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反超松下,比亚迪坐稳全球动力电池第三位
全球动力电池行业最新月度排名出炉,宁德时代(300750.SZ)位居榜首,比亚迪(002594.SZ)则坐稳第三位。7月4日,韩国研究机构SNE Research发布全球动力电池最新统计数据,宁德时代1-5月的全球装机量为53.3 GWh,同比提高112%。宁德时代市占率达到33.9%,领先第二名LG新能源近20个百分点,稳居全球动力电池市场榜首。今年前5个月,LG新能源电池装机量增长率仅为7.9%,位列排行榜前十家企业的末位。LG新能源由LG化学电池业务分拆而来。今年1月,该公司完成首次公开募股(IPO),共募集约683亿元。数据来源:SNE Research 制图:王月伦比亚迪位列榜单第三位,其今年1-5月装机总量达到19 GWh,市占率超12%。去年全年,松下的动力电池装机量位居全球第三,比亚迪则位居第四。比亚迪在今年实现对松下的反超,前5个月的市占率领先对手近两个百分点。今年1月和4月,比亚迪单月装机量均超过了LG新能源,位列全球第二位。今年5月,比亚迪的装机量和LG新能源持平,并列榜单第二位。除宁德时代和比亚迪外,中创新航、国轩高科(002074.SZ)、欣旺达(300207.SZ)和蜂巢能源等四家中资企业入围全球前十,依次位列榜单的第七至第十名。这四家企业的装机量同比增速均超过100%,其中欣旺达增幅超过780%,成为前十名中增速最快的动力电池企业。数据来源:SNE Research 制图:王月伦中资动力电池企业已逐渐拉开与韩国同行的差距。今年1-5月,排名前十位的中资企业市占率升至55.8%,去年同期则为41.3%。今年1-5月, 韩国排名前三的动力电池企业市占率共为25.6%,较去年下降近九个百分点。除LG新能源外,SK-ON和三星SDI两家韩国企业入围榜单前十,分列第五和第六位。SNE数据显示,今年1-5月,全球动力电池装机总量为157.4 GWh,同比上升77.3%,已连续23个月呈增长态势。
来源:界面新闻
4680向左,刀片电池向右,麒麟电池全都要
众所周知的是,动力电池自出现以来,痛点一直集中于两个领域:安全性和续航。在2016年政策帮助市场选择了续航之后,以三元锂电池为代表的厂商PK掉了磷酸铁锂厂商迎来了春天。然而当补贴退坡、市场开启了自己的独立道路之后,用户们的要求就苛刻得多:既想要高安全性,又想要长续航。在电池技术迭代趋缓、短期材料无法出现根本性革命的情况下,动力电池角力的下半场中竞争的关键点已从材料转变为电池包的形态创新与工艺改善。2019年宁德时代发布CTP电池1.0,2020年比亚迪发布刀片电池,同年特斯拉发布了其4680电池,使得这场争战的关键点愈加清晰。昨天,酝酿已久的宁德时代麒麟电池(CTP3.0)终于姗姗来迟,并宣布将于2023年实现量产,再一次在业界激起了千层浪。在电池这个战场上,三足鼎立的局面以一种特殊的方式展开了。只不过,当下的情形显示的趋势是:4680向左,刀片电池向右,而麒麟电池则仍然保留其开放性与适配性,担当着带领锂电行业走向标准化的重任。1CTP3.0解决核心痛点本次宁德时代发布的麒麟电池采用的是CTP3.0技术,相较于传统“电芯-模组-电池包”三级结构,CTP技术能够省去或减少模组组装环节,将电芯直接集成至电池包或更大的模组,最终达到提高系统层级能量密度、降低成本的目的。据宁德时代官网,麒麟电池的体积利用率突破72%,能量密度可达255Wh/kg,在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量相比特斯拉的4680系统可提升13%。图源:宁德时代这些功能的实现来源于内部取消模组形态布置,减少横纵梁设计,使得电池包空间利用率提升。图源:宁德时代当然,正如开篇所言,当下的动力电池市场需要的是安全性与续航之间的平衡,仅提高续航能力并不能解决真正的痛点。针对这一问题,麒麟电池选择在两块电芯中间设计液冷板,使得电芯能够实现双面冷却,换热面积较原底部冷却方案扩大4倍,将电芯温控时间缩短50%,在电芯温度异常时极速降温,有效阻隔热失控。而热失控正是一直以来三元锂电池中最为关注的问题。