹏、上汽、东风、吉利等主机厂在2020年都向欧洲批量出口电动汽车，同时还有更多主机厂计划进军欧洲市场。与中国主机厂出海抢市场相比，中国动力电池企业和材料以及设备企业的出海布局更有深意。一方面，欧洲电气化进程加速和欧洲动力电池产能扩充，给一批优质的中国锂电企业提供了良好的发展机会。包括宁德时代、蜂巢能源、孚能科技、星源材质、科达利、先导智能等企业都获得了欧洲主机厂和电池厂的巨额订单，带动中国锂电企业产品出海。另一方面，为进一步提升国际竞争力和满足欧洲客户就近配套供给的需要，中国锂电企业直接在欧洲建立生产基地，与日韩企业和欧洲本土企业展开正面竞争。目前，已经有一批中国电池、材料和设备企业宣布在欧洲建厂，同时还有更多中国锂电企业制定欧洲建厂计划，中国锂电供应链出海已渐成趋势。不过，中国锂电企业欧洲建厂背后也面临着诸多挑战。除了要应对欧洲严苛的环保法规、专利纠纷以及企业文化冲突之外，还面临着产业配套缺失、市场竞争激烈、投资成本高昂、产品价格和毛利率下滑等风险。起火事故频发引发全球召回2020年，国内外新能源汽车起火事故频发，进而引发大规模召回。在国内，国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心的数据显示，截至今年上半年国内已累计召回新能源汽车141次，召回数量84.05万辆，其中较多涉及新能源汽车火灾问题。其中仅在10月份就召回新能源汽车53459辆，占10月召回总数的37%，召回品牌包括特斯拉、威马、浙江豪情等6家，召回原因涉及车辆软件、零部件以及动力电池的质量和性能问题。在国外，通用、宝马、福特、现代等多个国际车企在两个月之内相继宣布召回合计近20万辆新能源汽车，召回原因在于动力电池存在质量缺陷，存在起火风险。上述四家车企的电池供应商为LG化学和三星SDI，在大规模召回危机下，后期不排除有其它搭载LG化学和三星SDI电池的主机厂也因电池质量问题而陷入起火召回事故中。在上述一系列新能源汽车召回事故中，有多起原因直指动力电池，这除了让主机厂品牌形象受到负面影响之外，也会让配套的动力电池企业在品牌形象、经济损失及战略目标等方面都遭受打击，给其它电池企业敲响安全警钟。特斯拉效应凸显一直以来，特斯拉的电动汽车生产和电池供应都依赖其美国工厂，且相对封闭的动力电池供应体系也对其电池车销量增长产生了阻碍。进入2020年，特斯拉上海超级工厂的建成投产以及先后导入LG化学和宁德时代等新电池供应商，不但提升了特斯拉的综合竞争力，同时对其电池供应商背后的供应链产生了重大影响。受国产Model 3产销量持续增长带动，LG化学和松下在2020年进入国内动力电池装机电量排名TOP10。LG化学甚至因此超越比亚迪排名第2，仅次于宁德时代，主要供应21700高镍电池。与此同时，宁德时代也从9月开始正式为特斯拉供货LFP电池，并配套Model 3出口至欧洲市场。特斯拉国产化背后是其零部件国产率不断提升，LG化学和宁德时代给特斯拉电池供货持续增长，为进入这两家企业供应链的中国锂电材料和设备企业提供了良好的发展机会，进而推动中国锂电产业链的发展。近期，LG化学近日与特斯拉签订合同，将为特斯拉上海工厂生产的Model Y车型供应NCM电池，且该协议限定了供货范围在特斯拉上海工厂。这有助于进一步提升LG化学对特斯拉的电池供货占比。不过，Model Y车型的电池并非由LG化学独家供应，这意味宁德时代也有机会在后期供货国产Model Y。在国际市场，特斯拉与松下在今年6月签署了一份长达3年的定价采购协议，在2023年之前锁定了超级工厂的电池价格、产能及购买数量等内容，表明双方在电池领域的合作进一步得到巩固。