中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：受供應(yīng)鏈危機(jī)等因素影響，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一段低谷時(shí)期。
從乘聯(lián)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)來看，2022年1-5月，乘用車零售銷量水平基本位于歷史同期的低位水平，除了2月出現(xiàn)同比正增長(zhǎng)，其余4個(gè)月均呈現(xiàn)下滑態(tài)勢(shì)，3-5月甚至出現(xiàn)兩位數(shù)降幅。
同期，新能源乘用車卻表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭，累計(jì)銷量達(dá)171.2萬輛，同比增長(zhǎng)119.5%。乘聯(lián)會(huì)認(rèn)為，供給改善帶來市場(chǎng)火爆，但溯本逐源，消費(fèi)端需求旺盛，才是新能源車逆勢(shì)上揚(yáng)的根本原因。而消費(fèi)者對(duì)新能源車、尤其是電動(dòng)車的接受度大幅提升，主要得益于動(dòng)力電池技術(shù)的突飛猛進(jìn)。
事實(shí)上，電動(dòng)車的發(fā)展歷史并不比燃油車短，甚至比燃油車的誕生年份更早。1832—1839年間， 美國(guó)人安德森發(fā)明了世界上第一輛電動(dòng)車，這是一輛三輪汽車。后來人們不斷改進(jìn)電池技術(shù)，提高電池容量，促使電動(dòng)車銷量全面超越燃油車。進(jìn)入20世紀(jì)20年代，由于德克薩斯、俄克拉荷馬和加利福尼亞等大油田的發(fā)現(xiàn)，降低了汽油價(jià)格，內(nèi)燃機(jī)汽車逐漸勝出。
近幾年，電動(dòng)車卷土重來，增長(zhǎng)勢(shì)頭令燃油車望塵莫及，其中一個(gè)最重要的原因便是動(dòng)力電池技術(shù)再一次突破瓶頸。事實(shí)上，回顧電動(dòng)車誕生以來每一個(gè)階段的躍進(jìn)，都與電池技術(shù)的突破密不可分。
那么，動(dòng)力電池究竟經(jīng)歷了一場(chǎng)怎樣的質(zhì)的飛躍？
動(dòng)力電池“兩足鼎立”
動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車整車成本中的占比約為40%，可以說是一輛電動(dòng)汽車?yán)镒钯F的零部件。并且，動(dòng)力電池的容量決定了電動(dòng)車的續(xù)航里程，因此，電池的技術(shù)成長(zhǎng)，直接決定了電動(dòng)車的發(fā)展。
最早應(yīng)用于電動(dòng)車的動(dòng)力電池是鉛酸電池，由法國(guó)物理學(xué)家加斯東·普蘭特于1859年發(fā)明，這是第一款實(shí)現(xiàn)了可充電、循環(huán)使用的動(dòng)力電池。鉛酸電池體積大、質(zhì)量大、能量密度小、功率密度低，只能實(shí)現(xiàn)40-65公里的續(xù)航水平，最高時(shí)速也只有30公里。1920年左右，隨著城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們出行的半徑也不斷增大，鉛酸電池輸給了逐漸興起的內(nèi)燃機(jī)汽車。
1992年索尼成功開發(fā)出商用鋰離子電池，這種電池可重復(fù)充電，迅速成為移動(dòng)電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備的源動(dòng)力。后來隨著技術(shù)發(fā)展，誕生了三元鋰電池這種形態(tài)，并得以在電動(dòng)車上應(yīng)用。
磷酸鐵鋰電池起源于1996年，德州大學(xué)John Goodenough教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，磷酸鐵鋰具有可逆性地遷入脫出鋰的特性，啟發(fā)了全球各電池廠商將磷酸鐵鋰作為鋰電池正極材料的研究，這個(gè)發(fā)現(xiàn)后來被視作磷酸鐵鋰電池發(fā)展史的開端，并最終促成了磷酸鐵鋰電池的誕生。
此后，三元鋰與磷酸鐵鋰兩種技術(shù)路線經(jīng)歷了數(shù)十年的博弈。
2009年，為了推廣新能源汽車，中國(guó)啟動(dòng)了“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程”，通過補(bǔ)貼的形式達(dá)成“每年10座城、1000輛新能源車”的目標(biāo)。
2009-2016年，補(bǔ)貼政策比較傾向于商用車，磷酸鐵鋰電池由于成本低、安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)份額超55%。
新能源車推廣的最終目標(biāo)是私人消費(fèi)群體，2017年開始，政策逐步向乘用車傾斜，新能源汽車補(bǔ)貼按照能量密度進(jìn)行差異化補(bǔ)貼，能量密度高于120Wh/kg的按照1.1倍補(bǔ)貼，也就是說，國(guó)家鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展更高續(xù)航水平的新能源車。因此，能量密度更占優(yōu)的三元鋰電池反超磷酸鐵鋰電池，后者的市場(chǎng)份額一度跌至30%以下。
隨著新能源汽車市場(chǎng)井噴式擴(kuò)張，電池原材料市場(chǎng)出現(xiàn)供給不足，對(duì)稀有原材料依賴度更小的磷酸鐵鋰，憑借成本優(yōu)勢(shì)重回主流。
回顧這兩種技術(shù)路線的發(fā)展，至今也未分出勝負(fù)，三元鋰與磷酸鐵鋰呈現(xiàn)出螺旋式交替上升的發(fā)展路徑，形成“兩足鼎立”的競(jìng)爭(zhēng)格局。
集邦咨詢鋰電分析師曾佑鵬接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)表示，國(guó)內(nèi)新能源汽車補(bǔ)貼預(yù)計(jì)于2023年退出，三元鋰電池憑借更高能量密度獲得政策補(bǔ)貼的優(yōu)勢(shì)將有所減弱，疊加未來幾年電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)α姿徼F鋰電池的市場(chǎng)需求上揚(yáng)，判斷磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量增速將遠(yuǎn)超三元鋰電池。并且，從目前市場(chǎng)發(fā)展情況來看，磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量增長(zhǎng)預(yù)期同樣高于三元鋰電池，“樂觀預(yù)計(jì)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)磷酸鐵鋰電池占比有望達(dá)到70%?！?