相对来说,铁锂电池化学性质稳定,700-800℃时才会开始发生分解,而且产生的是分解反应,不会释放大量氧气。但三元正极超过180摄氏度就会开始分解,同时析出大量氧气,氧气与溶剂发生氧化反应产生大量的气体会导致箱体鼓胀,同时释放大量热量(冒烟),最终会导致可燃电解液喷出,造成汽车自燃。2013年,美国田纳西州的一辆特斯拉 Model S 的底盘撞到了掉落路面的拖车挂钩,车底部的电池包被挂钩刺穿,电池短路起火;同年,西雅图的一辆 Model S 撞击到路中央的金属物体,电池包受损,汽车开始自燃。因此,在结构简化的基础上,冷却板的设计是有效阻隔热失控现象的关键,也是麒麟电池能够实现续航与安全性之间平衡的主要原因。2主机厂一条道走到黑虽然宁德时代的麒麟电池通常情况下被拿来和4680电池以及刀片电池作比较,但事实上麒麟电池与它们之间仍存在着本质差异。无论是4680还是刀片电池,它们都是一次一体化的创新,是从电芯到pack的完全、全面的变革。2020年3月比亚迪推出其刀片电池,针对方形电芯采用扁平化和减薄的设计,成组时电芯可以直接充当电池包的结构件,提高电池的空间利用率。此外,刀片电池使用铁锂正极,并采用叠片工艺,能够在降低电池内阻的同时进一步提高能量密度。在针刺实验中,刀片电池无明火、无烟。特斯拉的4680大圆柱电池则在2020年9月推出,形态为圆柱状,相比其前代2170电池,直径直接翻倍,大尺寸的电芯降低了pack系统的管理难度,同时可以减少结构件和连接件的成本,度电成本降低约14%。同时4680采用了激光雕刻的无极耳技术,无极耳结构使得电子运动距离大大缩短,内阻减少,让更安全、更高容量电芯成为可能,能量密度可达300Wh/kg,同时可带来更高的输出功率与更好的快充性能,在15分钟内可将电池电量从0充至80%,功率密度峰值可达1000W/kg以上。来源:中金公司而在材料的选择上,特斯拉和比亚迪也都选择在其原先的道路上一条道走到黑:4680仍采用三元正极,刀片电池仍沿袭比亚迪的磷酸铁锂。对于主机厂来说,在电芯之后,才是电池pack的创新。刀片电池选择的方案与宁德时代一样,选择CTP(Cell to Pack)方案,也就是取消模组环节,将电芯集成在电池包上,但保留电池托盘、上盖板的设计。当然比亚迪还选择了另外一种CTB(Cell to Body)方案,于今年5月的海豹车型上推出,这种方案将刀片电池的上盖与车身底板集成于一体,取消了单独的上盖板设计,但仍然保留了底部的电池托盘。而特斯拉的4680选择的则是CTC(Cell to Chassis)方案,直接将圆柱电芯排列在车身上形成电池舱、前后连接车身大型铸件,电池上盖代替车身地板,可减重10%,增加14%的续航。3宁德时代的最优解但作为第三方电池厂商的宁德时代,目前其麒麟电池只是在pack上做出创新,并没有涉及电芯层面。同时,宁德时代没有做出材料all in的选择,其pack与两家all in原方向的主机厂有很大不同,它既可以适配三元正极的电芯、也可以适配铁锂的电芯。来源:中金公司从性能对比来看,宁德时代的麒麟电池与特斯拉的4680 CTC方案相对更占优。但有一个事实很明显,在主机厂和电池厂的选择之间,有着不容忽视的分野:主机厂可以任性沿着此前的道路一直走,但电池厂作为第三方供应商,则必须要为未来可能出现的新技术方向和不同主机厂的需求留出足够的弹性与适配空间,否则将会把自己放入死胡同。因为主机厂下场做电池,几乎不需要做出任何妥协,他们找准自己的方向后只需要自身有足够的汽车销量做支撑,就有一头冲进去的底气。同时,他们自身可以掌握从电芯到底盘的一体化开发,几乎不需要和其他厂商合作打磨。然而作为第三方供应商的电池厂则不同,技术的寸土之间就是战场胜败的分别。作为行业的领头羊,在自身研发能力、成本控制的基础之上,宁德时代还必须要做好与主机厂关系的平衡。一方面,它需要考虑不同能力的主机厂外购电池时的适配需求,另一方面它还需要考虑大客户自建电池生产线保留自身话语权的需求。只进行pack的革命性创新,而不包含电芯的一体化,使得宁德时代能够在保证后续具有和实力派主机厂共同研发电芯空间的同时,也能够保证为中小主机厂提供足够使用的电池供应,还能够适应不同材料的变化。当然,主机厂选择一条道走到黑的最大隐患在于“开放性”与同行竞争,自身电池能否获得其他车企的认可才是最大的难题。