叠片和无钴电池将成为基础性的未来趋势
由于产业在全球范围内的快速发展,作为新能源汽车最核心零部件之一的动力电池产业也迎来了高速发展的机遇期。但与此同时,动力电池产业的竞争也越来越激烈,随着创新技术的不断发展,动力电池全球竞争愈加白热化。
如何让动力电池容量更高、安全更有保障、材料价格更便宜,低钴甚至无钴已经也了电池发展的趋势。无论是材料的优化、形状的选择、封装的形式,人们在这条道路上一直努力着。
在8月12日下午,第十二届中国汽车蓝皮书论坛的电动化板块中,蜂巢能源总裁杨红新对动力电池格局和未来技术发展路线进行了分析。以下是杨红新演讲的实录,此处有删节。
大家下午好,我是蜂巢能源的杨红新,其实上一场殷总主持得特别好,成功让充电和换电两组人怼起来,我是特别想参与上一场的讨论。因为我原来是在整车厂工作了十几年,近几年是在电池厂工作,所以我也有我的一些想法。不管是充电还是换电,前提都是车电分离是最重要的,只要车电分离做到了,其实对电池企业都是最大的受益者。因为车电分离以后,消费者购车成本降低了,电动车卖得多了,要建换电站,除了车上的电池,换电站也要储备很多的电池,所以对电池企业是一个利好。
另外一点,刚才提到的标准化问题。我们电池企业也特别关注电动汽车电池的标准化,这个事情短时间肯定很难实现,但是长期看是有机会实现的,取决于电池的体积能量密度到底做到什么样的水平。接下来我参与的主题是动力电池格局和技术路线的演化。刚才提到的电池标准化,其实就是未来一个非常重要的技术路线的演化趋势。大家知道12V的铅酸电池,基本都已经通用化,不管是大众、奥迪还是国产车,都可以用同样的12V铅酸电池。但是锂电池太大了,它严重地挤压了整车的轴距、轮距和高度,所以很难做到标准化。如果体积能量密度提高一倍,我们把整个电池包的宽度缩短一半,把它集中在车辆的中通道的位置,这个时候是可以做到标准化的。靠什么来实现?肯定是靠从化学体系到结构设计不断的创新来实现的。
今天,我们想说的是动力电池未来的格局,核心的路线到底是什么?其实走什么技术路线,取决于客户的需求是什么,取决于整车厂的需求是什么。客户跟整车厂到底需要什么呢?大家在新闻上经常听到自燃问题,所以安全肯定需要,大家说一次购车成本高,所以成本很重要。
大家说现在电池太重,体积太大,所以能量密度也很重要。还有循环寿命,有人想用20年,寿命很重要,有人想快充,功率也很重要,放电功率也很重要,这些都是客户和整车企业的需求。那我们做哪一点,不做哪一点,整车厂来说都想要,但是对电池厂来说很难,因为这里面很多指标是相矛盾的。我们不可能在今天,把安全、寿命、功率每一个拎出来单说。
未来的趋势会变成什么样?我是希望站在最基础的角度做一些分析,哪些基础技术可以同时实现多个未来客户跟整车厂的需求,尽量满足多样化的需求。那么我选择的主题是叠片跟无钴,也是有它的原因的,刚才讲充电的时候也提到了一个,现在电动车的销售对象,主要还是B端的多,今年开始C端的多了,什么时候电动车开始真正的普及?一定是大量私家车主成为购车主力,占到90%以上,就像现在的燃油车一样。那么什么时候才能够实现,以及要做什么工作?成本是非常大的一个障碍,也是非常关键的一个诉求。这里面有一个测算公式,是成本回收期的计算,我们把它分成A00、A0、A、B、C不同级别的车,不同级别的车电池价格是不一样的。
不同电池的价格,从纵坐标来看,成本回收期也是不一样的,这里面考虑了很多价差和用车成本的因素在里面。那么市场上将来最主流的电动车,其实应该和燃油车一样,是A级车应该占到绝大部分的市场销量,是最主流的车型。我们看A级车,实现跟燃油车对等,以及满足客户期望的成本回收期,经过测算是3.4年。什么时候能够实现,保守的测算是2025年。
2025年电池的成本可以支持A级主流家用车,在3.4年之内,跟燃油车对比回收回来,就可以达到一个大规模普及程度,这是一个比较新的维度的思考。它不仅仅单纯的考虑是初始构成成本,考虑了非常多的因素。成本既然这么关键,影响到我们什么时候实现电动车的普及,我们希望2023年更早的普及才好,这样我们的电池还可以多卖一些。那么怎么降成本?我们回顾历史,其实各方面都在降,材料在降,设备价格在降,制造成本在降,设计工艺产生的结构性的成本也在降,都在降。但是,其实这里面有很多数据,降幅最大的还是四大主材,四大主材类里降幅最大的还是正极,降幅是非常高的。我们说生产效率,一次成本投入非常大,建一个电池厂的投资比建一个汽车厂还要大。但是如果分摊到5年折旧,10年折旧里面,再分摊到每瓦时的电芯成本里面,设备占成本比是比较低的,几分钱,但是材料占比是最大的,影响也是最大的。
所以我们的关注焦点,还是要放在主材上。当然技术进步,我们CTP的技术,以及我们长电芯的开发,进一步提高密度,都可以进一步降低成本。CTP最近比较火,但是我认为它更主要的作用是可以提高安全性。因为我把模组的端板、侧板取消以后,可以释放出大量的空间,这些空间可以用于增大电芯的间隙,就有机会实现一个电芯热失控,相邻电芯不产生热失控这样的一个目标,这样的目标实际上已经成为国际跟国内的最主要的目标。所以CTP不仅可以降成本,还可以提高我们的安全性。这也是汽车行业,电池行业在积极努力创新的地方。
我们提到正极材料,就不得不提到对正极材影响最大的是什么。现在除了磷酸铁锂以外,最大的材料供应体系还是三元锂电池,如镍钴锰、镍钴锂,当然镍占比很高,811电池中镍占80%左右的,但是镍在全球的金属比例当中,用在锂电池上占比是小的。钴是不一样的,手机用的是钴酸锂,用钴量非常大,所以钴对正离子材料成本影响是非常大的。
我做过锂电池很多年,下面坐着做电池的前辈,大家可能都知道,2008和2018年,10年中出现了两次钴价的剧烈波动,从10元左右涨到40多元,还买不到。如果电动汽车将来要做到一年一千万辆,一年两千万辆,这种大工业连续制造的商品,是不允许出现这样的供应链问题的。汽车企业讲供应链安全,它是绝对不允许出现的。这种情况是严重的会制约电动汽车的普及的。