在業(ye) 內(nei) 看來,刀片電池挑戰三元鋰電池市場地位的關(guan) 鍵就在於(yu) ,更優(you) 的安全性。動力電池行業(ye) 老二比亞(ya) 迪,準備借刀片電池打一場翻身仗。王傳(chuan) 福寄予厚望的刀片電池,寧德時代董事長曾毓群卻表現得有點不屑。
中國動力電池兩(liang) 大龍頭企業(ye) 比亞(ya) 迪和寧德時代,這對已經明爭(zheng) 暗鬥許久的對手,近期上演了一場“互懟、反擊”的精彩戲碼。
這場好戲,由一根鋼針引發。
一根針引發的爭(zheng) 論
3月29日,比亞(ya) 迪發布刀片電池。
刀片電池和傳(chuan) 統動力電池的最大差別體(ti) 現在電池的設計上。和以往塊狀或者圓柱結構不同的是,比亞(ya) 迪刀片電池設計成又長又薄的形狀,形似刀片,然後疊加起來組成扁平化的電池包,平鋪在車底。
根據比亞(ya) 迪當時介紹的情況,刀片電池的主要優(you) 點包括刀片電池設計有利於(yu) 電池包整體(ti) 的散熱,散去多餘(yu) 的熱量可以降低高溫對電池的損害,從(cong) 而延長電池使用壽命;提升電池包的整體(ti) 剛度,有效減少因電池包變形導致內(nei) 部線路或者插接件擠壓、磨損等引起的事故,從(cong) 而提高電池的安全性。
值得注意的是,比亞(ya) 迪對外公布了刀片電池順利通過“針刺試驗”的完整測試視頻,予以佐證其在安全性方麵的優(you) 勢。比亞(ya) 迪股份副總裁、弗迪電池董事長何龍稱,“針刺測試”是目前行業(ye) 內(nei) 公認的對電池電芯安全性最為(wei) 嚴(yan) 苛的檢測手段,“電池的針刺測試,就像我們(men) 攀登珠穆朗瑪峰這個(ge) 難度”。
比亞(ya) 迪公布的三種動力電池針刺對照測試結果顯示:三元鋰電池在鋼針刺入後迅速冒煙、劇烈燃燒,表麵溫度超過500℃,電池表麵的雞蛋被炸飛;磷酸鐵鋰塊狀電池在針刺後雖然無明火,但是有煙,電池表麵溫度超200-400°C,電池表麵的雞蛋被烤焦;而比亞(ya) 迪刀片電池無明火、無煙,表麵溫度隻有30-60℃,電池表麵的雞蛋無變化。
“刀片電池將改變行業(ye) 對三元電池的依賴,將動力電池的技術路線回歸正道,並重新定義(yi) 新能源汽車的安全標準。”比亞(ya) 迪董事長王傳(chuan) 福如此表示。
在業(ye) 內(nei) 看來,刀片電池挑戰三元鋰電池市場地位的關(guan) 鍵就在於(yu) ,更優(you) 的安全性。動力電池行業(ye) 老二比亞(ya) 迪,準備借刀片電池打一場翻身仗。
王傳(chuan) 福寄予厚望的刀片電池,寧德時代董事長曾毓群卻表現得有點不屑。
5月11日下午,曾毓群在寧德時代(300750.SZ)2019年度業(ye) 績網上說明會(hui) 時如此回應:目前據報道的刀片電池是我們(men) 2016年量產(chan) 的CTP結構創新概念中的一種,我們(men) 已經選擇並量產(chan) CTP結構創新裏最優(you) 的幾種,比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。
這樣的說法,就像是在說“比亞(ya) 迪的刀片電池技術,不過是寧德時代玩剩下的方案”。
對於(yu) 針刺測試,寧德時代副董事長潘健則表示,寧德時代的三元電池和磷酸鐵鋰電池都有可通過針刺測試的產(chan) 品。
曾毓群的說法更加直接,“電池的安全和電池的濫用測試是兩(liang) 回事,但有些人把濫用測試的通過等同於(yu) 電池的安全”。
電池的針刺測試,其實是電池的濫用測試中的一種。
“在鋰電子電池的曆史中,索尼電池在2005年的時候是可以通過所有濫用測試的,但是索尼的鋰離子電池在2005年經曆了鋰離子電池曆史上最大的市場安全召回事件,從(cong) 此索尼電池一蹶不振、黯然離場。”曾毓群說,“我們(men) 關(guan) 注要關(guan) 注真正的市場安全,我們(men) 的設計、生產(chan) 、檢測等安全措施都要集中在市場的汽車碰撞、汽車充電、汽車進水、汽車結露、電池包設計、電芯設計製造等全場景、全周期、全方位、全係統安全。”
這樣的說法,顯然引起了比亞(ya) 迪的不滿。
5月11日晚,比亞(ya) 迪汽車銷售公司副總經理李雲(yun) 飛在微博“反擊”:“不服?!那也來紮一下吧!針刺是難度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!”
