電動(dòng)汽車電池技術(shù)的發(fā)展和未來(lái)
在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,電池技術(shù)是創(chuàng)新的核心。本文中,我們將會(huì)簡(jiǎn)述該行業(yè)的發(fā)展和未來(lái)。
電動(dòng)汽車(EV)已成為全球環(huán)保政策實(shí)施的焦點(diǎn)。越來(lái)越多的汽車原始設(shè)備制造商(OEM)意識(shí)到,其產(chǎn)品在未來(lái)不再單純是商用ICE(內(nèi)燃引擎)生態(tài)系統(tǒng)。因此,他們正在調(diào)整自己的商業(yè)模式,為未來(lái)做好準(zhǔn)備。
電池是電動(dòng)汽車最關(guān)鍵的部件,也是全球汽車OEM和電池制造商之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的存在,雙方都在爭(zhēng)奪電動(dòng)車電池市場(chǎng)的霸主地位。與此同時(shí),競(jìng)爭(zhēng)也帶來(lái)了技術(shù)上的突破。在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,鋰離子電池技術(shù)是創(chuàng)新的核心,并已經(jīng)取得很大的進(jìn)展。接下來(lái),我們會(huì)簡(jiǎn)述行業(yè)的發(fā)展和未來(lái)。
NCM 811電池指日可待
為了提高鋰離子電池的能量密度,電池制造商在研發(fā)上投入了大量資金。雖然改進(jìn)速度較慢,但鋰離子電池通過(guò)利用高能量材料和提高單位電池尺寸,讓電動(dòng)汽車的行駛里程得到逐漸提升。制造商努力提高總陰極材料中的鎳含量。大多數(shù)頂級(jí)電池廠商都宣布,在2019-2020年間將實(shí)現(xiàn)NCM811商業(yè)化/大規(guī)模量產(chǎn)的計(jì)劃。NCM811含有80%的鎳、10%的鈷和10%的錳,使用壽命更長(zhǎng),充電一次可讓電動(dòng)汽車跑得更遠(yuǎn)。
今年4月,寧德時(shí)代(CATL)提到其已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)NCM811。幾個(gè)月前,遠(yuǎn)景集團(tuán)(Envision Group)收購(gòu)的日產(chǎn)汽車旗下AESC電池業(yè)務(wù),也宣布了生產(chǎn)NCM811的計(jì)劃,承諾在2020年的產(chǎn)量將超過(guò)300Wh/Kg和600-650Wh/L。
接下來(lái)是固態(tài)電池
電池公司已經(jīng)將固態(tài)電池技術(shù)的路線圖作為下一代技術(shù)引入,并展出了各種創(chuàng)新產(chǎn)品。理論上,固態(tài)電池因抗物理沖擊而具有較低的電解質(zhì)暴露或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。固態(tài)電池采用的是聚合物或陶瓷材料制成的固態(tài)電解質(zhì),而不是目前鋰離子電池中使用的液態(tài)電解質(zhì),在高溫下的高性能和高容量,固體電解質(zhì)是一種可以進(jìn)一步提高能量密度的物質(zhì)。
有趣的是,汽車OEM似乎對(duì)固態(tài)電池的研發(fā)采取了更為積極的態(tài)度。到目前為止,豐田固態(tài)電池專利申請(qǐng)數(shù)量排名第一。去年,大眾宣布將向固態(tài)電池制造商QuantumScape投資1億美元,到2025年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
電池價(jià)格下跌
電池和電池組的價(jià)格下降推動(dòng)了電動(dòng)汽車的普及。截止2018年底,電動(dòng)汽車電池和電池組的價(jià)格分別為140美元-150美元/kWh和170美元-180美元/kWh。由于電池制造商將在能源密度改善方面經(jīng)歷規(guī)模經(jīng)濟(jì),每千瓦時(shí)的價(jià)格將繼續(xù)下降。我們預(yù)計(jì)到2025年,電動(dòng)汽車電池和電池組的價(jià)格將分別跌破80美元/kWh和100美元/kWh,這意味著成本每年將下降10%左右。
