三元軟包“出走半生歸來”,能否引領動力電池變革?

語言: CN / TW / HK

站在浪潮前的人,才能最先上岸。

中國已經成為全球最大新能源汽車市場,且高增長態勢持續,乘聯會已將今年的銷量預期提升至600萬輛以上。在“金九銀十”的汽車銷售旺季帶動下,汽車產業鏈各環節紛紛迎來市場紅利。

被視為新能源汽車“心臟”的動力電池領域,市場增速亮眼。今年上半年,全國鋰離子電池產量超過280GWh,同比增長150%,全行業收入突破4800億元。

另一方面,對於動力電池材料體系、電池形態、製造工藝的爭論又尚未有定論。寧德時代、比亞迪、中航鋰電、國軒高科、孚能科技等動力電池廠商紛紛佈局前沿技術,深入研發探索,力求站在技術迭代的浪尖。

聚焦科研成果,9月19日,美國哈佛大學科學家為電動汽車開發了新型固態鋰金屬電池,該電池有望實現3分鐘內完全充電,可持續使用20年,並且在生命週期內可循環超過1萬次。

固態鋰金屬電池的優點,恰恰抓住了新能源汽車續航不足、充電時間過長等痛點。固態電池領域越來越多的技術突破,是否會改變動力電池行業現有“遊戲規則”?

材料之爭:磷酸鐵鋰電池佔階段性優勢

當下廣為使用的鋰離子動力電池,採用液態電解質,負極主要是石墨,正在向硅碳化發展。

在動力電池材料體系的路線之爭中,因正極材料不同,有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩種最主流的技術路線。

中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示,2021年,三元電池和磷酸鐵鋰電池的裝車量佔總裝車量比例超過99%。

2017年到2019年,在新能源政策補貼下,憑藉耐低温、能量密度高等優勢,三元鋰電池一度主導着動力電池市場。

國內動力電池供應商中,寧德時代、中創新航、孚能科技等企業均生產銷售三元鋰電池。其中,孚能科技更是一直專注於三元軟包電池的研發和落地。

2020年第一季度,三元鋰電池的市佔率提升至76%,有一家獨大的趨勢。

然而,一個問題不容忽視,三元鋰電池正極材料由鎳、鈷、錳(鋁)等元素組成,成本高於磷酸鐵製造的磷酸鐵鋰電池正極。

隨着2020年下半年上游大宗商品價格暴漲,整車廠成本端的壓力與日俱增,三元鋰電池成本問題凸顯。根據華安證券2021年初的研報,磷酸鐵鋰的使用成本約為0.08元/Wh,相比三元正極材料可以節省0.15—0.21元/Wh,對應降低成本65%至72%。

來源:生意社

整車廠出於成本考慮,轉向磷酸鐵鋰電池是大勢所趨。

中汽協發佈的最新數據顯示,2022年1-8月,三元電池累計裝車量66.0GWh,佔總裝車量40.7%,累計同比增長61.1%;磷酸鐵鋰電池累計裝車量95.9GWh,佔總裝車量59.2%,累計同比增長172.2%。

磷酸鐵鋰電池在裝車量和市場增速兩個方面,都已經反超三元鋰電池。

9月23日,中國新能源汽車發展高層論壇(2022)上,比亞迪股份董事長王傳福也提出,要堅持磷酸鐵鋰作為動力電池的正確路線。

可以預見,短時間內,磷酸鐵鋰電池會繼續主導中國新能源汽車大部分市場。

看起來,動力電池材料之爭勝負已定。

然而,磷酸鐵鋰電池不耐低温、能量密度低、續航差的客觀事實下,三元材料仍然有自己的獨特魅力。

動力電池對高能量密度的電池材料的追求不會止步。2021年11月,工信部相關文件提出,新建設的動力電池項目,能量型動力電池項目單體能量密度應≥180Wh/kg,電池組能量密度應≥120Wh/kg。

在高端電動車領域,成本問題相對於中低端市場較小,且高端車型對續航里程的要求更高。逐漸讓出中低端汽車市場的三元鋰電池,向高端市場突破的空間廣闊。

孚能科技2022年二季度實現了單季度盈利,在手訂單飽滿,持續擴產計劃,佐證了三元電池仍然在市場佔據一席之地。

與此同時,不僅佔據高端市場優勢,三元鋰電池還將迎來雙碳浪潮下的新機會。

乾坤未定:三元鋰電池的“星辰大海”

隨着新能源汽車行業的快速發展,動力電池產銷量急劇上升。

同時,隨着時間推移,退役動力電池市場規模也必然持續擴大。7月,2022世界動力電池大會發布了新能源汽車動力電池“退役”預測研究成果:未來5年動力電池平均每年退役16萬噸,預計到2026年累計退役超過92.6萬噸。