隨後,寧德時代予以回擊,真的“來紮了一下”。
5月22日,寧德時代發布一則“寧德時代三元電池包針刺測試”短視頻。
視頻顯示,測試人員使用直徑5mm、錐角45°的鋼針,以25mm/s的速度穿刺三元電池包底部。鋼針刺向電池包的過程中,就已被折斷了。
“是什麽(me) 阻礙寧德時代做針刺測試?是技術?是體(ti) 質?是巨頭的麵子?不,是鋼針!”寧德時代稱,寧德時代的三元電池包,鋼針根本刺不穿。
不過,這樣的一則視頻引發了網友的質疑。針刺測試的對象應該是電池的電芯,而非外部包裹的電池包,有人認為(wei) 寧德時代偷換概念。
5月23日,寧德時代又發布了一則新視頻。
視頻顯示,某款寧德時代5係三元電芯,穿刺前電芯的電壓是4.213v,溫度為(wei) 23.9℃。穿刺後,沒有任何的冒煙起火現象。按照國標規定觀察一小時之後,電壓降至3.724v,溫度上升到93.7℃。某款寧德時代8係三元電芯,穿刺結果則是,電壓從(cong) 4.156V下降到4.075V,溫度從(cong) 24℃上升到37.6℃。
同時,寧德時代還在視頻中曬出文件,寧德時代讓三元電芯通過針刺測試的技術,在2017年通過德國萊茵TÜV的測試認證。當時的針刺測試條件是,電池滿電,鋼針直徑3mm,刺入速度80mm/s,刺入深度貫穿整個(ge) 電池,整個(ge) 過程電池沒有任何質量損失,電解液無泄漏,安全閥未打開,電池未起火,未爆炸。
寧德時代還特別提到,“電池溫度35.1度,雞蛋肯定烤不熟”。有網友稱,這樣的說法是在“內(nei) 涵”比亞(ya) 迪。
“寧德時代早在2017年就已掌握三元電芯通過針刺測試的技術,但是為(wei) 什麽(me) 沒有推廣?通過針刺測試=電池安全嗎?”寧德時代在視頻最後提到。
有網友在寧德時代的微博下調侃,“寧德時代輕鬆躍過比亞(ya) 迪的珠穆朗瑪峰。”
5月24日晚,李雲(yun) 飛再次發表微博回應:同為(wei) 行業(ye) 一線及主導品牌,我們(men) 有責任和義(yi) 務把產(chan) 品通俗化、形象化,而不是繞圈搞暈大家!
“刀片電池自3月底發布至今,也隻是客觀地講述各類電池的品類特性和優(you) 點劣勢,三元電池不安全等,這些都是行業(ye) 共識和常識,沒有提誰,也從(cong) 未針對過誰!”李雲(yun) 飛表示。
他認為(wei) ,針刺實驗的核心目的就是要讓電池短路,以便觀察電池的熱失控及製定更好的安全防護策略;針斷了也好,真刺了也罷,但電池沒短路,其實針刺實驗就已然失敗了(短路是目的,針刺隻是最直接的方法而已);針刺讓電池不短路,與(yu) 通過針刺讓電池短路看電池的熱安全性,是兩(liang) 回事;針刺讓電池不短路,實現的方式有很多種,很多家電池公司都已掌握該技術;刀片電池針刺實驗視頻能看出,刀片電池是短路了的,但它很安全。
路線之爭(zheng)
針刺測試隻是驗證電池安全性的一個(ge) 方麵,電池的安全是一個(ge) 係統化的工程。通過針刺,不等同於(yu) 電池的綜合安全。
“從(cong) 化學材料的構成來看,磷酸鐵鋰電池材料本身的熱穩定性更好,三元電池能量密度更高,二者的優(you) 缺點都是很明顯的。”有業(ye) 內(nei) 人士對記者表示。
磷酸鐵鋰電池成本更低,安全性更高,但能量密度難以提高,因此電池續航裏程的提升節奏緩慢。三元電池的能量密度隨著正極化學材料的配比變化而不斷提升,但對安全性提出的要求也越來越高。能量密度跟電池安全,存在難以調和的矛盾。
在過去的十年,動力電池經曆了磷酸鐵鋰和三元鋰電池主導的兩(liang) 個(ge) 時代。比亞(ya) 迪之所以被寧德時代反超,除了供應體(ti) 係封閉化之外,更加重要的原因是隨著技術的進步、能量密度的提高、以及補貼政策對續航裏程的標準調整,讓市場對高能量密度追逐,這也讓三元鋰電池成為(wei) 新能源乘用車市場的主流。
