動力電池攻守戰:爭搶2025,戰火燃向新賽道
隨著新能源汽車市場的飛速增長,動力電池產業也隨之崛起。經歷了一輪又一輪的市場爭奪后,動力電池產業格局愈加穩固。
然而,疫情和俄烏戰爭下,當前的動力電池行業也有了新的變數。二線電池廠商與一線開始搶占市場,部分主機廠希望在動力電池領域分得一杯羹,而上游的新舊材料之間也在暗自較勁。
億歐汽車特推出內容專題《動力電池的攻守戰》,探尋中國動力電池產業的未來。此外,億歐汽車還將于2022年6月中旬舉辦“GTM2022全球科技出行峰會——動力電池線上論壇”,與行業各頭部企業和資深業內人士共討行業發展新方向。
本文為專題系列文章第4篇,主要探討頭部動力電池廠商發展布局新方向。
縱觀新能源汽車產業,無論政策指向、市場數據還是行業內面向未來的布局趨勢,都驗證了新能源汽車及動力電池產業的發展前景。
不同于業內人士對新能源市場的信心與憧憬,大多消費者們對新能源汽車仍持觀望甚至懷疑態度。
中國電動汽車百人會等機構聯合發布的《中國新能源汽車市場洞察報告2021》顯示,人們在購買新能源汽車時,最關心續航、外觀、安全、成本、充電五大要素,而“續航”因素位居首位。
如果以傳統燃油車的常規性能為標尺,當人們面對新能源汽車日漸衰減的續航里程、難尋的充電樁、漫長的充電等待,甚至是偶發自燃的安全事件,很難對這個初出茅廬的大宗消費品抱有更高的信心。
新能源汽車動力電池包的能量密度和整車能量效率,是與燃油車性能PK的關鍵。動力電池,也成為補全新能源汽車短板,俘獲用戶芳心的關鍵所在。
用戶需求、市場需求,以及新能源動力電池領域逐漸白熱化的競爭勢頭,使這場以電池為主題的競賽蔓延至新的賽道。
寧德時代知情人士對億歐汽車說道,當下全球車企與寧德時代的合作是2016、2017年時寧德時代拿下的訂單。當下,大家正在努力爭取2025年以后的訂單。
“在這個過程中,下一代技術儲備和量產能力、本土化能力,成為這一輪國際競爭中的關鍵,也會決定未來的路能夠鋪多遠。”
中國廠商,超前卡位
不同于其他產業,由于動力電池最初是鋰電池的細分領域,而中國在3C鋰電池領域很早就形成了完備的制造產業鏈,所有當新一輪汽車動力電池浪潮襲來,中國恰如其分地把握了動力電池的先發優勢。
在動力電池領域,中國具有制造業的主場優勢。中國動力電池廠商也因此,在產業發展初期就有全球化的野心。
2022年第一季度,中國新能源汽車滲透率達到19.3%,純電動汽車滲透率達16.7%,按照工業發展慣例,滲透率即將觸達20%的新能源汽車,即將進入爆發式高速增長階段。
全球碳中和目標無疑是電動汽車市場的最大推手。伴隨銷量增長,市場的蛋糕膨脹,全球電動汽車的上游產業玩家正在集體進入藍海市場。
占整車成本高、技術壁壘難以逾越的動力電池細分領域,也在遵循水大魚大的法則。
這個不斷擴張的“蓄水池”中已經成長出各具競爭力的多樣物種,競爭將很快達到白熱化階段。
對于全球市占率前二的兩家動力電池廠商——寧德時代和LG新能源來說,二者對于全球車企在2025年后定點訂單的爭奪,已達到近乎“貼身肉搏”的狀態。
盡管LG新能源一度由于電池安全問題敗走中國,但其在海外市場的先天優勢和發展勢頭,令寧德時代不得不嚴陣以待。
2022年1月27日,LG新能源于韓國證券交易所掛牌上市,欲借助資本力量擴充產能布局市場,對資本上有先發優勢的寧德時代進行追趕。LG新能源3月24日稱,計劃投資約14億美元在美國亞利桑那州建設第二座全資動力電池工廠。