另一邊，乘聯(lián)會(huì)秘書長(zhǎng)崔東樹指出，從材料角度看，目前磷酸鐵鋰電池的能量密度已無太多上升空間，這很可能限制其未來的應(yīng)用場(chǎng)景。
無鈷電池量產(chǎn)裝車
因此，不少企業(yè)并未放棄三元鋰電池，而是在不斷嘗試將其優(yōu)化。
在現(xiàn)有三元體系的鋰離子動(dòng)力電池中，正極材料的成本約占整體成本的30%至45%，其中，鈷元素作為原材料中的一種，占約20%的比重。但鈷屬于稀缺材料，鈷金屬價(jià)格昂貴且分布比較集中，全球 66% 鈷產(chǎn)量都出自政局不穩(wěn)定的剛果（金）。這使得鈷的開采充滿了不確定因素。
其實(shí)，鈷元素并不參與電化學(xué)反應(yīng)，所以確保高鎳同時(shí)（鎳是三元鋰電池正極材料的主要原料之一），降低鈷含量，能夠有效提升動(dòng)力電池的能量密度并同時(shí)降低成本。因此，在以高鎳體系為共識(shí)的大前提下，包括松下、LG、寧德時(shí)代等國(guó)際主流動(dòng)力電池制造商都將低鈷及無鈷化電池作為下一代動(dòng)力電池的研發(fā)方向。
2021年7月，國(guó)內(nèi)一家電池廠商研發(fā)生產(chǎn)的無鈷電池開始量產(chǎn)裝車。研發(fā)生產(chǎn)這種電池的正是國(guó)內(nèi)的鋰電黑馬——蜂巢能源。
蜂巢能源前身是長(zhǎng)城汽車動(dòng)力電池事業(yè)部總部位于江蘇常州，是一家專業(yè)鋰離子電池系統(tǒng)提供商，專注于新能源汽車動(dòng)力電池及儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。蜂巢能源成立僅三年，估值就超過了460億，2021年裝機(jī)量進(jìn)入了全球前十。
早在 2018 年蜂巢能源就開始投入研發(fā)無鈷電池；2020 年 9 月，蜂巢能源在北京車展發(fā)布了無鈷電池兩大產(chǎn)品平臺(tái)；同年 12 月電池日上，蜂巢能源宣布無鈷電池正式接受全球預(yù)訂；2021年 4 月 8 日，蜂巢能源常州工廠無鈷正極材料量產(chǎn)下線；三個(gè)月后，無鈷電池首款產(chǎn)品正式下線。
蜂巢能源為何能夠如此快速地發(fā)展？“不走尋常路”的科研創(chuàng)新基因是關(guān)鍵因素之一。除了常規(guī)鋰電，蜂巢能源還研發(fā)了許多震驚全行業(yè)的黑科技，比如在業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的高速疊片工藝，能夠使電池的能量密度提升5%，壽命提升10%到20%；短刀電池則打破了模組限制，將電池包結(jié)構(gòu)件數(shù)量減少了35%，具有極廣的適用性；此外，蜂巢能源還在積極研發(fā)果凍電池，區(qū)別于主流的液態(tài)電解質(zhì)，果凍電池的電解質(zhì)是果凍狀的，具有自愈合、阻燃等特點(diǎn)，可進(jìn)一步提升電池的安全性。
當(dāng)然，無鈷電池依然屬于三元鋰離子電池組，目前業(yè)界常用的三元鋰電池為NCM鎳鈷錳和以特斯拉為代表的NCA鎳鈷鋁，與這兩者相比，蜂巢能源研發(fā)的無鈷電池最大區(qū)別是用其它元素取代了鈷。
蜂巢能源官方信息顯示，其研發(fā)的無鈷電池具有高能量密度、高安全、高壽命三大核心優(yōu)勢(shì)。
比如，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，蜂巢能源無鈷電池與高鎳三元電池相比，增加了錳的含量，安全性得到顯著提高。在熱穩(wěn)定方面，蜂巢能源的無鈷電池能夠通過150℃的熱箱實(shí)驗(yàn)。
蜂巢能源無鈷電池采用的單晶技術(shù)在輥壓過程中具有更強(qiáng)的顆粒強(qiáng)度和更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，能夠大幅提升耐壓力強(qiáng)度。這種穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)能夠幫助無鈷電池實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的循環(huán)壽命，在DOD為92%時(shí)可實(shí)現(xiàn)2500次循環(huán)。
智造升級(jí)才是紓解行業(yè)困局的密鑰
