物流產(chǎn)品網(wǎng)（ID:products56）原創(chuàng)

　　作者 | 科技物語

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　　新能源汽車已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，作為它的心臟，動力電池也表現(xiàn)出旺盛的生命力，本文就此談幾點看法，不妥之處，敬請指正。

　　一、現(xiàn)狀，一席之地

　　電池系統(tǒng)是電動汽車性能的關(guān)鍵，在整個新能源汽車成本構(gòu)成里面，電池占到整車成本的 35%-50%，電池技術(shù)的發(fā)展、性能的提升是決定新能源車實現(xiàn)長久發(fā)展的核心動力。

　　全球動力電池產(chǎn)能集中于中、日、韓三國，全球出貨量占比連續(xù)多年保持90%以上，其中，前兩大巨頭企業(yè)寧德時代、LG新能源電池全球裝機占比達50%以上，松下、比亞迪和SK緊隨其后。

　　近年來，我國新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢迅猛，取得顯著成就，憑借循環(huán)使用壽命長、能量密度高等一系列優(yōu)勢迅速占領(lǐng)電池市場，在全球前十大動力電池供應商中，中國企業(yè)數(shù)量占一半，市占率達到了37.28%。

　　預計，到2025年，全球動力電池市場規(guī)模或?qū)⑦_3000億美元水平，我國自2015年趕超日本成為全球最大的動力電池生產(chǎn)國后，技術(shù)積累優(yōu)勢明顯，各項發(fā)明專利領(lǐng)先世界，連續(xù)多年在全球占比份額不斷上升。

　　行業(yè)預測，未來十年動力電池的產(chǎn)能中心將會逐漸轉(zhuǎn)移到中國、歐盟和美國，但中國產(chǎn)能依然保持全球領(lǐng)先地位。

　　我國新能源電池企業(yè)數(shù)量還在不斷增加，不僅有寧德時代、國軒、力神、天能等龍頭企業(yè)，也有河南鋰動、中科科技等一批中小新能源企業(yè)，當前寧德時代為寶馬、大眾、戴姆勒、沃爾沃及博世等多家歐洲汽車行業(yè)巨頭供貨，并在歐洲建立了電池工廠。

　　預計2022年我國汽車動力電池產(chǎn)能有望達到358GWh。到2025年，寧德時代、比亞迪、億緯鋰能、中航鋰電、國軒高科產(chǎn)能約將達627GWh、180GWh、186GWh、88GWh、48GWh，未來，上述電池企業(yè)發(fā)展速度和全球地位將進一步提高。

　　面對龐大的市場需求，我國電池企業(yè)要加快實現(xiàn)電池的智能制造，保證電池制造的安全，質(zhì)量一致性，從而增強自主品牌的市場競爭力，贏得更大的市場。

　　二、鋰氫，各有千秋

　　中國新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略是：以動力電池和燃料電池為重點，其他多元化電池技術(shù)綜合發(fā)展，涵蓋乘用、商用兩大領(lǐng)域。

　　鋰電池與氫電池，各有應用場景，前者，加速落地新能源乘用場景；后者，以新電池技術(shù)為切入點，豐富拓展新能源商用場景。

　　動力鋰電池目前是最成熟的一條技術(shù)路線，在能量密度、批量化量產(chǎn)成本、循環(huán)壽命等綜合評估體系中與整車的匹配度高，未來5至10年內(nèi)，動力鋰電池仍將主導新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是新能源車電池的“主力軍”。

　　隨著鉛酸電池逐漸淡出了主流汽車的動力系統(tǒng)，鋰離子電池無疑是汽車電池的主旋律，鋰離子電池的體積更小，循環(huán)壽命更長，無記憶效應且無污染，具備快速充放電能力，是當前汽車行業(yè)研發(fā)的主力電池。

　　根據(jù)采用的電芯化學成分，可分為兩大類：三元鋰離子電池（NCM/NCA）和磷酸鐵鋰電池（LFP）。

　　三元鋰電池具有諸多先天優(yōu)勢，而其中最為突出的便是續(xù)航能力，但磷酸鐵鋰還有一個讓車企無法拒絕的理由，那就是電池壽命。三元鋰電池的充電循環(huán)次數(shù)為800次，而磷酸鐵鋰為2500次。

　　無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰離子電池技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展,其自身的比能量、比功率等性能都有較大的提高,，讓新能源汽車的續(xù)航、補能效率獲得了長足的進步。