因此,目前占電動(dòng)汽車制造成本30-40%的電池組,將會(huì)使電動(dòng)汽車在2025年后比同等內(nèi)燃機(jī)(ICE)汽車更便宜。隨著越來(lái)越多的國(guó)家逐步淘汰ICE汽車,以及越來(lái)越多的汽車OEM推出電動(dòng)汽車,價(jià)格下跌將會(huì)引發(fā)電動(dòng)汽車需求的爆炸式增長(zhǎng),最終形成一個(gè)良性循環(huán)。
市場(chǎng)規(guī)模的巨大飛躍
根據(jù)Counterpoint Research智能汽車研究的數(shù)據(jù),到2025年,乘用電動(dòng)汽車將超過(guò)1100萬(wàn)輛(包括純電動(dòng)汽車(BEVs)和插電式混合動(dòng)力汽車(PHEVs))。2025年后,電動(dòng)汽車的成本將有望與傳統(tǒng)的ICE汽車持平或更低,這為汽車制造商和電池廠商提供了新的機(jī)遇。不僅電動(dòng)汽車市場(chǎng)在增長(zhǎng),每輛電動(dòng)汽車的銷售加權(quán)平均電池容量也在增長(zhǎng)。因此,我們預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車(BEV/PHEV)電池組市場(chǎng)到2025年將擴(kuò)大至600GWh以上,這將產(chǎn)生近600億美元的收入。
生產(chǎn)能力的提高
包括寧德時(shí)代、松下(Panasonic)、LG化學(xué)(LG Chem)、三星SDI和SK Innovation在內(nèi)的領(lǐng)先電池制造商,都在努力爭(zhēng)取全球汽車OEM的訂單,競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈。我們認(rèn)為電池供應(yīng)商排序訂單積壓并不重要,因?yàn)殚L(zhǎng)期訂單在銷售量和價(jià)格方面通常都是靈活的,并取決于市場(chǎng)情況。相反,了解整個(gè)行業(yè)的規(guī)劃是必要的,以便跟蹤未來(lái)的供需動(dòng)向。自電動(dòng)汽車在全球汽車銷量中所占的比重開(kāi)始顯著增加以來(lái),產(chǎn)能擴(kuò)張已大幅加速。截止2018年底,發(fā)電能力累計(jì)達(dá)到129GWh。我們預(yù)計(jì)到2025年,電動(dòng)汽車的電池累計(jì)產(chǎn)能將增加到近800GWh,主要得益于頂級(jí)廠商的擴(kuò)張。
2025年之前,競(jìng)爭(zhēng)格局沒(méi)有明顯變化
與其他科技產(chǎn)品不同,電池是定制組件,特別是電動(dòng)汽車電池。從開(kāi)始的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段就需要針對(duì)每輛電動(dòng)汽車進(jìn)行精確的優(yōu)化,以獲得最佳的電源和安全管理。由于電動(dòng)汽車電池業(yè)務(wù)在此類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)和大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),因此行業(yè)具有較高的門(mén)檻。因此,我們預(yù)計(jì)現(xiàn)有的頂級(jí)企業(yè)將繼續(xù)引領(lǐng)市場(chǎng),而競(jìng)爭(zhēng)格局在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生重大變化。
此外,那些愿意將電池技術(shù)和生產(chǎn)掌握在自己手中的汽車OEM怎么辦?在初始階段,我們認(rèn)為他們必須依賴于多個(gè)電池供應(yīng)商的長(zhǎng)期電池供應(yīng)。這些長(zhǎng)期合同將有助于在需求飆升之際消除供應(yīng)瓶頸,并在一段時(shí)間內(nèi)為廉價(jià)電池帶來(lái)可能。汽車制造商還需在供應(yīng)方面具有靈活性,以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的緊急情況,并鼓勵(lì)供應(yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)以獲得更適合的價(jià)格。同時(shí),他們一方面自身研發(fā)和技術(shù)累計(jì),一方面與電池供應(yīng)商深度合作。2025年可能會(huì)出現(xiàn)市場(chǎng)轉(zhuǎn)折點(diǎn),當(dāng)鋰離子電池轉(zhuǎn)向固態(tài)電池時(shí),一切就大不一樣。
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