主机厂火拼全固态电池,成王败寇丨人汽

人汽解读吧 2024-10-11 03:14:40

作者:宋家婷

得动力电池者得天下。

2024年,全球汽车业出现了几大令人深思的现象级事件:

一是全球范围内电动汽车发展趋于放缓;二是欧美正式对中国电动汽车竖起高墙;三是围绕“电比油低”和“油电同权”的争议,中国主流汽车厂商陷入生死激辩。

然而不要怀疑,上述事件的主角们——无论是国家、地区还是汽车制造商,都无从回避一个事实:电动汽车仍旧是全球汽车业的未来,中国市场也依旧是绕不开的新能源试金石。

高盛去年一份报告预测称,全球电动车市场渗透率将从2020年的2%跃升至2025年的17%,并在2030年和2040年分别达到35%和63%。

中短期来看,中国在这一趋势中扮演了领头羊的角色。2023年,中国新能源汽车销量逼近1000万辆,占据全球新能源市场份额的63.4%,今年上半年这个数字进一步提升至64.5%。

同样,作为全球新动能领跑者,中国新能源市场新的竞争格局也开始清晰起来。

9月,在由寰球汽车集团主办的“革新・动能——2024动力电池发展趋势论坛”上,中国汽车产学研企业界针对新能源汽车的“心脏”——动力电池当下以及未来的发展趋势、技术创新路径、安全性提升策略以及市场应用前景等问题展开讨论,并以“吉利神盾短刀电池”为研究范本,深入探讨了动力电池技术特定、安全性、用户感知以及对整车的影响,进一步印证了中国新能源技术的先进性。

笔者了解到,这场为时三个小时的论坛线上观看量达到了10万+,这再次说明历史的进程不以个人喜好和意志为转移,电动汽车依旧牵动着万众心弦。我们认为值得关注的变化有以下几点:

主机厂造电池渐趋主流

2024年中国动力电池生产商格局有了清晰的变化。

以吉利汽车正式进场自造电池为节点,中国市场正式形成了宁德时代、比亚迪和吉利汽车三足鼎立的新格局。

这其中,宁德时代是全球动力电池供应商,比亚迪既是车厂也是动力电池制造商以及供应商,吉利汽车实际上也不算新手,其在2018年就与宁德时代成立了合资公司,现在可以视为单飞了。

整车企业亲自下场造电池不稀奇。除了比亚迪,上汽、广汽、长城汽车孵化的蜂巢能源,以及蔚来等新势力都在自研动力电池。跨国车企里,特斯拉一直没有放弃自研4680电池,大众汽车自建电池工厂战略则始于2021年,当时计划到2030年在欧洲建立六家工厂。

但是如你所见,在业界形成大规模影响力者寥寥。直到现在,也还没有谁能像宁德时代和比亚迪一样在规模上具备影响力。传统车企巨头大众汽车的电池业务也一波三折,在欧洲本土和北美市场都遭遇重挫。

至于汽车制造商为什么要亲自抓电池业务?原因很简单,动力电池是新能源汽车的大头,截至目前成本依旧占据新能源整车成本的40%-60%,也因此动力电池是新能源汽车最赚钱的部分。

这一点在宁德时代身上就体现得尤为明显。广汽集团董事长曾庆洪发出“给宁德时代打工”感慨的2022年,宁德时代净利润达到了307.3亿元,同比大增92.89%。作为对比,2022年广汽集团归属于上市公司股东的净利润约为80.68亿元,同比增长仅约10.00%。

同样汽车主机厂卷得连连叫苦的今年上半年,宁德时代归属净利润约为228.65亿元,仍旧实现了10.37%的同比增幅。

比亚迪就更不用说了。这两年敢以猛烈的“价格战”成为全民公敌,比亚迪完全得益于动力电池端自产的成本优势。

“上游利润和下游利润都在电池上,宁德时代+比亚迪两家利润在2023年达到106亿美元,这是世界五百强的统计,整个汽车行业世界五百强只有170亿,像比亚迪、宁德时代拿到60%的利润。”

正如中国汽车流通协会汽车市场研究分会秘书长崔东树所言,世界新能源汽车规模前三里的特斯拉、比亚迪都在造电池,排名第三且有着多年电池研究的吉利不造电池怎么看都不合理。

从体量上来看,已经堪比“大众帝国”的吉利集团也有理由自研电池。至于它能够从目前宁德时代+比亚迪的七成市场份额里夺到多少蛋糕倒是蛮具看点。

磷酸铁锂性能大幅提升

现在来看动力电池赛道。三元锂电池和磷酸铁锂电池是动力电池两大主流派别。前者能量密度高,续航里程长,但稳定性弱、循环寿命欠佳且成本居高不下;后者在安全性能、循环性能及成本方面具有优势,缺点则在于导电性不足、能量密度低,续航里程提高有限。

由于2018年至2020年能量密度成为中国新能源补贴政策硬指标,三元锂电池一度取代磷酸铁锂电池占据市场主导权,2021年因为新能源补贴大退坡磷酸铁锂电池再次回到C位。

当前磷酸铁锂电池继续稳居市场主流。根据乘联会数据,今年1-8月中国汽车行业累计销售新能源汽车601.6万辆,同比增长35.3%。同期,中国动力电池累计装车量292.1GWh,累计同比增长33.2%。