研究機構EVTank最新的數據顯示,2017年,國內(nei) 磷酸鐵鋰電池與(yu) 三元鋰電池的裝機量占比分別是49.61%和44.69%。隨後幾年,三元電池市場份額一路攀升,磷酸鐵鋰則相應下滑。今年1-4月,國內(nei) 三元鋰電池裝機量占比升至72.87%,而磷酸鐵鋰電池的裝機量進一步跌至22.93%,錳酸鋰電池(LMO)以及其他電池加起來占的比例不足5%。
從(cong) 近年來的發展方向來看,三元正極材料向高鎳方向發展是趨勢。例如,寧德時代測試中的5係電池和8係電池分別是NCM523和NCM811電池,NCM811電池指的是三元鋰電池的正極材料鎳、鈷、錳三種金屬比例為(wei) 8:1:1的電池,與(yu) 現在市麵上常見的NCM523和NCM622電池相比,提高了鎳的含量同時降低鈷和鋰的量。鎳的比例增高,能夠增加能量密度,但也帶來了更加激烈的電化學反應,影響電池的安全性能。不過,由於(yu) 減少了鈷的用量,NCM811電池也將大幅降低電池的價(jia) 格,對於(yu) 車企來說,這樣的電池極具吸引力。
“無論是否擔心安全,阻止不了能量密度往前走。這是行業(ye) 的趨勢,也是市場需求。”有電池行業(ye) 人士此前曾在接受21世紀經濟報道采訪時表示。
值得注意的是,近幾年來電動車起火自燃事故的頻發,也為(wei) 行業(ye) 敲響了警鍾。業(ye) 內(nei) 擔憂,這是過度追求高能量密度所帶來的後果。
安全事故是新能源汽車發展的致命隱患,而新能源安全事故的本質,是電池熱失控。
導致熱失控的誘因主要有兩(liang) 種,一是機械電氣誘因(針刺、碰撞等事故導致),二是電化學誘因(過充、快充、自發性短路等),電池單體(ti) 熱失控之後傳(chuan) 遞給相鄰單體(ti) ,隨後大麵積蔓延,最終導致安全事故的發生。
從(cong) 三元電池的發展趨勢來看,電池能量密度會(hui) 繼續提高,體(ti) 積和能量都提升是不可逆轉的趨勢。而在這種情況下,對安全防控的技術要求會(hui) 越來越高。
“正是對電池能量密度不切實際的追求,徹底帶偏了動力電池行業(ye) 的發展路線,並且讓新能源乘用車的安全口碑付出了極其慘重的代價(jia) 。”王傳(chuan) 福說。
與(yu) 三元鋰電池相比,磷酸鐵鋰的材料熱穩定性有著明顯的優(you) 勢。這也是王傳(chuan) 福喊出“刀片電池讓電池技術回歸正道”的底氣所在。
不過,有業(ye) 內(nei) 人士分析認為(wei) ,現階段高續航仍然是消費者買(mai) 車的重要因素。在短期內(nei) ,三元電池的市場主流地位難以發生改變。“磷酸鐵鋰電池在短期內(nei) 依然占有成本優(you) 勢,不過,從(cong) 能量密度等方麵看,磷酸鐵鋰電池始終有著局限性,雖然當前磷酸鐵鋰電池比燃料相對活躍的三元鋰電池安全些,但通過係統、工藝、設計等方麵的努力,三元鋰電池的安全性也可提升。”
根據比亞(ya) 迪官方透露的信息,比亞(ya) 迪的刀片電池將首先搭載在比亞(ya) 迪漢之上,這款車的NEDC續航裏程可達605KM。不久前,比亞(ya) 迪漢正式開啟預售,共推出四款車型,預售價(jia) 區間為(wei) 23萬(wan) -28萬(wan) 元,其中包括了3款純電動EV車型與(yu) 1款PHEV插電混合動力車型。
據了解,比亞(ya) 迪漢將在6月正式上市。比亞(ya) 迪和磷酸鐵鋰電池的反擊戰,也將一觸即發。
值得注意的是,曾毓群在寧德時代的2019年年度業(ye) 績溝通會(hui) 上透露,寧德時代有自己的“無鈷”電池技術儲(chu) 備,並用“全新的、顛覆性的”來形容這一產(chan) 品。