但就目前来看,刀片电池已经斩获了一批铁锂道路上的“友商”为后续的进一步“开放”打造了良好基础:一汽旗下的红旗E-QM5全系配备刀片电池、现代汽车、长安纯电,福特和奔驰也正在路上。特斯拉的4680则因为独树一帜及此前《动力电池不会等待欧美》中曾经提过的“欧美的新能源汽车产业发展仍远远落后”等原因,仍显落寞。4走向标准化抛开主机厂选择的电芯pack一体化创新不谈,仅就系统创新而言,CTP或许也是宁德时代这样的第三方电池厂商的最优解。目前主流的集中系统结构创新方案,整体都是去模组化和去集成化的。但除了CTP外,CTB、MTC和CTC都是更适合主机厂选择的方案,因为它们都要求和车身形成不同程度的“一体化”,并不适合追求标准化的第三方厂商。而CTP则保留了电池底盘和和托盘设计,将电池与车身分离,未来有助于进一步推动锂电池标准化,并推动换电等新商业模式。宁德时代此前推出的“巧克力换电块”,采用的也正是CTP技术,能量密度超160wh/kg,单块电池可提供约200km续航。因此宁德时代的思路已经很明确:在主机厂下场竞争之后,它几乎要以一己之力承担起带领动力电池厂商走向行业标准化的重任。除了技术优势解决“平衡安全与续航”的痛点、走向标准化之外,CTP也能够降低度电成本。在2020年新时代证券的一份研报的测算中,数据显示 CTP技术可以使得车用度电成本下降16%。而中金公司一份最新的研报则显示,CTP技术减少了模组侧板等结构件并简化内部线缆,减轻车身重量的同时降低电池包成本。如据特斯拉估算,采用CTC+一体化压铸技术后,可节省370个零部件,为车身减重10%,将每千瓦时的电池成本降低7%。5尾声在动力电池的竞争进入深水区,政策与产能的限制正变得越来越小之时,技术革新与标准化成为了最为关键的考量指标。在新能源世界的主机厂正在越来越深入地进入动力电池腹地之时,龙头车企相比于二线厂商当然仍具备优势,但其领地不可避免地正受到侵犯。宁德时代仍然昂起头颅,选择用自己的方式对抗来自下游的入侵。CTP技术就是其手上的一把亮剑,将电池包与巧克力换电块融为一体,共同为行业的标准化出一份力,并保持住在深度合作的下游中的市场份额。但面对汹涌而来的车企,宁德时代的前路依然充满挑战。
来源:锂猫实验室
千亿动力电池回收市场:当心小作坊的“战斗力”
千亿元市场还未形成,“掘金者”已冲进“蓝海”,还有一股强大的“暗流”涌入了“黑市”。东亚前海证券研报显示,2020年我国约有20万吨动力电池退役,预计到2030年,退役总量将达237万吨,动力电池回收市场有望超过千亿元。宁波蔚孚科技有限公司董事长、中科院宁波材料技术与工程研究所研究员夏永高在接受《中国科学报》采访时透露,对于动力电池回收利用企业而言,拿到货源是第一步,也是艰难的一步,尤其是随着电池流入小作坊,除了回收价格被抬高,还给环保和安全带来了重大隐患。“正处于爆发的前夜”从全球范围来看,中国已连续五年成为全球最大的锂电池消费市场。据光大证券预测,2030年,三元电池与磷酸铁锂电池回收将形成千亿元市场。其中,三元电池金属合计回收市场空间在均价情况下将达600亿元;磷酸铁锂电池的梯次利用和回收市场空间预计达480多亿元。企查查发布数据显示,2021年我国动力电池回收相关企业为2.44万家,截至目前已超过4万家,同比增长635.17%。2018年以后,几乎每年业内都有声音预测将迎第一波动力电池退役潮。直到今年年初,工业和信息化部表示,中国将真正迎来第一波动力锂电池退役潮。夏永高认为,动力电池退役潮何时出现与电动汽车历年销售情况密切相关。国内电动汽车前期以使用磷酸铁锂电池的大巴车为主,2014年大巴车销量为1万辆,2015年后每年基本维持在10万辆左右,每年电池退役量在20万吨左右。“以8年的电池寿命来推算,退役磷酸铁锂电池潮理论上将在2023年后出现,而磷酸铁锂电池相对于三元电池具有较低的安全风险和较长的寿命,部分电池或将进行梯次利用,延缓了报废电池潮的出现。”夏永高说。他认为,目前,我国动力电池回收行业还处于起步阶段,抛开各家在资源上的不同,技术上基本处于同一起跑线,真正的电池回收市场格局还未形成。“未来有技术或有资源的动力电池回收企业可能会分化出来,成为动力电池回收利用行业的龙头企业。”