谁能想到,30年前电池行业还是美国、日韩、欧洲三足鼎立的局面;而30年后的今天,市场占有率排名前十的电动汽车动力电池企业总部都在亚洲国家,中国宁德时代、韩国LG和日本松下分庭抗礼,占据了动力电池制造市场近70%的份额。
中国电池制造商是市场增长的领头羊,宁德时代以33.9% 的市场份额排名第1,电池装车总量为53.3GWh;比亚迪排名第3,市占率年增210.5%,中国电池真正实现了弯道超车。
这30年,中国动力电池如何实现后发制人?未来的战场又在何方?
2000年,中国刚刚实现自主研发电池正负极材料,远远落后世界平均水准。到2010年,全球动力电池产业依然是欧美拥有核心技术,日韩掌握市场份额的格局。
但是,随着当年国务院将新能源汽车确立为七大战略新兴产业之一,中国的动力电池产业迅速乘东风而起。
作为新能源电车心脏的动力电池,在整车成本中占比40%以上。“得电池者得天下”,是不少业内人士的判断。
2011年,刚刚成立的宁德时代带着三元锂电池一举拿下宝马大单,中国电池企业开始在全球竞技场上崭露锋芒。
三元锂电池和磷酸铁锂电池,是目前动力电池的两大技术路线。
前者的核心优势是能量密度高,直观体现在装车之后,拥有更长的续航里程。而续航里程作为电动汽车前期的核心能力,说是市场竞争的决定性因素也不为过。凭借这一点,三元锂电池被行业广泛看好。
2016年底,政策补贴朝着鼓励追求高能量密度转变,极大激励了国内三元锂电池的发展。2017年,凭借三元锂电池业务的火热,中国宁德时代压过日本松下,代表中国企业登上全球动力电池装机量的“王座”。
不过,随着装车量的提高,三元锂电池牺牲安全性换取高能量密度的弊端日益凸显,频发的电动汽车起火事件成为行业不得不面对的难关。
2020年5月,工信部颁布电动汽车强制标准,“要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间”一条成为了行业转折点。
在那之后,技术指标更保守,但是更安全的磷酸铁锂电池,重新成为行业“心头好”。宁德时代在这个领域重新发力,比亚迪也在2020年3月推出磷酸铁锂“刀片电池”。
2021年,国内市场上的磷酸铁锂电池以52%的装机占比,超越三元电池,且今年第一季装机量占比持续上升至58%。预计到2024年,磷酸铁锂电池还将在全球动力电池市场装机量占比超过60%。
总体来看,目前国内动力电池产业的综合实力已经十分雄厚。
据统计,今年上半年装机量前20的企业,除了松下以及丰田子公司PEVE是日本企业、LG新能源/SK On/三星SDI是韩国企业外,其余15家企业全部来自中国,占了61.88%市场份额。
对于未来,行业目前正在寻求新的解决方案,能同时突破电池寿命短、充电慢、低温不耐用三大痛点。
目前,钠离子电池是主要的攻关方向。
相较于锂,钠的资源更丰富,提炼也更简单,并且钠电与锂电工艺相通,容易切换复用产线,集流体等辅材成本较低,经济性上更胜一筹。
而在安全方面,钠离子电池内阻大,瞬时发热量小,热安全事故风险小;可放电到0V,不存在过放问题,安全运输;工作适温范围大。
在这方面,中国已经处于领先位置。
宁德时代于去年7月发布第一代钠离子电池,单体能量密度160Wh/kg虽然还不如现有磷酸铁锂电池的水平,但胜在在低温性能和快充方面,具有明显的优势。并且他们声称,下一代钠离子电池能量密度可达到200Wh/kg。
按照宁德时代的规划,公司已经开始进行钠离子电池的产业化布局,计划于2023年形成基本产业链。
除此以外,在资本加持下,钠创新能源、中科海钠、众钠能源、星空钠电、立方新能源等国内企业已经加入钠离子电池角逐场。
在未来,石墨烯电池或许会是最终解决方案。
由浙江大学高分子科学与工程学系团队开发的铝—石墨烯电池,在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量,可在1.1秒内快速充满电,零下40度至120度环境依然可以稳定工作,此外,将该电池放于明火中也不会发生起火爆炸等危险,完美解决了三大痛点。
但石墨烯电池的制作工艺还不够成熟,目前仅处于实验室阶段,无法量产,且其造价昂贵,目前只在航天卫星的动力电池上使用,普及推广在中短期内很难实现。 |