此前,特斯拉就曾表示未來將采用“無鈷電池”的新技術路線。
不過,出人意料的是,最先發布“無鈷”電池的是中國車企長城汽車旗下成立隻有兩(liang) 年的的蜂巢能源。
5月18日,蜂巢能源發布了115Ah電芯和L6薄片無鈷長電芯兩(liang) 款產(chan) 品。115Ah電芯的容量為(wei) 115Ah,能量密度為(wei) 245Wh/kg,車輛續航裏程為(wei) 600公裏,預計在2021年6月推出。L6薄片無鈷長電芯的容量為(wei) 226Ah,能量密度為(wei) 240Wh/kg,預計搭載在哈弗的一款高端車上,續航裏程為(wei) 880公裏,預計在2021年下半年推出。
蜂巢能源的無鈷電池,由現有的鎳鈷錳三元材料,變成鎳錳二元材料。同時,采用兩(liang) 種化學鍵能更大的元素替代鈷,摻雜到材料中。具體(ti) 來看,無鈷電池的成本和續航裏程高於(yu) 磷酸鐵鋰電池,但低於(yu) 三元電池,材料安全性則有可能高於(yu) 三元電池。
不過,“無鈷”電池應用到實車,仍然需要一段時間。現階段,無法明顯改變三元電池和磷酸鐵鋰電池之間的戰局。
龍頭之爭(zheng)
在2016年以前,比亞(ya) 迪一直穩居中國動力電池市場的冠軍(jun) ,從(cong) 2017年開始,寧德時代反超並逐漸拉開與(yu) 比亞(ya) 迪之間的差距。2019年,寧德時代的電池裝車量達到了31.46GWh,而比亞(ya) 迪隻有10.75GWh。
更大的差距體(ti) 現在市場對於(yu) 兩(liang) 家公司價(jia) 值的評估。寧德時代(300750.SZ)的市值已經超過3000億(yi) 元,是國內(nei) 汽車製造及零部件行業(ye) 市值最高的公司,也是比亞(ya) 迪市值的兩(liang) 倍。
“電池大王”王傳(chuan) 福憋著一股氣。比亞(ya) 迪,這家因為(wei) 動力電池優(you) 勢而搶到中國新能源汽車整車先發優(you) 勢的車企,錯過了動力電池高速增長的市場先機。
此前,比亞(ya) 迪的動力電池隻垂直供應給比亞(ya) 迪的新能源汽車。產(chan) 生這一業(ye) 務格局的原因是,王傳(chuan) 福對比亞(ya) 迪動力電池技術和工藝很有自信。王傳(chuan) 福認為(wei) ,新能源車最核心的技術是動力電池,而比亞(ya) 迪的動力電池技術和工藝也遙遙領先。為(wei) 了保證新能源車在市場上的領先地位,王傳(chuan) 福關(guan) 閉了動力電池外銷的通道。
這一戰略在當時為(wei) 比亞(ya) 迪獲得了競爭(zheng) 優(you) 勢,比亞(ya) 迪不僅(jin) 不缺電池,而且搭載到新能源車上的動力電池的品質也優(you) 於(yu) 平均水平。在2015年和2016年,比亞(ya) 迪傳(chuan) 統車業(ye) 務不穩定的前提下,利潤都有較大增長,主要來源於(yu) 新能源車的布局。
但是從(cong) 2017年下半年開始,王傳(chuan) 福開始改變這個(ge) 策略,提出開放動力電池業(ye) 務。促使王傳(chuan) 福做出這個(ge) 決(jue) 策的原因有兩(liang) 個(ge) :1.新能源車補貼大幅度下滑,比亞(ya) 迪麵臨(lin) 盈利壓力。而比亞(ya) 迪的動力電池技術和工藝仍然領先,王傳(chuan) 福實際上是放著一個(ge) “金礦”沒有開采;2.動力電池市場發生了很大變化,寧德時代等動力電池企業(ye) 開始瘋狂進攻,王傳(chuan) 福感受到了壓力。
2017年,寧德時代的出貨量10.4 GWH,反超比亞(ya) 迪,成為(wei) 動力電池市場的出貨量第一的電池商。王傳(chuan) 福的動力電池封閉戰略,為(wei) 整車布局搶得了優(you) 勢,但沒有想到的是,同時也給了寧德時代機會(hui) 。