同时，松下宣布将超级电池工厂的产能提升10%，并建设一条新的产线用于生产特斯拉最新推出的4680电池。很显然，受特斯拉电池汽车销量增长带动，上述三家电池企业的动力电池出货量也将出现增长，进而带动其背后供应链发展，形成特斯拉效应。值得注意的是，特斯拉效应也对全球电动化产生了一些影响。特斯拉的崛起正在倒逼全球主机厂加速转型电动化，进而将带动全球新能源汽车产业链的发展。目前，特斯拉正在加快其德国超级电池工厂的建设，该工厂计划于明年7月投产，开始为欧洲市场生产Model Y电动车，年产量将达50万辆。在此情况之下，特斯拉的供应商也有可能跟随其步伐落子欧洲，带动上游供应链出海。外媒报道称，松下正在探讨在挪威建设锂离子电池工厂的机会，业内分析认为松下此举或是考虑为特斯拉提供就近配套服务。
来源：高工锂电
十大趋势看2020动力电池产业“变迁”（上）
对全球动力电池产业而言，2020年发生了很多变化。从国际市场来看，2020年欧洲电动化浪潮加速到来开启欧洲动力电池产能扩充竞赛，欧洲成为全球动力电池产能建设的新基地，欧洲市场竞争快速升温。欧洲动力电池新基建也吸引了一批中国锂电材料和设备企业落子欧洲，为其欧洲客户提供就近配套服务，中国锂电产业链企业出海渐成趋势。受欧洲电动汽车市场大幅增长影响，2020年全球动力电池装机排名也发生变化，韩系电池企业发展势头迅猛。但同时，多家国际车企主力车型的接连召回，也让韩系电池企业陷入舆论漩涡。上述一系列变化表明，全球动力电池市场竞争正进入一个新的阶段，中国动力电池企业必须全面提升其综合竞争实力，走出国门与国际电池巨头同台竞争。从国内市场来看，2020年中国动力电池产业在市场、技术、资本、商业模式等方面也发生了诸多变化。在市场方面，国内动力电池市场竞争进一步加剧，月度装机排名剧烈波动，外资电池冲入前十，二三线电池企业市场空间进一步被挤压。不过，包括电动工具、电动两轮车、5G基站、电动船舶等其它细分市场却给众多锂电池企业打开了另一扇窗。在技术方面，2020年LFP电池在新能源乘用车以及其它细分市场广受欢迎，给LFP电池企业提供了良好的发展机会。此外，包括CTP、刀片、无钴等多个创新技术的出现也在助推新能源汽车市场从政策推动向市场需求转变。在资本方面，2020年锂电企业IPO浪潮来袭，科创板、创业板注册制开闸吸引大批锂电企业密集奔赴IPO，这表明众多锂电企业当前急需外部资金输血支撑。上述变化表明国内动力电池竞争格局较之前已经发生显著变化，行业加速洗牌，市场竞争进一步加剧，本土动力电池企业将面临更大的竞争压力和挑战。总体来看，2020年动力电池产业此起彼伏，充满机遇和挑战，全球化竞争进一步升级。产品、技术、产能、资本、供应链等将成为动力电池企业竞逐未来市场的关键。站在中国动力电池产业发展10年的尾端，眺望即将到来的下一个10年，锂电人需要坚定初心，修炼内功，熬过寒冬，迎接未来。对此，高工锂电对2020年动力电池产业的10大趋势进行了梳理分析，希望能助力业内人士看清行业发展得失，也为企业接下来战略的调整制定提供一定的外部参考。且看下文：一、LFP电池乘用车配套升温在补贴进一步退坡和电池技术突破双重作用下，LFP电池凭借其在成本和安全性方面的优势，在2020年新能源乘用车领域重新活跃起来。在国内，GGII统计数据显示， 2020年1-9月LFP电池在乘用车领域的装机电量已经超过去年全年，主要是受等配套LFP电池的爆款车型销量增长带动。包括比亚迪、特斯拉、北汽、长城、东风、上汽、奇瑞、长安、江淮、合众等主机厂都在2020年推出了LFP版的主力车型，预计后期将有更多主机厂推出LFP乘用车。