和石油不一樣的地方在於,動力電池裏面大部分材料都是可以重複利用的。

雙碳目標下,探索動力電池回收技術,從而提升電池金屬原料的循環利用,對緩解對源頭礦產資源的依賴、減少環境污染意義重大。

另一方面,電池回收還有助於電池廠商提升企業經濟效益,這是一條靠“雙碳”掙錢的道路。

近期,鋰礦價格再度超出了市場預期,澳洲Pilbara鋰精礦第九次拍賣最終成交價6988美元/噸,再一次刷新歷史記錄。

鋰的價格上漲,讓所有動力電池回收價值都不斷上行。加大整個動力電池體系的內循環,能幫助企業在不降低規模的情況下實現低碳發展。

同時,在鋰離子電池主要兩種體系中,因為磷酸鐵鋰中很多元素並不值錢,而鎳、鈷回收價值比較高,三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池的回收價值更大。

對此,相關動力電池生產企業的反應相當積極。

9月9日,孚能科技在2022孚能科技戰略及新品發佈會上宣佈:孚能科技歷時10餘年開發和驗證了鋰電池的直接回收技術,可保留正極材料的晶體結構並再次利用,進一步降低成本和能耗,並將材料利用率提升至99%以上。

該公司還宣稱,根據美國第三方實驗室數據,摻入25%直接回收的正極材料製成的電芯與全新正極材料製成的電芯,在性能表現上無明顯差異。

松果財經瞭解到,從技術上角度來講,目前動力電池回收三大工藝均已成熟。

同時,據工信部透露,中國新能源汽車動力電池回收利用體系正在逐步完善,截至8月底,設立了10235個回收服務網點。

隨着工信部強化標準引領支撐,孚能科技等電池廠家紛紛下場加強電池回收利用,三元鋰電池的成本問題有望改善,其耐低温、能量密度高等優勢必將日益凸顯。

目前,除了孚能科技,已經有其他產業鏈上企業選擇專注三元鋰電池領域。比如,今年6月,“鈷茅”華友鈷業終止了磷酸鐵鋰材料領域的佈局,表示將進一步集中優勢資源,聚焦鋰電三元材料產業鏈。

這一切變化的背後,其實暗示着三元鋰電池,尤其是三元軟包電池,站在了新時代的浪潮前。

風口浪尖:固態鋰金屬電池落地?

在傳統鋰電池領域二分天下的同時,固態電池也在悄悄崛起。

固態電池主要是指應用固態電解液的電池,其具備安全性更高、工作温度範圍更寬、能量密度可更高等優點。

以鋰金屬作為負極材料,固態電池商業化落地的時間節點在當下逐漸清晰。

據中研普華研究報告顯示,隨着市場的逐步成熟和技術的穩定,預計2025-2030年固態電池市場出貨量將以59.4%的年複合增長快速發展,到2030年出貨量將超過250GKh。

最近,Adden Energy宣佈,已獲得哈佛大學技術發展辦公室授予的獨家技術許可,用於推進新型固態鋰金屬電池技術的商業化,其目標是將電池縮小為手掌大小的“軟包電池”,其組件封裝在鋁塗層薄膜中。

中國電池企業也加大了固態鋰電池方面的研究佈局。根據公開資料,孚能科技計劃330Wh/kg的半固態電池,2025年前量產;國軒高科預計將於今年底小批量裝車三元半固態電池,單體能量密度達360Wh/kg。

事實上,固態電池、半固態電池量產加速落地也具備必然性。

一方面,車企和消費者對動力電池的性能要求不斷提高,推動電池技術迭代加速。固態電解質的不可燃燒性可以解決鋰電池的安全問題,且能量密度遠高於液態電池。

另一方面,寧德時代和比亞迪要穩固龍頭地位,引領行業進步;而二三線動力電池廠商希望“彎道超車”擴大市場份額,廠家紛紛發力新技術研發。

在激烈的市場競爭中,路線正確意義非凡。比亞迪董事長兼總裁王傳福曾表示,電池的投入問題在於技術路線,三元還是磷酸鐵、圓柱還是方形,走錯方向可能導致100億元打水漂,還會浪費三年時間。

松果財經瞭解到,固態鋰電池的正極材料體系以三元材料為主,軟包形態則是業內公認適配形態。

這對於部分走在“陽光大道”上的企業來説,無疑是一個好消息。比如,孚能科技、國軒高科、贛鋒鋰業、輝能科技、清陶能源等,提前佈局半固態或者固態電池的公司。

其中,孚能科技董事長王瑀表示:“未來固態電池技術完全成熟了,我們可以馬上推向市場。”

毫無疑問,續航長、充電時間短、安全性高等優點會讓固態電池成為動力電池關鍵技術趨勢,最適配的三元軟包路線也將迎來新的春天。

問題是,新的變革中,中國電池廠商們能否繼續站在舞台中央?

文|松果財經(ID:songguocaijing1)

「其他文章」