其中,磷酸铁锂电池累计装车量高达206.2GWh,占据总装车量的70.6%——这也是磷酸铁锂电池再次回到2017年左右的市场份额水平线。

不过,此磷酸铁锂已经远非昔日磷酸铁锂。这几年回归主场的磷酸铁锂电池除了成本上的优势,能量密度短板也得到了大幅提升。性能提升主要得益于材料创新、电池结构优化和制造工艺的改进,这其中不仅包括对现有技术的优化,还包括对全技术、新材料的探索和应用。

比如:

相较于2020年3月比亚迪推出的第一代磷酸铁锂“刀片电池”,吉利汽车今年6月发布的自研自产神盾短刀电池,在安全性能、循环寿命、快充能力和低温放电等方面都有了大幅提升。

吉利汽车研究院新能源开发中心电池系统部部长姜云启透露,神盾短刀电池也是最新一代“刀片式”磷酸铁锂电池,能量密度达到了200Wh/kg,利用率可达50%以上。同时,该电池拥有长寿命和高健康度,电芯循环寿命达3500次,支持车辆行驶超100万公里。

单从技术参数上来看,目前可以与之匹敌的是,今年北京车展发布的宁德时代神行PLUS电池,后者也是新一代磷酸铁锂电池,系统能量密度达到了205Wh/kg,在CLTC综合工况下续航能力达到1000公里。不过,较之吉利神盾短刀电池发布即量产,宁德时代神行PLUS电池量产最快也要在今年年内。

在安全性能上,吉利神盾短刀电池长度580mm,比长刀电池缩短约40%,长度更短、内阻更小、电芯发热量较小,可有效降低本身存在的安全风险。在针刺实验中,该电池以超国标8倍标准,8根钢针穿刺1小时电芯无恙,枪击实验中受爆裂性损坏也不起火爆炸。

比亚迪原本计划在今年8月发布第二代刀片电池,能量密度将达到190Wh/kg,纯电车型的续航也将突破1000公里。不过目测时间有所推迟,不久前比亚迪海豹新车型发布会上,比亚迪纯电平台总监姜龙表示,无论长刀还是短刀(电池),比亚迪都储备了解决方案。

除此之外,中国主流车企都在推出新一代磷酸铁锂电池。包括已经进化到第二代的极氪金砖电池、蜂巢能源短刀电池以及广汽埃安因湃电池等等。

随着中国本土车企相继加入新一代磷酸铁锂电池赛道,原本坚持三元锂电池的海外车厂以及动力电池巨头也开始动摇,并宣布将磷酸铁锂电池技术纳入战略规划。

有机构预测,至2030年全球锂电池市场需求将突破5100GWh大关,其中磷酸铁锂电池的需求量预计将达到3000GWh。换言之,市场够大,就看谁能吃下来。

下一阶段:火拼全固态电池

我们从三元锂电池和磷酸铁锂电池各自主导市场三五年的态势可以发现,技术的更迭永无止境,人类追求更高更快更强的效率。虽然,目前锂电仍然是现阶段动力电池的最优解,然而受制于物理特质的天花板,新一代的电池技术研发以及商业化仍迫在眉睫。

汽车行业公认动力电池最具颠覆性的改变,是固态电池、锂硫电池等完全不同于现有一代锂电池的新型电池技术。

基于高安全性、高能量密度和快充能力优势,固态电池就被称为“动力电池的下一个风口”。该技术不仅提升了电动汽车行业的潜力,还打开了电动航空、低空飞行器、机器人等新领域的机会,未来市场前景巨大。

在商业化时间表上,此前各国达成的默契均是2025年至2030年。由于固态电池从实验室到工程化的转化过程中存在不少挑战,俄罗斯工程院外籍院士、浙江大学求是科研教授、中科院客座教授熊树生认为,就技术成熟度来说固态电池还需要一段打磨时间。

此前比亚迪首席科学家、汽车总工程师、汽车工程研究院院长廉玉波也表示,固态电池三年内落地比较艰难,五年落地比较现实,即使固态电池在五年以后大量应用,也主要是在高端车、高性能车上使用,等普及到经济型的车型可能需要15年,甚至是20年。

不过受到电动汽车的猛烈冲击,目前全球车企都将目光瞄准了这一赛道。特别是电动汽车落后于中国车企的跨国巨头,将全固态电池视为夺回话语权的最后一击。

固态电池研发的领跑者丰田汽车,2023年6月公开表示已经攻克全固态电池难题,计划2027年开始大规模上车,前不久又宣布其固态电池生产计划已获得日本政府正式批准,将提前至2026年正式开始生产。

大众汽车、奔驰、日产等多家跨国车企也都在加速推进固态电池落地,宝马还自建了电芯研发中心,且也计划在2026年实现固态电池量产。LGES、三星SDI等海外电池厂商也在加速推进固态电池布局,计划2027年至2028年量产全固态电池。

那么,中国企业在固态电池赛道的储备和表现又如何?

截至2024年,包括宁德时代等企业半固态电池已经实现装车,主机厂里包括上汽、广汽都已经有相应布局,其半固态电池也在2024年开始上车。就全固态电池而言,包括广汽集团、宁德时代在内实现上车也将在两年以后。

在新一轮的核心技术竞争中,中国企业会不会再次走在全球前列?跨国企业又是否能够实现反超?这将是磷酸铁锂短刀时代之后的又一个争夺点。无论之于谁,考验的都是速度和眼界,胜者为王败者为寇。

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