為(wei) 了擴張在動力電池的市場份額,比亞(ya) 迪已經開始行動。這兩(liang) 年,比亞(ya) 迪給外界最直觀的改變就是,比亞(ya) 迪變得“越來越開放”了。
2018年10月,王傳(chuan) 福在北京接受21世紀經濟報道記者獨家采訪時就已透漏,有將電池業(ye) 務分拆並上市的打算,但並未明確具體(ti) 時間。當年年底,王傳(chuan) 福則在接受其他媒體(ti) 的采訪時表示,將於(yu) 2022年前將公司旗下的汽車電池業(ye) 務分拆上市。而在上市之前,比亞(ya) 迪會(hui) 將其汽車電池業(ye) 務分拆為(wei) 一家獨立公司。
今年3月,比亞(ya) 迪成立五家弗迪係公司,進一步加快新能源核心零部件的對外合作。這5家子公司,分別是弗迪電池有限公司、弗迪視覺有限公司、弗迪科技有限公司、弗迪動力有限公司、弗迪模具有限公司。
其中,最受關(guan) 注的就是弗迪電池。在外界看來,分拆獨立,會(hui) 讓比亞(ya) 迪的電池業(ye) 務進入新的發展階段。“幾乎你能想到的所有汽車品牌,都在和我們(men) 探討基於(yu) ‘刀片電池’技術的合作方案。”比亞(ya) 迪有限公司副總裁、弗迪電池有限公司董事長何龍此前表示。
與(yu) 大力拓展“朋友圈”的比亞(ya) 迪不同的是,寧德時代不缺合作夥(huo) 伴。
2019年工信部公布的新能源車型有效目錄共4600餘(yu) 款車型,其中由寧德時代配套動力電池的有1900餘(yu) 款車型,占比約41.5%,是配套車型最多的動力電池廠商。寧德時代的客戶包括上汽、吉利、宇通、北汽、廣汽、長安、東(dong) 風等國內(nei) 主流車企以及蔚來、威馬、小鵬等造車新勢力,也與(yu) 寶馬、豐(feng) 田、戴姆勒、捷豹路虎、大眾(zhong) 、沃爾沃等跨國汽車集團有著深入的合作,是動力電池行業(ye) 客戶數量最多的企業(ye) 。
寧德時代還拿下了汽車圈“網紅”特斯拉的訂單。據了解,寧德時代今年下半年將開始向特斯拉供應電池,供貨不限於(yu) 磷酸鐵鋰或者三元電池。
業(ye) 務層麵上,寧德時代尚未顯著受益於(yu) 特斯拉國產(chan) ,不過其競爭(zheng) 對手LG化學卻已經因為(wei) 特斯拉而在中國市場大出風頭。受到新冠疫情的影響,今年一季度中國新能源汽車銷量大幅下滑,動力電池裝車輛也受到了明顯影響。
韓國SNE Research發布的最新報告顯示,2020年第一季度,全球電動汽車動力電池市場最大供應商易主,LG化學以27.1%的市占率躍居首位;鬆下則以25.7%的市占率繼續位居第二;寧德時代以17.4%的市占率位列第三,比亞(ya) 迪則從(cong) 去年第三下滑至第六。
日韓電池是寧德時代、比亞(ya) 迪等中國電池企業(ye) 的主要競爭(zheng) 對手,但此前由於(yu) 政策的隱形限製,其並未參與(yu) 到中國新能源汽車市場的發展。而隨著去年6月電池“白名單”廢除,新能源汽車補貼不再受電池廠商限製,中國的動力電池企業(ye) 才重新對外開放。
“中國動力電池更大的優(you) 勢在成本方麵,在產(chan) 品設計和技術上還存在些許差距。未來,中國新能源汽車的發展,本土電池企業(ye) 還需要不斷提升自己技術水平。”5月23日,全國乘聯會(hui) 秘書(shu) 長崔東(dong) 樹對21世紀經濟報道記者表示。
中日韓三國動力電池企業(ye) 的競爭(zheng) 即將進入白熱化。對寧德時代和比亞(ya) 迪來說,戰事進入中場階段,考驗也才剛剛開時。
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