博萃循环科技有限公司董事长、全国废弃化学品处置标准委员会委员林晓则认为,我国动力电池退役量每年都在持续且快速增长。他不建议用“潮”来形容动力电池退役量,“潮有大有小,有涨有落,目前也未看到潮落迹象”。中科创星创始合伙人米磊向《中国科学报》透露,他们长期关注新能源领域,近年来投资孵化了一批动力电池回收利用企业,“长期来看,动力电池回收的市场非常大,目前正处于爆发的前夜”。对于如何选择投资企业,米磊表示价值观很重要,所投企业要具备知识价值、社会价值和经济价值。此外,他还青睐具有企业家精神和过硬技术的“硬科技”创业者,同时还要有强大的投后团队来解决落地问题。回收利用的两大推力退役动力电池,为什么要回收?夏永高告诉《中国科学报》,废旧动力电池如果不能及时有效地处理,将会给生态环境和人体健康带来严重隐患。一方面,电池中的正负极材料、电解液等物质及其转化产物含有大量有害物质,一旦进入环境可能造成重金属镍、钴污染,氟污染,有机物污染,粉尘和酸碱污染等。另一方面,废旧动力电池处置不当也将带来安全隐患。比如,电池在内外部出现短路时容易发生燃爆事故,在缺乏防护措施下接触容易造成触电事故等。倒逼动力电池回收利用的,还有巨大的市场推力,即我国锂资源供应不足,原材料端受制于人。普华永道分析显示,近几年在新能源汽车行业的需求拉动下,锂盐供不应求。2021年初电池级碳酸锂的价格为5万元/吨,2022年初则达到30万~50万元/吨,涨幅惊人,给电池企业供应链和车企带来巨大压力和挑战。“当前我国锂、镍、钴等能源金属对外依存度超过70%,存在战略资源安全供给风险。”米磊认为,动力电池的循环利用能解决原材料紧缺的问题。据东莞证券研报显示,2015 年至2021年,新能源汽车保有量从42 万辆增加至784 万辆,年复合增长率达到63%。预计2022 年新能源汽车保有量达1221 万辆,到2025 年保有量将达到3224 万辆,2021~2025 年复合增长率有望达42%。“从电动汽车增速来看,现阶段电池退役量远远无法满足动力电池的大规模需求。”在夏永高看来,目前我国动力电池回收行业只能部分缓解锂离子电池荒的现状。对于完全替补锂离子电池原材料、实现存量电池的自循环,林晓认为主要取决于电池需求量,由于新增电池需求将持续增长,“目前来看,未来10年内还看不到完全替代的可能性”。那么,退役动力电池是如何利用的?林晓告诉《中国科学报》,目前退役动力电池回收利用主要有两种方式,一种是梯次利用,另一种是再生利用。梯次利用主要通过改装、再制造等方式将退役电池“降级使用”,如用于电网储能等领域。再生利用主要是拆解回收退役电池中的可利用资源,如锂、镍、钴等能源金属,再进行循环利用。对于将梯次利用电池应用到储能领域,林晓认为必须对电池进行合规等检测。随着时间推移,退役电池可能会出现安全风险,装机后的管理也非常重要。夏永高透露说,理论上电动汽车公司可以通过编码了解电池的历史使用状况,为精准梯次利用提供重要依据,但实际上退役电池回收公司很难从汽车公司拿到电池数据。“而且,退役电池本身就具有不确定性,很难准确评估电池长时间使用后的安全性和突然跳水情况的发生。”因此,夏永高认为,梯次利用电池可以应用在一些对安全和寿命要求相对较低的小型储能领域。小作坊的“战斗力”据中国汽车动力电池产业创新联盟统计显示,2013~2021年,中国动力电池装车量从0.8吉瓦时上升至154.5吉瓦时,复合年均增长率为93.1%,呈现出明显上升态势。2022年一季度,中国动力电池装车量为51.3吉瓦时,同比上升120.7%。而另一边,仅一年时间,动力电池级碳酸锂的价格就暴涨10倍。面对巨大的市场前景,退役动力电池产业也面临“劣币驱逐良币”的风险。除了原材料端价格上涨,回收端的退役动力电池价格也不断上涨。湖南顺华锂业有限公司副总经理赵卫夺曾在接受媒体采访时透露,近七成废旧电池都落入了二手商贩和小作坊手中。这些退役电池是如何流向小作坊的?国内某动力电池回收利用企业负责人张涛(化名)告诉《中国科学报》,一部分是通过整车企业电池拍卖会,价高者得;还有一部分是“黄牛”通过关系直接从整车厂购买的退役电池。小作坊之所以这么“香”,夏永高透露说,相较于大企业,小作坊在回收上更具经济性。一方面由于缺乏统一的电池型号标准,小作坊的手工拆解比现代化的拆解设备得到的废粉更干净,杂质更少,也大幅降低了电池材料回收成本;另一方面,小作坊没有环保投入,无论是固定资产、生产成本等方面投入都很低。