在国际上，包括特斯拉、大众等国际主机厂或已经批量装机国产LFP电池，或入股中国LFP电池企业并合作开发LFP车型。后期或将有更多国际主机厂导入LFP电池。LFP电池重返中国新能源乘用车市场以及国际主机厂开始导入LFP电池，背后的逻辑是主机厂为进一步降低成本和提升安全性，这为LFP电池在新能源乘用车领域再次崛起提供了有利条件。此外，国际车企对LFP电池的兴趣度正在升温，表明中国特色的LFP技术路线正在打破长期以来全球市场上三元电池唱独角戏的局面。这为在LFP电池领域具备核心竞争优势的中国电池企业进军国际市场提供了良好的发展机会。二、新兴应用市场开启锂电池新机遇2020年，多个新兴市场向锂电池伸出“橄榄枝”，大批锂电池企业转舵积极开拓不依赖补贴的新兴应用市场。得益于成本不断降低和技术突破，锂电池正在更广阔的应用层面开始应用及替代。电动轻型车、5G基站、48V、电动工具、船舶、AGV、工程机械（AGV、叉车、矿卡）、飞机等领域，都在加快锂电池的渗透，吸引大批电池企业入场布局。锂电池企业积极进军细分市场背后，是动力电池市场竞争日益激烈，市场集中度持续提升，产品价格和毛利率大幅下滑，导致大批从数码、铅酸、储能领域甚至跨界而来的电池企业在动力市场步履维艰，急需寻找新的市场机会。而新兴细分市场可观的市场增量、产品价格以及付款条件等要素正好成为众多锂电池企业新的市场选择。例如，新国标下的电动两轮车“铅改锂”正在释放可观的锂电池市场需求空间，甚至吸引了包括宁德时代、比亚迪、国轩高科、力神电池、亿纬锂能等头部动力电池企业入场布局。在电动工具电池领域，国际电动工具电池巨头正在加快国产锂电池的导入，天鹏电源、亿纬锂能、海四达等已经率先抢占市场先机。总体来看，包括电动工具、5G基站备电、电动两轮车、电动船舶、工程机械、TWS、电子烟、48V等其它细分领域给锂电池开启了新的市场空间。上述领域的市场发展也将给锂电产业链上各细分领域的企业提供更多发展机会。三、锂电企业集体冲刺IPO进入2020年，中国锂电产业链IPO赛道略显拥挤，不断出现新选手。据高工锂电不完全统计，2019年至今，冲刺科创板、创业板IPO的锂电企业接近40家。其中，成功过会和上市的企业超过20家，IPO进程较前几年明显加快。除此之外，还有相当数量规模的锂电企业正处于上市辅导期或申报材料阶段，预计将在年内或明年正式启动IPO。大批锂电产业链企业冲刺IPO背后，是在补贴退坡、产能过剩和市场竞争加剧等多重压力之下，锂电企业普遍面临较大的资金压力。同时也是锂电企业发展壮大的必然选择。此外，资本市场对锂电产业链更加开放，科创板开闸、创业板试点等也给众多锂电企业密集IPO提供了有利的市场环境和发展机会。通过IPO增资扩产、降低制造成本、提升研发实力、增强资金实力，已经成为了优质锂电企业的重要出路。值得注意的是，在新一轮的IPO赛道上，锂电企业在企业自身、市场环境以及上市方向等方面都出现了一些变化。这主要体现在：各细分领域头部企业集中申报、材料/设备企业最多、锂电池企业单项募资最大、科创板最受追捧、IPO折戟项目增多等。四、动力电池技术创新多元化2020年，国内外动力电池技术领域出现了多个创新性变化，主要围绕降低电池成本和提升产品性能两大目标。具体来看，当前动力电池创新技术包括：无极耳、刀片/CTP/JTM等电池包集成方案；无钴、四元电池材料体系升级；“不起火”、“百万公里”电池等。和前几年相比，上述新型电池技术的出现表明当前动力电池市场正在从此前的传统走向创新，从政策推动向市场导向过渡。一方面，在补贴退坡和市场竞争加剧等压力下，当前动力电池市场主要向头部几家企业靠拢。新型电池技术体现出电池企业之间的技术差距，助力电池企业提升产品性能和降低成本，或将加速行业洗牌，进一步提升市场集中度。