鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年10月04日
韓國巨頭LG化學和SKI推遲三元811進程 中國動力電池戰(zhàn)略如何反思?
一、幾乎在同一天,韓國的兩家頂級動力電池巨頭被同時打臉。
一家國際媒體率先撕開了LG化學(LGChem)和SKI(SKInnovation)的遮羞布。這家媒體爆料稱LG化學近日證實,今年公司將只是小規(guī)模生產用于電動公交車的NCM811圓柱形電池;同樣,SKI也證實,將推遲NCM811動力電池的發(fā)布。
大寫的尷尬,顯露無疑。
就在不到一年前的2017年8月30日,SKI還對外宣布,已經在韓國工廠開始量產NCM811電池,并將在當年12月供應儲能市場。到2018年第三季度實現規(guī)模化供應車企。SKI電池研發(fā)中心首席研究員李存河(LeeJon-ha)在接受媒體采訪時宣稱,“SKI的NCM811電池有望使電動車的續(xù)航里程延長至500公里?!?/p>
李存河提到的在2018年第三季度規(guī)模化供應車企的項目,應該就是長期以來金牌合作伙伴起亞汽車的一款入門級純電動SUVNiroEV。在今年年初的CES展上,起亞方面宣稱這款被賦予眾望的NiroEV在WLTP歐盟標準下,裝載64kwh電池的版本續(xù)航成績達到450公里,39.2kwh版本達到379公里。而到了7月19日這款車型正式上市,64kwh版本的續(xù)航里程從450公里降到了385公里,39.2kwh版本從379公里降到246公里。
SKI當初放出話來,曾信誓旦旦地承諾NCM811電池量產配套的時間點,如今卻又向后推遲??蓱z見起亞這個被坑了的隊友,只能啪啪打臉,掉了牙還只能往肚里咽。
LG化學的情形和SKI極為類似,今年3月在日內瓦車展上現代汽車展示了一款號稱全球首款搭載NCM811軟包動力電池的KonaEV,續(xù)航里程分別為300公里和470公里,對應的電池包容量正好也是39.2kwh和64kwh。
LG和SKI,現代和起亞……眼不眼熟?意不意外?眼見著KonaEV明年年初上市的時間節(jié)點一天天迫近,當初吹過的牛大概率被打臉,不知道現代汽車三電系統(tǒng)的研發(fā)人員和工程師們,是不是時常都有種想掐死LG化學那幫工程師們的沖動?
另一個韓國鋰電巨頭,三星SDI(SamsungSDI)就非常地“識時務”,其一再宣稱要到2018年,給好基友寶馬的i3和i8匹配的動力電池,才從比能量160~170Wh/kg的NCM333和NCM523,升級到210~230Wh/kg的NCM622方形電池。匹配270~280Wh/kg的NCM811,至少要到2021年以后說話了。
一位深入三星鋰電池研究機構的內部人士告訴燕十七,“到2020年,三星的方形電池是肯定達不到300Wh/kg的?!迸R了還補充了一句:“這個是確定一定和肯定的?!?/p>
二、中國以外,以日韓系為代表的動力電池第一梯隊中,唯一在高鎳三元動力電池方面有些實質性建樹和進展的,就剩下日本的松下電子了。
憑借多年在消費鋰電池業(yè)務所積攢的扎實基礎,將圓柱型技術路線的工藝成熟、一致性高的先天優(yōu)勢發(fā)揮到極致,以及在特斯拉歷代車型Roadster、ModelS、ModelX到Model3上的不斷進化,基本奠定了松下從鈷酸鋰到NCA(鎳鈷鋁),從18650到21700,從250Wh/kg到300Wh/kg一路進化取得的圓柱電池領導者地位。
特別是這一代應用在Model3上的21700圓柱型電池,通過改良高鎳正極材料和硅碳負極材料的應用,使電池能量密度達到20%的提升,通過減少Pack金屬結構件和導電連接件成本以及降低Pack系統(tǒng)管理難度,在提升了Pack整體能量密度的同時,讓Pack成本降到1元/Wh的水平。
動力電池關乎新能源汽車的成敗,而能量密度則是關乎動力電池成敗的第一要素。針對這一現狀,各國紛紛制訂了相關的電池產業(yè)政策目標,期望引領整個行業(yè)?,F在看中、美、日、韓等國政府或行業(yè)組織制訂和提出的2020年目標,基本上都指向300Wh/kg這一數值。