林晓告诉记者,小作坊无法完成回收利用全流程,主要是进行预处理,提取后的材料主要还是由正规企业进行后续利用,但不合规的预处理会带来严重的环境和安全隐患。“小作坊的生产环境和设备都非常简陋,拆解电池时存在爆炸、起火等安全风险,而且拆解过程中有机溶剂的恢复以及六氟磷酸锂的分解,都会对工人产生危害。”夏永高说。他还指出,小作坊对富含镍、钴等重点防控重金属污染物处理不当也严重威胁着生态环境。就动力电池回收利用产业整体而言,夏永高指出,环境影响大和综合回收率低是目前面临的两大技术难题。夏永高建议加大研发投入,发展短程绿色的综合回收技术,进一步对附加值较低的磷酸铁、石墨等关键材料进行近全组分回收或降级使用等。此外,除了考核回收率、环保和安全外,还要进一步考虑回收过程中的碳排放。“退役电池回收既是整个电池产业链的终点,也是起点,要加强基于全生命周期考虑的退役电池绿色综合回收—材料短程再造一体化技术的系统研究。”夏永高说。“白名单”企业监管待完善实际上,为规范废旧动力电池利用,工业和信息化部先后三次发布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单(以下简称“白名单”政策)公告。“白名单”企业目前已有47家,主要分为四类,一是宁德时代、蜂巢能源等电池企业;二是华友钴业、赣锋锂业等新能源材料企业;三是比亚迪、北汽蓝谷等整车企业;四是天奇股份、格林美等第三方回收利用企业。值得一提的是,“白名单”政策仅是指导性文件,并不具有强制性,也就是说,“白名单”之外的企业也可以开展电池回收利用业务。张涛认为,“白名单”政策严格限制电池回收利用企业的准入门槛,对进入企业在技术、环保和安全方面有一定要求,促使企业加大投资和研发投入力度,在引领产业发展方面有示范作用;但另一方面,“白名单”企业数量增长过快,实际运行的并不多。他向记者透露,有些“白名单”企业实际并未开展电池资源回收工作,而是利用“白名单”的资格进行退役电池贸易,“几轮转手后,反而导致退役电池的成本上涨,不仅失去了原有的示范意义,高价退役电池落入小作坊后,还给环保和安全带来隐患”。对此,张涛建议制定“白名单”定期考核制度,打破“终身制”,除了有进入门槛外,要制定相应的退出机制。除了国内市场,国外市场也是博萃循环的另一大市场。在林晓看来,国外动力电池回收产业体系相对完善,但技术和装备发展较慢;而国内的回收产业经验丰富,但政策和渠道资源的配套则不完善。林晓认为,可以将电池资产化,以租代售,让电池成为社会公共资产,由政府和机构统一管理。《中国科学报》 (2022-06-20 第4版 科创 原标题为《动力电池回收“暗流”涌动》)
来源:中国科学报
动力电池市场将重新切分“蛋糕”
“比宁”之争已经从技术路线转移到了客户资源。暗戳戳较劲的宁德时代和比亚迪,最近上演了抢客户的“戏码”。准确点说,比亚迪要抢宁德时代的客户,而且还是最大的客户特斯拉。6月8日,比亚迪执行副总裁、汽车工程研究院院长廉玉波的一段受访视频发布。廉玉波透露,比亚迪马上会为特斯拉供应电池。消息一出,直接冲上微博热搜。资本市场也在“围观”:当天,宁德时代股价下跌,比亚迪股价则大涨。其实早在去年8月,市场上就传出“比亚迪将为特斯拉供应刀片电池”的消息。如今时隔一年再次提及,虽然此事还没有得到特斯拉确认,但如果属实,显然是比亚迪从宁德时代手中挖走了一块“大蛋糕”。2021年,特斯拉首次成为宁德时代最大的单一客户,采购了总价值130亿元的动力电池,贡献了宁德时代全年营收的10%。如今,动力电池市场“蛋糕”越做越大,竞争也越来越激烈,或将重塑行业格局。一方面,动力电池企业之间争抢“蛋糕”的态势愈演愈烈。今年以来,新能源汽车的市场渗透率持续攀升,即使是受到疫情严重冲击的4月,新能源乘用车仍以28万辆的销量达到30%的渗透率。数字背后反映的是,动力电池市场的快速扩容,以特斯拉为代表的优质客户成为“香饽饽”。此前,宁德时代占据市场半壁江山,比亚迪凭借自供电池稳固地位。不过,达成合作的动力电池企业和车企并不想成为彼此的惟一,各自都有“小九九”。对于电池企业来讲,需要不断争抢份额,活下去并且活得更好,对二线动力电池企业更是如此。