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高镍电池成新赛道 动力电池行业仍充满变数
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在政策红利和补贴优势的助力下,中国动力电池行业已经取得了一定成绩。其中最突出的莫过于宁德时代在2017年坐上了动力电池全球销量冠军的宝座。
    但这并不意味着中国在动力电池领域已经超越日本、韩国。动力电池行业仍然处于发展早期,技术仍然在不断地更新迭代,行业远没有达到成熟稳定的阶段。
    在动力电池行业,中国只不过是暂时赢下了一程。比赛还在继续,谁能够笑到最后,还很难说。
    日本不会在动力电池行业甘居人后。
    今年6月,日本新能源产业技术综合开发机构将与丰田、本田、日产、松下等23家汽车、电池和材料企业联合开发固态电池,并计划到2022年全面掌握固态电池的相关技术。
    8月7日,有消息称日本东京工业大学等机构研究人员研发出可超高速充放电的全固态电池,在固态电池实用化方向上取得重大进展。
    全固态锂电池的高密度性,高安全性以及高输出功率等性能和液态电池相比更具优势,有望成为替代当前锂离子电池的下一代电池。但是目前固态电池技术还很不完善,距离实际应用还有一定距离。
    ▍高镍电池成为新赛道
    固态电池尚未成熟,但在高镍电池方面,中国已经落后了。
    目前,电池的负极材料多用石墨,而正极材料有很多选择。但正极材料中,磷酸铁锂的能量密度低而且已接近天花板,更适合应用于对电池能量密度要求不高的商用车上。
    三元电池在能量密度上限方面具备优势,但仍有赖于技术进步以提升电池的安全性。
    三元材料是层状镍钴锰酸复合材料。按照镍钴锰的比例,三元可以分为111、523、622、811等。由于镍主要作用为提升能量密度,高镍三元材料(622或811)的当前的研发重点。
    在国际普遍导入622三元体系的时候,国内动力电池企业很多还停留在523的阶段。
    目前在高镍三元动力电池领域,松下几乎是一家独秀。松下应用在特斯拉Model3上的圆柱型电池,通过改良高镍正极材料和硅碳负极材料的应用,使电池能量密度实现了20%的提升。
    高镍电池虽然可以提高电池能量密度,但会降低电池的安全性和使用寿命。
    自2013年起,应用了高能量密度电池的特斯拉,在美国、欧洲、中国等地发生了多起自燃事件。如何提升高镍电池的安全性和使用寿命,是目前的技术难题。
    高镍电池在组装时需要纯氧氛围,而国内的电池厂多数不具备这一条件。如果量产811三元电池,大部分的厂房和设备需要重新设计,这意味着需要进行新一轮的大规模投资。
    钴高昂的价格和紧俏的供货量也在迫使电池企业加快推进量产钴含量更少的高镍电池。
    韩国在高镍电池方面紧紧追赶着日本。据外媒报道,韩国电池制造商LGChem与SKinnovation预计今年将推出用于电动汽车的低钴含量和高能量密度的811三元电池。但几个月后,这些计划被推迟了。
    ▍国内电池行业的变局
    中国的政府发布的《汽车产业中长期发展规划》中,明确到2020年,动力电池单体能量密度达到300Wh/kg以上,力争实现350Wh/kg。到2025年,动力电池系统能量密度达到350Wh/kg。
    以现有的技术条件,磷酸铁锂和622以下的正极材料是很难达到上述要求。如果要达到300wh/kg以上的能量密度,811三元电池几乎就是唯一的选择。
    自2017年下半年以来,国内动力电池企业在高镍811的布局明显提速。包括比克动力、力神电池、鹏辉能源、亿纬锂能、远东福斯特在内的诸多动力电池厂家都表示,基本已经完成从产品技术突破到小批量生产再到客户送样认证测试的过程。
    比克电池更是表示,公司的高镍811电池已成功应用于江淮、上汽大通、北汽新能源、小鹏、云度等品牌车型,车型均已入围新能源推荐目录。
    比亚迪和宁德时代都计划明年推出811高镍电池。两大电池巨头这次技术革新的过程中,动作似乎有些慢了。
    相比于软包和方形电池,圆柱型电池更容易在高镍三元电池方面取得突破。各大圆柱电池企业包括比克、力神、鹏辉、远东福斯特等都已经研发或者和量产出高镍811产品。
    韩国电池企业LG化学、SK创新、三星SDI都小规模应用了高镍电池,采用的也是圆柱形电池。而在软包电池和方形电池领域,三家公司一直未有规模化应用产品。
    从整个新能源汽车产业链来看,电池企业承受的压力很大。2016年动力电池成本大约为2.2~2.3元/Wh,2017年下降至1.6~1.7元/Wh,降幅近30%。
    2018年,补贴退坡成为定局后,主机厂对动力电池企业提出了更大的降价要求,普遍要求成本约为1.2元/Wh,降幅约为25%。
    最近,国内很多电池企业的日子很不好过。一些盲目扩张,技术路径选择失误的企业已经黯然退场,很多企业仍在苦苦挣扎。
    随着高镍电池逐渐成为主赛场,那些研发投入不足,技术更新缓慢的电池企业将会逐渐被市场淘汰。不过,危机中也蕴含着转机。那些提前布局高镍电池的企业将会迎来新一轮的发展机遇。
    考虑到高镍三元电池在能量密度方面的巨大优势,谁能够率先大规模应用811三元电池,谁就将在接下来数年内获得更多的市场。国内动力电池产业的市场格局也很可能会因此发生巨大变化。

------ 摘自电科技   录入005
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