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中國(guó)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)路線的選擇，一直與政策緊密掛鉤。
從2012年國(guó)家出臺(tái)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中對(duì)電池能量密度提出明確指標(biāo)開(kāi)始，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，幾乎已經(jīng)決定了三元電池對(duì)磷酸鐵鋰電池的逆襲。
每一次電池性能的顯著提升，本質(zhì)上都是電池材料體系的重大變革。因?yàn)槊恳活愲姵夭牧象w系都有其能量密度的上限。從2016年開(kāi)始，磷酸鐵鋰電池退潮，與政策對(duì)續(xù)航里程、能量密度的導(dǎo)向有直接關(guān)系。
即便是一直堅(jiān)定在磷酸鐵鋰電池路線的比亞迪，也在2015年開(kāi)始裝車三元電池，2017年開(kāi)始大規(guī)模轉(zhuǎn)投三元電池。
而從起步開(kāi)始就同時(shí)選擇磷酸鐵鋰電池與三元電池兩條腿走路的寧德時(shí)代，則抓住了政策的窗口，從2017年開(kāi)始連續(xù)三年位居全球動(dòng)力電池裝機(jī)量第一。
但是，當(dāng)2019年新能源補(bǔ)貼大幅退坡后，當(dāng)動(dòng)力電池行業(yè)的準(zhǔn)入白名單限制被取消后，無(wú)論是技術(shù)路線還是企業(yè)格局，都發(fā)生了重大的變化。
補(bǔ)貼退坡，新能源車企的成本壓力增大，曾經(jīng)被逐漸放棄的磷酸鐵鋰電池成本優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)，自去年7月后補(bǔ)貼新政執(zhí)行后裝機(jī)量逐月攀升。在磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域耕耘最早、最深的比亞迪，于2019年5月注冊(cè)弗迪公司，正式分拆動(dòng)力電池業(yè)務(wù)。
而沒(méi)有了對(duì)外資動(dòng)力電池企業(yè)的限制，日韓企業(yè)快速搶占中國(guó)市場(chǎng)。松下、SK、LG化學(xué)、三星SDI四家在華投資動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)總額已超過(guò)500億元。
拿到國(guó)產(chǎn)Model 3電池配套訂單的LG化學(xué)，一舉翻身成為2020年第一季度全球動(dòng)力電池市占率老大，而寧德時(shí)代則跌至第三。韓系電池的擴(kuò)張速度，已經(jīng)讓國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠商感到了巨大的壓力。
在這樣的背景下，各大動(dòng)力電池巨頭對(duì)未來(lái)技術(shù)路線的選擇，已不僅僅只是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，更為關(guān)鍵的是在新能源汽車進(jìn)入發(fā)展瓶頸期后，如何想盡一切辦法爭(zhēng)奪有限的市場(chǎng)資源。
寧德時(shí)代CTP vs 比亞迪刀片電池？
雖然都是從電芯直接到電池包的“無(wú)模組化”，但是寧德時(shí)代CTP（Cell to Pack）與比亞迪刀片電池的思路，其實(shí)不盡相同。
寧德時(shí)代CTP本質(zhì)上是動(dòng)力電池供應(yīng)商滲透進(jìn)了本應(yīng)當(dāng)屬于整車廠的電池包設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。它并沒(méi)有改變?cè)镜娜娦荆窃诔山M結(jié)構(gòu)上做簡(jiǎn)化，減去其中不必要的機(jī)械連接，零部件數(shù)量減少40%，電池包體積利用率提高15%-20%。此時(shí)，寧德時(shí)代可以更多參與到電池包的設(shè)計(jì)與售后中，為整車廠提供定制化服務(wù)。
而比亞迪刀片電池的創(chuàng)新則更加上游，是對(duì)磷酸鐵鋰電芯進(jìn)行了制造工藝的改變。它將電芯厚度做薄、寬度拉長(zhǎng)，形狀無(wú)限扁平化，成組方式與軟包電池兩端出極耳的方式類似，在受材料性質(zhì)影響的質(zhì)量能量密度無(wú)法提升的情況下，大幅提升體積能量密度。相比傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池，刀片電池體積利用率提升了50%以上，體積能量密度則從251Wh/L提升至332Wh/L。
但是，兩者共同的目的只有一個(gè)——通過(guò)提升生產(chǎn)效率降低成本。
以電池包維度來(lái)看，磷酸鐵鋰電池的價(jià)格為0.85-0.95元/Wh，三元電池則是0.95-1.05元/Wh。以60kWh電池估算，兩者成本差距可達(dá)萬(wàn)余元，與補(bǔ)貼相近。
寧德時(shí)代表示CTP技術(shù)可以將生產(chǎn)效率提升50%，比亞迪也宣稱刀片電池的綜合成本預(yù)計(jì)可降低30%。