事实上,不仅宁德时代和比亚迪这样的头部阵营企业在暗自较劲,二线动力电池企业也在白热化厮杀中完成数次迭代,市场已今时不同往日。另一方面,动力电池企业和车企之间的博弈也越来越精彩。“不要把鸡蛋放在同一个篮子里”,对于车企来说,为保证电池供应,一般不会只选择一家电池供应商。前期,选择宁德时代自然不会出错。然而,随着新能源汽车市场的扩大,主机厂渴望增强在动力电池上的话语权,因此引入二线动力电池厂商,以制衡头部厂商,一家车企由多家动力电池企业供货已是常态。此外,国内外车企更是纷纷开始自研电池,试图掌控动力电池核心技术和主动权,比如特斯拉、大众、梅赛德斯-奔驰、广汽埃安、长城汽车等都在电池领域持续发力。6月9日,造车新势力蔚来汽车也在财报中透露,正在筹备自研电池计划。根据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据,今年5月,我国新能源汽车市场共计有37家动力电池企业实现装车配套,较去年同期减少4家。排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为14.2GWh、15.7GWh和17.4GWh,占总装车量比分别为76.7%、84.5%和93.9%。其实,经过这些年的行业洗牌,动力电池企业早已经历多轮优胜劣汰。当下以及未来,脱颖而出的必定是具备一定技术壁垒和发展潜力的企业。从近年来的发展态势可以看出,宁德时代、中创新航、国轩高科、远景动力、蜂巢能源、LG新能源等依旧处于上升期;比亚迪、三星SDI等也在持续稳定发展……细数今年1~5月宁德时代的市场份额占比,分别是50.24%、48.02%、50.49%、38.28%、45.85%。可以看出,市场变动很大。其实,从去年开始,动力电池行业已凸显“长尾效应”,二线动力电池企业的竞争态势已不容小觑。“没有永远的朋友,只有永恒的利益”。高速增长下,不可能只有万亿市值的“宁王”才能满足主机厂的需求。2025年前,动力电池将进入TWh时代已成为行业共识。伴随新能源汽车市场的高速增长,动力电池赛道正变得更加宽阔。近一两年,各家电池企业都在扩产之路上狂奔,备好“粮草”;布局上下游产业链,构建“护城河”;多条技术全面发展,提升核心竞争力……这些举动都是在为新一轮“决战”做准备。在市场经济学中,这样描述充分竞争的市场:“所有的资源都已被调动,不存在任何人或集体可能出现的垄断性,市场价格维持在合理的区间,企业的议价能力被提升。”这些年在竞争之下,随着行业的逐渐成熟,我国的动力电池市场呈现“一超多强”的态势。不过,想要抢走宁德时代“蛋糕”的企业,显然不只比亚迪一家,还有众多二线动力电池企业暗自使劲,引发的质变或将重塑行业格局。
来源:中国汽车报
动力电池产业新发展趋势
6月16日,“云上宜宾”高端对话活动在京顺利举办,活动由四川省人民政府、工业和信息化部主办,工业和信息化部装备工业发展中心与欧阳明高院士工作站共同承办。欧阳明高同六位动力电池领域杰出企业家展开对话,围绕行业发展的新技术、新趋势、新问题进行了深入的探讨。参加对话活动的行业权威人士包括宁德时代新能源科技股份有限公司首席科学家吴凯、孚能科技(赣州)股份有限公司董事长兼CEO王瑀、中创新航科技股份有限公司研究院院长郑翔、宁波容百新能源科技股份有限公司董事长白厚善、深圳吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤和北京卫蓝新能源科技有限公司董事长兼总经理俞会根。“云上宜宾”高端对话活动由新华网、央视网、中国网、中国经济网等15家核心媒体在25个平台进行线上直播。活动获得广泛关注,在线观看量超过300万人次。欧阳明高与各位嘉宾就“动力电池供应链安全”“技术性能潜力”“未来动力电池技术趋势”和“西部地区发展机遇”等话题展开讨论,具体内容整理如下。建立稳健的供需体系并开展电池材料的智能回收以应对上游材料价格波动问题欧阳明高认为,从总体供需角度看,材料供给可满足长期需求,但由于电动汽车产业飞速发展、新冠疫情等因素导致短期供需缺口的产生,应建立电池材料稳健的供需体系、电池材料的高效智能回收体系。建立稳健的电池材料供需体系。企业层面,供应链上下游企业应抱着共创共赢的态度去建立长期、稳定、友好的合作关系。