而明眼人都知道,當今全球動力電池江湖上,歐美列國除了手里還保留著為一些核心專利之外,能打得出來的牌面已經不多了。至少在三元鋰電技術路線主導的這未來8~10年,歐美國家是徹底沒戲了。而無論是在核心技術的儲備,研發(fā)人才的興盛,設備工藝的升級以及整個產業(yè)鏈條的支撐和下游應用市場的匹配上,中日韓三足鼎立共分天下的定局已成不可逆轉的大勢所趨。
而就在中日韓內部,也依舊存在著從核心技術到設備工藝,從上游材料到下游應用的鄙視鏈。很遺憾,中國處于這條鏈子的最下端。
雖然,靠著全球市場份額過半的新能源汽車市場,中國境內誕生了全球出貨量最大的動力電池生產商,全球動力電池出貨量前十中獨占7席(沃特瑪倒下后,很有可能是6席)。但我們必須認識到,即使是排在國內第一陣營中的寧德時代和比亞迪,在整個業(yè)界也剛剛完成從跟隨者向并跑者的轉型,在涉及到技術、材料、工藝、設備、市場和專利等諸多軟實力上,跟日韓系相比還有不小的差距。
中國的動力電池企業(yè),離全球行業(yè)領跑者還差得挺遠。唯一領跑的是規(guī)模,這我們心里都清楚,我們今天的規(guī)模優(yōu)勢是由過去幾年,國家層面的政策保護主義換來的。一個國家政策性快速扶持起一個產業(yè)無可厚非,但在缺乏市場競爭溫室中成長起來的苗木,多少有些揠苗助長的意味。
三、中國本土的動力電池,跟日韓存在的差距主要表現在以下幾個方面:
1.高鎳三元正極材料的供應
不論是NCM811還是NCA,高鎳三元電池的正極材料的材料性質、工藝制備以及材料供應都屬于全行業(yè)的難點。
隨著鎳含量的升高,鋰電池的循環(huán)性、安全性和倍率性能迅速惡化。實驗證明,鋰電池容量每提升10%,循環(huán)壽命大約會降低20%,充放電倍率降低30~40%,同時電芯會有20%左右的溫升。
國內的正極材料廠商以及電池廠,在解決上述問題的核心技術層面,都與日韓有著一定的差距。
供應上,也是難題。
目前具備成熟制備技術和批量生產能力主要掌握在日本住友、戶田工業(yè)、ECOPRO等幾家日韓企業(yè)手中,國內高端高鎳三元材料主要依賴進口。國內能夠實現高鎳三元正極材料批量生產的廠家,屈指可數,據說只有當升科技可以實現批量量產,但與電池廠的匹配程度也還需要進一步驗證。
還有松下使用的高鎳NAC正極材料,其供應商日本住友金屬就只給松下一家業(yè)內客戶獨供,國內電池廠根本就買不到。
2.硅碳負極材料的供應
在傳統(tǒng)石墨負極材料中加入硅基材料,能有效提升電池的容量。但是,硅基材料在充放電過程中極易膨脹粉碎,從而影響整個電池的循環(huán)壽命和安全性。國內在攻克這方面難題方面的研發(fā),依舊與日韓有所差距。
國外部分企業(yè)已經具備了硅碳負極材料的量產能力,如日本信越、日立化成、吳宇化學和美國的安普瑞斯等,且都有著自己的核心技術優(yōu)勢,硅碳負極在特斯拉Model3上的使用也已經通過過驗證。而國內負極材料企業(yè)在這方面大多處于試驗階段,且在產業(yè)化方面動作較慢,國內只有貝特瑞的硅碳材料已有國外批量訂單,其他企業(yè)無論是負極材料還是電池企業(yè)都還在研發(fā)之中。
3.電解液和隔膜
即使有了高鎳正極和硅碳負極,沒有相匹配的電解液和隔膜,高鎳電池也也依舊造不出來。
一言以蔽之,適合高鎳三元電池路線的電解液和陶瓷隔膜,對于整個國內產業(yè)界來說,仍舊似難以逾越的大山一般的難。
4.工藝設備
動力電池屬于高端制造業(yè),需要極高的制造精度。鋰電池的制造工藝復雜,工序繁多,電池廠必須嚴格把控好每道工序的各個細節(jié),才能達到高一致性。而高鎳NCM811不僅需要全套新的機器設備,對生產工藝流程的把控要求更是高了一個級別。
這就要求電池廠采用更加智能化的設備,提高生產線的自動化水平。而對不起,雖然近幾年中國本土的鋰電設備供應商在單機自動化方面有些進步,但在系統(tǒng)化的自動化生產線設備和電池測試設備上,跟日韓乃至歐美相比,還存著這較大的差距。許多涉及到核心工藝的的自動化設備都是從日本、韓國和歐洲等國進口。