　　當前磷酸鐵鋰和三元鋰等動力鋰電池技術(shù)應用，在乘用純電動和混動汽車中占絕對主導地位，已處于商業(yè)化量產(chǎn)階段，以前，三元鋰電池占有優(yōu)勢，近期，比亞迪刀片電池的橫空出世，在傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的基礎(chǔ)上大幅提升了性能，特斯拉、比亞迪、上汽、小鵬汽車等汽車廠商均大規(guī)模采用磷酸鐵鋰電池。

　　三元還是鐵鋰？是個大是大非問題，未來三元想要再次領(lǐng)先，會走兩條路徑，一是高鎳和超高鎳，完全拉開跟鐵鋰的能量密度差距；二是降本，縮小跟鐵鋰的成本差距。

　　氫燃料電池在功率密度、充氫效率等方面優(yōu)勢明顯，適合商用遠途場景，中國重汽就表示，氫能源更適用于長距離運輸。

　　氫燃料電池系統(tǒng)由電堆、氫氣循環(huán)系統(tǒng)、空壓機構(gòu)成。其中燃料電池堆棧即電堆為電池內(nèi)部重復單元，是最關(guān)鍵、最昂貴的部分之一。

　　氫燃料電池無需燃燒，而通過將儲氫罐中的氫氣和空氣中的氧氣轉(zhuǎn)換成水這一化學反應產(chǎn)生電能。

　　氫燃料電池其本身具備零排放、零污染、無噪音、充氫快、續(xù)航強等優(yōu)勢特點，相較于純電動力電池，氫燃料電池在質(zhì)量能量密度、體積功率密度、充氫效率方面具備優(yōu)勢。

　　以發(fā)展氫燃料電池商用車作為發(fā)展新能源商用車領(lǐng)域的切入點，解決商用車電池里程和充電時間“焦慮”，加氫時間一般在5分鐘內(nèi)，續(xù)航里程能達到600公里以上。

　　2017年起，國家陸續(xù)出臺政策推動氫能及氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2020年，氫燃料電池加速進入示范導入期，據(jù)預測，到2025年氫燃料電池車保有量預計約達10萬輛，2035年前保有量約達100萬輛。

　　氫燃料電池涉及的產(chǎn)業(yè)鏈較長，當前全球氫燃料電池發(fā)展應用尚處于商業(yè)化早期，尚未形成類似寧德時代、LG新能源在動力電池領(lǐng)域具備絕對領(lǐng)先優(yōu)勢的龍頭企業(yè)。

　　我國氫燃料電池廠商方面，主要有雄韜股份、國鴻氫能、重塑股份、新源動力等參與布局，長城汽車、上汽集團、宇通客車等廠商也參與氫燃料電池布局。

　　目前主流的氫燃料電池車采用的依然是相對傳統(tǒng)的球罐儲氣方式，以保證氣壓受力均勻，但這也很大程度上限制了車身零部件布局的靈活性。

　　日本與中國新能源之路截然相反——那就是發(fā)展氫燃料電池，中日新能源汽車之爭，從某種程度上是鋰電池和氫電池誰才是未來之爭？

　　“鋰氫之爭”，到今天還沒有終局，目前的選擇，主要集中在鋰電池乘用汽車和氫能源商用汽車上。

　　電池路線多元化是新能源時代的發(fā)展趨勢。從多元角度說，以固態(tài)、鈉離子、高鎳多元、鋁空氣等為代表的眾多新興電池技術(shù)，將豐富新能源電池市場發(fā)展的多元化戰(zhàn)略格局。

　　近年來，以鈉離子電池、固態(tài)電池等為代表的新型新能源電池技術(shù)逐步得到發(fā)展。2021年7月寧德時代正式發(fā)布第一代鈉離子電池，單體能量密度達160Wh/kg。而固態(tài)電池，熱效能表現(xiàn)佳、極限能量密度高、量產(chǎn)成本優(yōu)化空間大，可緩解目前存在的里程焦慮，也是電池未來的發(fā)展新方向。

　　三、未來，任重道遠

　　多國政府為擺脫化石能源危機加大力度推廣電動車，就我國來說，中汽協(xié)發(fā)布，6月份新能源汽車產(chǎn)銷創(chuàng)歷史新高，分別完成59萬輛和59.6萬輛，同比均增長1.3倍，其中純電動汽車產(chǎn)銷量同比均增長1.2倍，因此，從我國到全球，電池需求在加大，但就我國動力電池產(chǎn)業(yè)來說，存在以下三大問題

　　1、高端市場競爭力不強

　　在國際高端新能源汽車市場，占據(jù)主要市場份額的仍為美國特斯拉，其所用動力電池主要來自韓國LG與日本松下，寧德時代雖然和特斯拉達成合作意向，不過離大批量供貨仍相距甚遠。