整车、电池、电池的上游材料以及资源端要协同考虑,提高电池材料长短期需求预测和筹备能力。国家层面,已经逐步对上游扩产进行有效的引导和布局,进一步自主开发国内资源,并在国际合作方面同澳洲、南美等区域建立更加紧密的合作,以保障原材料的供给。同时,技术创新是解决金属的短缺或者成本不能满足整车厂的需求情况下的有效方案。开展电池材料的高效智能回收。电池回收不仅仅是回收企业的责任,高效、自动化、智能的回收跟电池本身的结构、架构有很大关系。因此在电池的初始设计端,包括电芯、电池包的设计,需要考虑将来的拆解便利性。在下一代的电池回收体系中,智能化水平、自动化水平将会得到更大提升,能够对原材料的供应提供进一步保障。继续深挖锂离子电池高比能量、高安全、长寿命和快充发展潜力面对电动汽车和储能市场的快速发展,动力电池在高安全、高比能量、长寿命和快充等方面的表现受到消费者关注。不同场景、不同细分市场在产品性能需求方面具有差异性,如何做好产品经济性和高性能之间的平衡,是行业企业更多要考虑的问题。动力电池比能量水平不断攀升。目前三元方形电池能量密度接近300Wh/kg,软包电池已达到330Wh/kg;半固态电池能量密度也已突破360Wh/kg,预计到2025年将实现400Wh/kg;未来锂硫电池能量密度有望达到600Wh/kg。同时,安全也是电池企业的生命线。不管是高镍、低钴/无钴、高锰等技术的不断创新和迭代,均是以保证电池安全性能为前提条件。在循环寿命方面,随着电池材料技术不断创新,同时各家电池厂商已在电池系统技术推陈出新,使乘用车续航里程突破一千公里,动力电池寿命已经超过整车寿命。多家整车厂布局大功率快充。目前乘用车快充功率大约为50-150KW,下一步快充功率将提升到350KW,充电10分钟可行驶400公里,可以应用在高速公路休息区等场景,缓解充电等待焦虑。欧阳明高指出,我们既要有各指标的平衡、又要有绝对值的提升,每家电池企业还要有自己的特色,坚持多样化发展。锂电池性能指标应当兼顾不同应用场景需求,实现电池综合效益最大化。电池各个性能指标绝对值都将继续提升,这是技术发展的必然趋势。动力电池技术呈现多元化发展趋势且想象空间巨大在低碳发展目标指引下,汽车产业加速向新能源汽车产业转型。动力电池作为新能源汽车核心关键部件,其技术发展趋势是行业最关心话题之一。短期来看技术路线相对明确,中长期相关技术正在积极布局,并呈现多元化发展,未来想象空间巨大。三元与磷酸铁锂各具特色,适用不同的细分市场。未来,动力电池很有可能出现更多材料体系方面的创新。从目前来看,钠离子低温充电、快充性能表现十分突出,锰酸锂、锰酸铁锂等锰基固态电池经济性、低温性能表现优异,两者凭借各自优势,均已进入行业新一代动力电池技术研发布局之列。结构创新方面呈现百花齐放态势,但最终都是最大化提升电池包体积利用效率。目前,各动力电池企业纷纷推动电池结构设计方面的创新,有软包、硬壳、圆柱之分,有长刀、短刀之别,更有CTP、CTC、One-Stop、麒麟电池等层出不穷,各有各的优势,在推动电池包体积利用率的道路上不断努力。欧阳明高表示,我国动力电池产业目前创新势头迅猛,需要继续保持。欧美日等发达国家也在动力电池领域持续深耕,并各具优势。因此,我们在脚踏实地推动产业发展的同时,还要仰望星空,持续关注和储备中长期相关技术创新方向。西部地区迎来动力电池与新能源汽车产业发展新机遇近年来,西部地区经济水平不断提升,汽车消费呈现快速增长势态,发展潜力与优势日益显现。欧阳明高认为,新一轮动力电池产业发展机遇会给西部带来很多增长的动力,宁德时代已在宜宾建设200GWh全球单一最大的动力电池生产基地,四川省的动力电池产能总规划位居国内前列。与会嘉宾认为,西部地区矿产资源丰富,尤其是锂资源储量丰富,随着资源开发提速,将会吸引更多企业布局;西部绿色电力资源丰富,在低碳生产、能源转型等方面具有得天独厚的优势。与会嘉宾认为西部地区动力电池产业发展潜力巨大,将会形成新的产业集群。中创新航、孚能科技等企业表示,已经逐步在西南地区开展布局,涉及上游材料、电池生产、研发及检测等环节。会上,各位嘉宾还就“上游材料价格波动对新能源汽车市场的影响”、“动力电池产能规划布局”、“动力电池制造工艺及装备”等相关话题展开讨论,为行业发展建言献策。
来源:新华网
宁王麒麟电池即将发布,最新电池技术有哪些?