例如，宁德时代的LFP-CTP电池包已经在新能源乘用车、商用车以及电动船舶等领域批量应用，甚至开始登陆欧洲市场；比亚迪也借助其LFP-刀片电池正在与多家国际主机厂进行洽谈对接。另一方面，主机厂也在不断施加其在动力电池技术发展方面的影响力。各大主机厂开发专属电动汽车平台，整车正向开发需求明显，也对电池企业的技术发展产生显著影响。同时，主机厂也在涉足电芯研发，意图掌握动力电芯开发和量产能力，这也在倒逼电池企业持续进行技术创新。五、车电分离受捧渐成趋势在政策及市场的双重推动下，2020年国内换电模式持续升温。在政策方面，新补贴政策给予换电模式初步认可，换电车型不受新能源乘用车补贴前售价须在30万元以下（含30万元）规定限制。紧接着，作为新基建的重要组成部分，换电站首次写入2020年政府工作报告，将“建设充电桩”扩展为“增加充电桩、换电站等设施”。在市场方面，主机厂率先发力，包括北汽、蔚来、威马、吉利、上汽、东风、三一重工、北奔重汽、徐工集团等乘用车和商用车主机厂纷纷加入战局，推出换电车型或建设换电站。电池方面，宁德时代、国轩高科、瑞浦能源、LG化学、SKI等国内外电池企业迅速响应加持，配合主机厂开发标准化电池包，进一步加深与主机厂的战略合作。业内人士认为，换电模式有利于推动电池包的平台化、通用化开发，实现不同车型、不同电池技术路线的兼容，也能够实现规模降本。仍需注意的是，作为一种新的商业模式，换电模式依然存在车电分离法规不健全、电池标准不统一、换电站建设成本高昂、盈利模式待解等难题。
来源：高工锂电
蜂巢能源如何跑赢动力电池“耐力赛”？
站在中国动力电池产业新旧十年转折期，行业竞争格局依然存在巨大的不确定性。如果回看过去两年国内月度装机量TOP10排行榜，不难发现，除了前两名位置相对固定外，第3到第10的排位一直处于频繁波动状态。这一方面表明市场竞争正在变的越来越激烈和残酷，另一方面则释放出信号：市场座次尚未完全确定之前，对于新的入局者而言仍存机会窗口。过去的9月和10月，成立仅2年时间的蜂巢能源已经连续两个月进入装机量TOP10队列，这引发了外界的高度关注。“如何在不确定性中找寻确定，考验着所有动力电池参赛企业的战略判断与决策。对于新入局者而言，不仅要拼速度，更要拼耐力。” 12月3日，在蜂巢能源常州金坛工厂的一场“微型马拉松”后，蜂巢能源总裁杨红新向高工锂电表示，动力电池市场竞争雏形才刚刚形成，企业除了要看短期经营，更要从长远着眼，做耐力赛的准备。杨红新这么说，他率领的蜂巢能源也的确是这么做的。一天前，距离金坛100公里外的无锡，蜂巢能源举行了国内首个电池日活动，这场电池日上，蜂巢直接宣布无钴电池接受预定，同时还发布了果冻电池、冷蜂热失控系统性解决方案等多项创新科技成果。一系列极具前瞻性的技术和直指行业痛点的产品，蜂巢能源瞄准的是面向2020年后的新能源汽车市场。在电池日上，蜂巢还给出了极富野心的战略目标：2021年装机量冲击国内第三，2022年外部客户供货超过50%。2025年出货量预计41.6GWh。要跑赢这场耐力赛，真正完成既定战略目标，在杨红新看来，需要一系列组合能力，这涵盖了充分的研发储备、精准的客户定位、清晰的产品迭代战略规划、过硬的产品口碑、高效的生产和制造体系等各个方面。而这一系列组合能力背后，最为底层的驱动力在于创新。无法忽视的一个行业趋势是，无论是从终端应用市场需求，还是从供给侧的变革方向来看，动力电池领域的变革都已经迫在眉睫，基于材料、工艺、制造等各个层级技术创新将成为企业间竞争的关键变量。手握旧地图，永远找不到新大陆。