　　我國新能源汽車品牌理想、小鵬及蔚來等均進軍高端新能源汽車市場，但是其市場銷售量仍不高，可容納高端新能源電池的能力仍不強，動力電池生產(chǎn)企業(yè)大都只能瞄準中低端市場，市場競爭激烈且利潤微薄，甚至處于白熱化狀態(tài)。

　　2、電池原材料受制約

　　我們都知道，3月以來，特斯拉、比亞迪、小鵬汽車、理想汽車等多家新能源車企都調(diào)高了售價，原因是動力電池漲價，而動力電池漲價又是因為上游原材料漲價。

　　2021年初電池級碳酸鋰均價僅為6萬元/噸，而截至4月上旬，產(chǎn)品價格已經(jīng)突破了50萬元/噸，高得離譜，而三元電池的另外兩個原料鎳、鈷也同樣迎來了不菲的上漲幅度。

　　鋰的電荷密度很大并且具有穩(wěn)定的氦型雙電子層，因此成為電池行業(yè)的首選；鎳可提升電池的體積能量密度，從而提升續(xù)航能力；鈷決定了電池的充放電性能，也可以提升電池穩(wěn)定性、延長電池壽命。

　　全球鋰資源儲量75%集中在澳大利亞和南美，其中澳洲主要是鋰礦石、鋰鹽湖則主要集中在南美。并且，這些礦產(chǎn)從探明儲量到開發(fā)或者擴產(chǎn)大致需要5年左右的時間周期。至于金屬鈷和金屬鎳，鈷在中國是沒有的，而鎳在中國的產(chǎn)量也十分稀少。

　　因此，動力電池中的鋰、鈷、鎳等都屬于戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)，我國絕大部分都需要進口，種種跡象表明，短期內(nèi)上游材料似乎已經(jīng)拿捏了動力電池乃至新能源發(fā)展的主動脈，手里有沒有礦成為了考驗動力電池廠商的關(guān)鍵要素。

　　正因為如此，寧德時代大力布局鋰礦，作為動力電池的一代王者，寧德時代，從2018年3月開始，對外投資及自建鋰礦7個項目，其中大部分集中于海外，寧德時代也已經(jīng)通過自身或旗下參股公司投資了四個項目，鎖定鎳、鈷資源，保證其三元電池的材料供給。

　　由于電池上游金屬材料供應不穩(wěn)定，未來技術(shù)路線選擇至關(guān)重要，發(fā)展例如無鈷、鈉離子等新技術(shù)，可減少對特定上游資源依賴，降低原料端對電池生產(chǎn)成本影響。近年來，鈉離子電池將逐步搶占磷酸鐵鋰電池市場，蜂巢能源致力于“無鈷電池”的研發(fā)，固態(tài)電池等新型電池逐步投產(chǎn)。

　　3、技術(shù)進步難度加大

　　不錯，我國新能源電池企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面不斷得以突破，例如，寧德時代的CTP電池包技術(shù)、全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù)、國軒高科的JTM電池集成技術(shù)、比亞迪的刀片電池技術(shù)、天能電池集團的類蜂窩狀高能電極技術(shù)等，均為當今新能源電池行業(yè)的創(chuàng)新亮點。

　　雖然如此，但其整體技術(shù)創(chuàng)新實力仍相對較弱現(xiàn)狀沒有改變，主要集中于電池故障、續(xù)航問題、充電問題等方面，LG新能源電動汽車電池專利數(shù)量達到兩萬三千余個，在中國、韓國、美國和歐洲擁有全球化的技術(shù)創(chuàng)新中心，我國企業(yè)和其相比，還有差距。

　　另外，當鋰電池已經(jīng)發(fā)展成熟時，再往上突破就是一個非常緩慢的過程，進步但難度加大，從學術(shù)研究到產(chǎn)業(yè)投資再到應用，都要經(jīng)歷一個漫長的過程。

　　動力電池在生產(chǎn)要素上兼具設計和制造，在設計上整合四大材料構(gòu)成電池體系，成熟的配方需要研發(fā)數(shù)年，在制造上需要在保證良品率的同時不斷擴大規(guī)模降低成本。

　　未來我國仍需在新能源電池性能、電池組均衡、快充技術(shù)、電池能量、電池容易自燃及電池材料等方方面面加強基礎(chǔ)性科學研究，如果一些新型電池如鋰硫電池成功商業(yè)化應用，可用更小的體積提供足夠的能量密度。

　　結(jié)語：動力電池產(chǎn)業(yè)，要聚焦國家戰(zhàn)略，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建創(chuàng)新鏈，配置資源，加快實現(xiàn)動力電池技術(shù)革命性突破，支撐中國動力電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級和可持續(xù)發(fā)展。