LG新能源基于韓企在海外市場上的先天優勢,攬得特斯拉、德國大眾、美國通用等海外車廠,訂單與產能的齊頭并進,這也促使寧德時代將北美的建廠擴產提上日程。
盡管寧德時代對LG新能源保持高度警惕,但在海外業務的拓展進程中,寧德時代更具備歷史優勢。
首先,寧德時代的前身——ATL(新能源科技有限公司,Amperex Technology Limited),就是一家以蘋果、微軟、諾基亞等海外客戶為主體的鋰電池廠商,其后被日本TDK集團全資控股后,ATL內部也被注入了日本精密制造的基因。
在誕生初期,寧德時代包括工業制造、質量、售后等在內的所有部門,幾乎全部是對標寶馬公司進行搭建。寧德時代邀請到寶馬公司的工程師來到中國手把手“教學”,在公司架構、生產制造等方面,又具有德系的風格。
正是這些“混血”基因,讓寧德時代在海外業務拓展過程中,常年積累全球各地的“高考試卷”,從而具備了多數中國企業不具有的“答題技巧”。
動力電池的三個“創新”
在動力電池領域,競爭的最優解是差異化的創新。
對于依靠單點技術重大突破獲得進展的動力電池廠商,和已經實現全球廣泛布局的動力電池巨頭,創新可以有截然不同的路徑。
在動力電池領域,清陶能源憑借深耕固態電池領域十余年經驗,近年陸續獲得北汽、上汽和廣汽三家車企的戰略加持,成為地方車企在固態電池領域的合作伙伴。
清陶能源聯合創始人、總經理李崢告訴億歐汽車,動力電池的創新,在技術上基本可分為三個層面。
首先是材料體系創新。這是動力電池最核心的創新部分,比如固態電池、鈉離子電池,就是典型代表。
鈉離子電池最重要的優勢就是成本優勢,用它來替代磷酸鐵鋰,就可以將正極材料的成本占比從整車的40%降至17%,若將鈉離子電池的正負極從銅箔轉換至鋁箔,則可以進一步節約成本。
但鈉離子能量密度低的特質,將其限制在低速車應用上,若想登“大雅之堂”,還需要將其與其他金屬進行結合,優勢互補后才好“發光發熱”。
其次是工藝創新,比如馬斯克所倡導的干法電極技術。這項創新中所包含的一體式壓鑄技術,使得其電池雖然還是液態鋰電池,但工藝程序改變,就能幫助提高電池的生產合格率,降低成本。
再者是系統集成創新,即電池形狀和成組方式創新。比較典型的創新是比亞迪的刀片電池,它更薄、更扁的形狀,能夠幫助電池組提升整體的安全性和其他性能,同時也帶來了大量的pack創新的可能。
這三個層面創新,在顛覆程度上具有邏輯關系,也可相輔相成。
在技術層面越淺的創新,其顛覆周期越短,往往能夠越快得到實現;技術層面更深的創新,雖然需要投入的各項成本更高昂,但卻不容易輕易被其他創新所顛覆。
李崢坦言,在他眼中,創新沒有優劣之分,各家企業的定位和能夠承擔的顛覆周期不同。但若整個行業的創新形成潮流趨勢,廠商彼此能夠相互借鑒,這將使動力電池行業的整體水平得到提升。
李崢所在的清陶能源,從2014年成立開始,就一直致力于動力電池的材料體系創新——固態電池的研發探索。關于動力電池創新,李崢和他的團隊也摸索出了一條與之相適應的產業化道路。
以2014年為分水嶺,在這之前李崢和他的團隊,一直以高校實驗室為根據地,在與日本某車企的合作中進行橫向課題研究,完成了固態電池技術路線論證。
2014年清陶成立之后,整個團隊基本認定固態電池的技術方向,通過借鑒以往的制造業經驗,在技術進一步迭代的同時,進一步進行產業能力和商業化的探索。
如果說以清陶能源為代表的中小規模廠商,更多尋求在固態電池等高度細分的領域尋求差異化點狀突破,那么寧德時代這樣的巨頭廠商,則利用算力、算法和數據,形成了一套寧德時代獨有的,以電化學為基礎的研發創新閉環。