作为新势力的蜂巢能源，极具技术创新和活力的基因，也将成为其跑赢耐力赛的关键。高工锂电观察到，蜂巢能源的创新基因，来自三个层面：一是，蜂巢作为新势力企业，没有受到固有传统的束缚和盲从，可以回归本质思考，这意味着，其在产品、制造、工艺等环节的创新不存在太大的业务包袱和内部阻力。二是，蜂巢能源本身极具包容和创新的企业文化，在内部，其通过引入多元化、国际化的技术与管理团队，培育了内部创新的“温床”。而在在外部，蜂巢通过与清华大学等国内外顶级科研成果转化、与西门子等产业链细分领域头部企业合作等方式来快速实现创新技术落地。三是，从市场竞争的角度来看，对于后来者而言，利用规模效应正面竞争并不现实，只有通过技术创新和生产工艺等环节的创新，才可能与头部企业进行错位竞争。以蜂巢能源电池日作为观察窗口，可以看到，其颠覆性的创新思路已经渗透到基础材料开发、工艺革新、智能制造升级等多个维度。在技术及产品研发层面，蜂巢能源此次电池日推出了涵盖材料、电芯、系统等在内的一系列创新产品。在材料层级：推出了单晶无钴材料和中镍高电压单晶四元材料NCMA，在电芯层级，蜂巢能源发布了“果冻电池”，这是一种应用了新型果冻状电解质的锂电池，具有高电导、自愈合、阻燃等特点，在几乎不降低电性能的同时阻止热扩散。图片在电池pack环节，蜂巢能源基于果冻电池的电芯基础上推出热阻隔电池包，通过泄压、喷发物控制、降温、报警、隔热等多种方式，来实现pack的安全防护，进一步防范动力电池热失控的风险。在系统监控层级，蜂巢能源开发出了“蜂云平台”，该平台通过对于超9万辆电动汽车的持续监控，分析数据超过16亿条，具备20多项监控项目。同时，该平台还导入了蜂巢能源与清华大学合作开发的电池内短路预警模型，在电池安全预警的准确率达到90.9%，并可以实现对于内短路提前2个月的预警，充分保障电池系统安全。在工艺和制造创新方面，蜂巢能源公布了包括AI容量预测、AI智能焊接技术、AI自放电检出和3.0叠片技术。其中，AI容量预测模型对于电池容量的预测率已经达到98%，有望替代电池分容工艺，而3.0叠片技术能够将速度提升至0.125秒/片，与卷绕生产工艺速度相当。此外， 蜂巢自主研发了干法涂布设备、工艺和粘结剂。其200平方米干电极实验室2021年1月使用，可实现5~10%电池性能提升，减少55%工厂占地面积。电池安全性提升；极片厚度提升，理论的能量密度将大幅提升。在制造效率的提升上，蜂巢能源工厂2021年可望每分钟生产15只电芯，2025年希望提升到每分钟生产60只电芯。电芯每GWH的设备投入预计可以降低20%。整合技术、集成技术，会使现在电芯生产从12个工序未来降到6~7个工序。与此同时，杨红新还透露，把芯片制备、饮料厂、造纸厂的思路逐步应用到锂电池上。在产品迭代战略规划上，基于电池日一系列新技术的应用，蜂巢能源将在明年推出GEN2.0 系列产品，该系列产品呈现长薄化、无钴化、快充化、强功率的特征，将全面覆盖电动化的市场主流车型。而在面向未来的电池技术储备上，电池日当天，蜂巢能源无锡118全球锂电创新中心正式投入使用。该中心包括一个先进自动化中试基地，一个分析实验测试中心和8个创新实验室（包括AI智能实验室，先进装备实验室、干电池实验室、固态电池实验室、材料设计实验室、材料仿真实验室等）。依托118全球锂电创新中心，蜂巢能源还在进行包括全固态电池、胶囊电池、自消气电池、混合正极材料等技术和产品的前期开发，探索面向未来十年的锂电行业新技术。杨红新表示，蜂巢能源的无锡118全球锂电创新中心，将会成为未来全球锂电行业的创新之源。
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