要知道,生產設備上落后,怎么能在產品上保持先進。
5.市場
由于起步較早且更具國際化視野,日韓系動力電池企業(yè)在跟國際車企巨頭合作時有著先天優(yōu)勢,至今已經基本鎖定了全球范圍內的絕大多數車企。
例如,松下方面背靠特斯拉這棵大樹,之后又和豐田建立了戰(zhàn)略合作關系。
LG化學和美系、韓系、法系等多個品牌開展合作。配套了諸如雷諾Zoe、雪佛蘭Bolt等全球銷量靠前的主流新能源車型。
三星SDI多年以來專注于同寶馬的深度合作,之后又配套菲亞特、大眾等品牌的若干車型。
反觀國內,除了寧德時代在與國外品牌合作方面取得一些進展之外,其他品牌大多都只是供應本土品牌車企。這既不利于與國際巨頭合作過程中先進技術的研發(fā)和吸收,更可能在未來陷入丟失更多市場份額的惡性循環(huán)。當日韓系大舉進入中國市場的時候,占一半以上市場份額的合資車企在丟開股比束縛,以及在實際市場壓力的情況下,想不倒戈都難。
6.專利
舉個例子說明問題。
根據公開資料,三星SDI研發(fā)團隊擁有2300名開發(fā)人員,其中碩士博士占比達到39%。截止2015年第一季度,三星SDI申請國內外專利59498項,擁有注冊專利14668項。
對比寧德時代研發(fā)人員3628人,截止2016年,擁有境內專利907項,境外專利17項,正在申請的境內和境外專利合計1440項。
四、中國擁有全球超過一半的新能源汽車產銷量,新能源汽車看動力電池,動力電池看中國,而中國則要看日韓。
但就在今天,日韓的高鎳動力電池技術路線,正經受著挑戰(zhàn)。當技術、工藝和原料來源都處于領先地位的SKI和LG化學尚且啪啪打臉,那么反觀國內,是不是就更懸了呢。
況且,動力電池不僅僅只有能量密度一個指標,成本、安全性、熱穩(wěn)定性、循環(huán)壽命和功率密度等都是影響其整體性能的關鍵性指標。從原材料到最終應用裝車更是涉及到一條多種礦產、礦產深加工、前驅體、正極材料、負極材料、電解液、隔膜、電芯、模組、Pack、驗證、裝車的全產業(yè)鏈。
我們經常片面地追求單一指標,而往往就忽視了系統(tǒng)性。試想,即使制造出了300Wh/kg比能量的動力電池,脫離了上游正負極材料、電解液、隔膜等形成系統(tǒng)化能力,以及下游車企的研發(fā)和配套體系,一味地追求單純的能量密度,其實意義并不大。
而反觀日韓電池企業(yè),往往更加重視系統(tǒng)化體系能力的建設。例如,三星SDI的關聯企業(yè)三星物產積極地布局上游鋰鈷礦產資源,整個龐大的三星集團內系統(tǒng)的軟硬件研發(fā)能力、設備制造能力都可以為動力電池部門提供強大助推力;SKI同時又是全球第二大濕法隔膜制造商,隔膜涂布技術獨步天下,熟悉鋰電產業(yè)的人士都知道,隔膜是整個鋰電池體系中技術含量最高的原材料,而濕法隔膜正是當前中國欠缺的核心技術。
日韓整個產業(yè)鏈中的正負極材料生產商、電解液生產商,以及電芯企業(yè)、BMS研發(fā)企業(yè)、Pack系統(tǒng)企業(yè)、鋰電設備企業(yè)檢測中心和車企之間都建立了廣泛的協同合作的關系,而反觀國內,幾乎全部各自為戰(zhàn)。
一個鮮明的例子是,國產出產的鋰電池設備單拿出來看,自動化程度基本都可以達到電池廠的要求,但由于系統(tǒng)化集成能力不夠,設備之間難打通,所以電池廠還得從國外進口設備。這就造成中國整個產業(yè)鏈條上很大一部分利潤,都被日韓等國的智能設備供應商給賺走了。
再比如,由于電池廠和車企協同能力不足,整車的BOM成本很大一部分來自電池,而電池的后期維護成本也由車企直接承受,造成車企承壓太重,有種給電池廠打工的心態(tài),這就更不利于車企和電池企業(yè)展開系統(tǒng)深入的合作。
所以,當跑在前面的人慢下腳步來的時候,跟在后面的人是不是需要也跟著慢下來,反思些許片刻呢。
本文摘自:電池中國網