宁德时代首席科学家吴凯近日在2022世界动力电池大会活动上表示,即将发布CTP3.0电池,即麒麟电池。据了解,该电池有如下几大特点:第一,CTP3.0电池在两块电芯的中间加水冷钣,使相邻两块电芯的热传导降低,避免出现热失控;第二,因为水冷钣具有缓冲作用,极大地提高了电池寿命;第三,麒麟电池可满足高压快充,4C充电不是难事;第四,麒麟电池可提高内部空间利用率,磷酸铁锂系统能量密度160Wh/kg,三元高镍可达250Wh/kg,较4680电池多装30%的电量。其实,早在今年3月26日举行的第八届中国电动汽车百人会论坛上,宁德时代就官宣了要推出CTP3.0电池的消息,并表示在相同的化学体系、同等电池包尺寸条件下,CTP 3.0的电量相比特斯拉的4680电池提升了13%。宁德时代还提出了新的目标,在2023年量产符合无热扩散要求、续航里程可达1000km的电池,并预计将在2025年量产采用CTC技术的电池-底盘结合体,将电动汽车最重要的两个部件集成为一体。自宁德时代于2020年9月率先在旗下811产品上实现无热扩散技术量产后,目前这项技术已成为行业主流。“电池联盟注意到,当前,企业布局的电池技术有 CTP、CTC、CTB几种,下面就来具体了解一下:CTP技术CTP(英文Cell to Pack的缩写)技术是将电池的电芯集成到电池包,减少了模组之间的空隙,带来的是汽车体积利用率的提升(15%-20%),电池包能量密度也大幅度加强。此外,整车的零件数量也相应减少(15%-20%),生产效率提升30%。宁德时代业界首创的CTP高效成组技术,通过高集成结构设计,提升电池包体积利用率。从第一代CTP到最新的第三代麒麟电池,电池包体积利用率从55%提升到67%。CTC技术CTC电池技术(全称为Cell to Chassis),即电池车身一体化技术。该技术将电芯与车身、底盘、电驱动、热管理及各类高低压控制模块等集成一体,使行驶里程突破1000公里;并通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗,百公里电耗降至12度以下。2020年9月,特斯拉发布了与新电芯配套的CTC技术。2022年3月,采用CTC技术的特斯拉德国柏林工厂正式开放,特斯拉成为全球首家量产CTC技术的车企。今年4月25日,零跑汽车发布无电池包CTC技术。该技术可使电池布置空间增加14.5%,车身垂直空间增加10mm,综合工况续航增加10%,并大幅提升安全性能。目前该技术已搭载在其全新推出的零跑C01车型中。宁德时代的CTC技术,将电芯与车身、底盘、电驱动、热管理及各类高低压控制模块等集成一体,使行驶里程突破1000公里;并通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗,百公里电耗降至12度以下。CTB技术今年的5月20日,比亚迪发布CTB(Cell To Body)技术,该技术将电池包上盖与传统结构的车身底板集成,构成上盖、“刀片电池”、托盘的整车三明治结构。动力电池的系统体积利用率提升至66%,系统能量密度提升了10%。同时,刀片电池为CTB技术提供了安全基础,可杜绝电池热失控风险。CTB技术和CTC技术有点类似,都是将电芯直接安装在底盘里。区别在于CTC需要将电池包作为单独的保护体,而比亚迪的CTB技术,利用刀片电池高安全性和高结构强度的特点,融合进车身的整体设计中来。除了以上这些企业之外,国内外多家车企也在加速推进CTC技术的布局:近日,哪吒汽车对外公布了其最新产品天工电池。目前天工电池进入了第二阶段,采用了CTP技术,成组效率达到73-76%,系统能量密度也提升至185Wh/kg,率先搭载在哪吒S上。该公司表示,明年年底将会正式发布CTC技术。国外车企方面,大众集团表示将在下一代电池集成技术中考虑CTP和CTC两个方向、沃尔沃透露公司第三代电池系统集成技术的电池组也将采用CTC方案和方形电芯。华泰证券分析称,目前动力电池系统技术升级双头并进,无模组电池包CTP份额快速提升,渐成主流技术;CTC量产在即,蓄势待发。国泰君安证券则认为,CTP技术有利于主机厂降本提升续航和电池企业延伸价值量,CTC/CTB技术则推动了电池盒功能向车身“集成化”探索,两种技术工艺导入皆处于行业发展早期,有望并驾齐驱随新能源汽车市场增长而逐步导入,相关产业链将充分受益于行业的变化与机遇。
来源:电池联盟