寧德時代進行動力電池的研發,與人工智能通過收集數據反哺算法的邏輯非常相似。
比如在寧德時代的電化學實驗室,通過模擬不同化學元素配比在不同條件下的反應,就能夠倒推出為了滿足特定需求,某個材料需要的不同化學元素配比。
這一堪比把普通實驗進程加倍速推進的研發過程,也只有依靠強大算力和廣泛數據,才能覆蓋如此多的元素種類。
寧德時代知情人士對億歐汽車透露,一個能夠滿足當前動力電池研發需求的電化學實驗室,其成本達幾千萬,而測試驗證中心建下來,造價則高達數十億。
在寧德時代的研發體系背后,則是一個9000余人的巨型研發團隊,其大多來自全球頂尖高校的電化學及相關領域專業。
在這樣一套研發體系的支持下,寧德時代相繼誕生了電芯單體能量密度高達160Wh/kg,常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上的鈉離子電池、12000次循環長壽命電池、304Wh/kg高比能動力電池及模組、多功能復合集流體技術以及無模組CTP動力電池包,以及AB電池等多項全球首發成果。
時至今日,寧德時代已經通過這套研發體系,描繪了一幅涵蓋材料研發、產品研發、工程設計、測試分析、智能制造、信息系統等多個層級的創新圖譜。
幸存者與開拓者
如何在新的時代,成為一家偉大的汽車供應商?汽車產業的下一代形態到底是什么?
面對這些問題,每個廠商都在書寫自己的答案。
李崢告訴億歐汽車,如果現在還做不了全能冠軍,可以先做單打冠軍(能量密度比較高),然后持續進行技術迭代研發,直到變成全能冠軍(能量密度高,平均壽命長,瞬間放電的電流比較大,耐高溫也耐低溫等等)。
面對外部激烈的競爭環境,清陶最首要的目標是活下來,通過產品實現技術和商業的匹配。
李崢對億歐汽車坦言,在這個過程中,清陶最重要的競爭力,是自己摸索出的核心材料和制造工藝——企業對于核心的掌控力越強,未來的迭代效率就會越高。
“我們并不渴望上來就對標寧德時代的產品做替代,而是先找到特殊的應用領域。大有大的好處,小有小的特點,我們是錯位競爭。”李崢直言。
如果說清陶能源是海洋中已經穩定行駛,揚帆起航的中型船只,那么寧德時代或許是已經駛入深海漩渦區的航母,為了避免遭受沖擊,寧德時代已經加速了各方面的布局。
從上游的鋰、鈷、鎳、三元材料、磷酸鐵鋰材料,到中游鋰電設備和儲能設備,再到下游整車、汽車芯片、充換電服務、電池材料回收等環節,寧德時代通過投資參股、合資共建、簽訂長單協議等方式,對產業鏈進行垂直布局,鎖定了關鍵資源供應,力求價格穩定。
寧德時代告訴億歐汽車,在消費者反饋及相關部門的政策法規推動下,安全、長壽命、高能量密度、快充會繼續保持主流。
寧德時代認為,短期內,對于已商業化應用的液態鋰離子電池領域,電池技術會圍繞著這些主流需求而發展;從長期來看,全固態電池、鈉離子電池、無貴金屬電池等將是下一代電池的重要發展方向。
對此,寧德時代知情人士坦率地表示:“沒有人可以給寧德時代抄作業,我們沒有抄過別人的作業,也無法被抄寫,因為我們面對的是截然不同的命題。”
結語
這場燃油車向電動汽車的轉變,歸根結底是一場人類出于對科技改變生活的追求、對降碳節能目標的堅持,而自發主導的轉變。
變革當中,人類始終在處理平衡,比如污染與效率的平衡、技術與商業的平衡、競爭與合作的平衡。
動力電池廠商未來面對的是足夠寬闊的全球市場,這是沒有界限和標準的競技場。在這個過程中,廠商們基于各自不同的競爭力,將隨著對立與互補關系的轉變,形成新的生態。
動力電池領域有較量,但不會是一場你死我活的競爭,未來的合作趨勢將大于競爭。