除了無鈷電池，業(yè)內(nèi)還在研發(fā)固態(tài)電池、石墨烯電池等新技術(shù)。然而無論技術(shù)如何演進(jìn)，恐怕都很難解決電池行業(yè)目前面臨的困境：原材料大幅漲價(jià)導(dǎo)致電池制造成本攀升、大規(guī)模制造給企業(yè)生產(chǎn)管理能力帶來巨大挑戰(zhàn)、電池產(chǎn)品品質(zhì)與產(chǎn)線效率亟待提升。
自從2021年以來，由于新能源汽車市場(chǎng)需求旺盛，動(dòng)力電池裝機(jī)量需求大幅增長(zhǎng)，帶動(dòng)動(dòng)力電池原材料價(jià)格飛漲。與2021年同期相比，電池級(jí)碳酸鋰的市場(chǎng)報(bào)價(jià)上漲近10倍，動(dòng)力電池原材料鎳、鈷的價(jià)格的同期漲幅也接近一倍。
“目前主要是鋰價(jià)格上漲?！盨MM電池材料咨詢顧問李明向36氪未來汽車日?qǐng)?bào)表示。與鈷、鎳等材料不同，鋰在動(dòng)力電池的制造中占據(jù)著不可替代的地位。無論是三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池還是固態(tài)電池、石墨烯電池，鋰均是必備元素。
原材料漲價(jià)的蝴蝶效應(yīng)很快傳導(dǎo)至銷售終端，自今年3月以來，包括理想、小鵬、比亞迪、蔚來在內(nèi)的多家新能源車企宣布上調(diào)車型售價(jià)。
這對(duì)于即將迎來拐點(diǎn)的新能源汽車市場(chǎng)來說，并不是一件好事。如果消費(fèi)者的購(gòu)車意愿受到影響，整個(gè)新能源車市場(chǎng)的發(fā)展都將隨之受制。
原材料的定價(jià)權(quán)并不在電池廠商手中，要想控制成本，只有通過制造環(huán)節(jié)尋找解決方案。
除了原材料問題，動(dòng)力電池需求量攀升，電池制造商需要推動(dòng)更大規(guī)模的制造，意味著要面臨多工廠、多業(yè)務(wù)板塊、大供應(yīng)鏈、大制造、大交付等極為復(fù)雜的管理考驗(yàn)，這需要?jiǎng)恿﹄姵仄髽I(yè)加大數(shù)字化能力，切實(shí)提升整體運(yùn)營(yíng)管理能力。此外，電池品質(zhì)提升與生產(chǎn)效率的提高，也都指向制造環(huán)節(jié)進(jìn)一步智能化。
眼下，動(dòng)力電池制造從自動(dòng)化階段，向數(shù)字化與智能化全面升級(jí)已是大勢(shì)所趨。業(yè)界已達(dá)成普遍共識(shí)，產(chǎn)業(yè)升級(jí)需要在產(chǎn)線及制造環(huán)節(jié)進(jìn)行AI智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等深度融合。
為了實(shí)現(xiàn)鋰電智造升級(jí)，盡快實(shí)現(xiàn)上述融合，蜂巢能源發(fā)起了“創(chuàng)新成就你我 ? 先蜂產(chǎn)業(yè)合作伙伴全球招募”大賽，聯(lián)合蜂巢資本、章魚博士，攜手36氪，聚焦鋰電三新（新技術(shù)、新工藝、新材料）和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（大數(shù)據(jù)、AI智能、通信等）等領(lǐng)域，面向全球招募高潛力的技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)或高校技術(shù)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行創(chuàng)新技術(shù)項(xiàng)目孵化，為企業(yè)快速成長(zhǎng)賦能，助力構(gòu)建優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。此外，招募將有5億元產(chǎn)業(yè)鏈投資基金扶植，入圍的團(tuán)隊(duì)將入駐章魚博士，并獲得管理、成長(zhǎng)等多方面的產(chǎn)業(yè)協(xié)同賦能方案。
據(jù)了解，蜂巢能源將投入5億元產(chǎn)業(yè)鏈投資基金，入圍的團(tuán)隊(duì)通過投資盡調(diào)將有機(jī)會(huì)入駐章魚博士，并獲得技術(shù)、組織等多方面的產(chǎn)業(yè)協(xié)同資源支持。就如同2014年特斯拉開放了所有的專利技術(shù)，以饗同行，才徹底激活了電動(dòng)車新一輪的發(fā)展。只有秉持開放的心態(tài)，才能促使產(chǎn)業(yè)不斷前行。蜂巢能源將與合作伙伴共同激發(fā)新技術(shù)，探索推動(dòng)動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展的新方向。