某種程度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段降低動(dòng)力電池成本對(duì)于爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額的意義，要比提升性能更大。
不過(guò)，取消模組也意味著對(duì)于電芯一致性和電池控制管理的要求更高。
今年四季度，采用寧德時(shí)代CTP技術(shù)的蔚來(lái)100kWh電池將會(huì)交付。但是，100kWh電池并沒(méi)有采用84kWh電池上能量密度更高的NCM811電芯，而是用了更加成熟但能量密度相對(duì)較低的NCM523電池，主要原因是NCM811電池活性較強(qiáng)，熱管理的難度更大。
這也正是被比亞迪抓住并在刀片電池上重點(diǎn)傳播的內(nèi)容。磷酸鐵鋰電池在熱穩(wěn)定性上有天然的優(yōu)勢(shì)，刀片的結(jié)構(gòu)又能進(jìn)一步增加散熱面積。為了提升能量密度、增加散熱面積，將電芯做薄、做長(zhǎng)是大趨勢(shì)。
在補(bǔ)貼對(duì)于技術(shù)路線影響不斷降低的情況下，比亞迪也希望借此機(jī)會(huì)，改變行業(yè)對(duì)三元電池的依賴和對(duì)磷酸鐵鋰電池的偏見(jiàn)，進(jìn)而利用自己的工藝優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)，不斷擴(kuò)大合作伙伴范圍，爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額。
特斯拉“無(wú)鈷”？
降低鈷用量，也是特斯拉電池進(jìn)化的方向之一。
2012年Model S上每輛車的鈷使用量為11kg，到了2018年的Model 3上，在同樣規(guī)格尺寸下進(jìn)行比對(duì)只剩下4.5kg。Model 3上NCA電池鈷含量2.8%的水平，相比國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的811NCM電池上10%的鈷含量要低很多。
但馬斯克仍然不滿意，他曾在2018年宣布特斯拉要在下一代電池上讓鈷的用量變成零。
2019年，特斯拉收購(gòu)了Maxwell和Hibar Systems，整合出的新技術(shù)方案是“干電極電池+超級(jí)電容”。所謂干電極電池，并非固態(tài)電池，而是將傳統(tǒng)鋰電池用漿料涂抹金屬箔制造正負(fù)極的方式變?yōu)橛谜?fù)極材料顆粒組成的薄膜壓到金屬箔上。電極上沒(méi)有了溶劑，能夠容納更多的鋰，能量密度自然進(jìn)一步提升。
今年2月，特斯拉與寧德時(shí)代之間的“曖昧”，將無(wú)鈷電池又推向了討論的熱點(diǎn)，隨后特斯拉“無(wú)鈷≠磷酸鐵鋰”的回應(yīng)也耐人尋味。不過(guò)，狡猾的特斯拉在今年2月與全球最大鈷生產(chǎn)商Glencore洽談合作，以為其上海工廠長(zhǎng)期供應(yīng)鈷。
因此，有一點(diǎn)可以肯定，特斯拉正在兩條技術(shù)路線中并行：降低現(xiàn)階段三元電池中的鈷用量與成本，研發(fā)新的無(wú)鈷電池材料體系。
為什么特斯拉要將鈷視為“敵人”一般對(duì)待？
答案依然是降低成本。
曾有人測(cè)算過(guò)，如果特斯拉Model 3從現(xiàn)有的NCA三元電池?fù)Q裝磷酸鐵鋰電池，在保證續(xù)航400km的前提下，成本有3萬(wàn)元的下降空間。更關(guān)鍵的是，鈷作為一種儲(chǔ)量不算豐富的金屬，原材料價(jià)格并不穩(wěn)定，近兩年來(lái)在20萬(wàn)元/噸到32萬(wàn)元/噸間不斷波動(dòng)，最高與最低成本相差60%左右。
想要抵抗成本的不可預(yù)知性，最好的方式就是不用鈷。
不論是減少車身零部件數(shù)量、縮短線束長(zhǎng)度、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、高度自動(dòng)化生產(chǎn)，都是特斯拉在極致壓縮成本，作為成本大頭的電池，當(dāng)然也是特斯拉關(guān)注的重點(diǎn)。
當(dāng)松下不堪特斯拉毫無(wú)底線的壓價(jià)，LG化學(xué)進(jìn)入國(guó)產(chǎn)特斯拉的供應(yīng)鏈、寧德時(shí)代進(jìn)入商業(yè)合作范疇，自然也順理成章。
原定于今年4月舉行的特斯拉電池日將延期至5月第三周，屆時(shí)特斯拉“無(wú)鈷”的研發(fā)成果，將會(huì)正式亮相于世。
寫在最后
成本，還是成本。
政策對(duì)技術(shù)路線的導(dǎo)向作用越來(lái)越弱，意味著動(dòng)力電池的市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)透明。此時(shí)，動(dòng)力電池行業(yè)才有希望回歸商業(yè)的正論，而成本將會(huì)是不亞于性能，甚至比性能更重要的影響因素。
不論比亞迪將刀片電池做多少次針刺試驗(yàn)，不論寧德時(shí)代如何宣稱其電池能量密度提升水平，不論特斯拉又會(huì)搞出什么黑科技，都無(wú)法隱藏最根本的目的：在下一代動(dòng)力電池材料體系尚無(wú)法大規(guī)模商業(yè)化之前，降低成本，取得更多裝機(jī)量，爭(zhēng)奪更大市場(chǎng)份額。
