鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1060次 | 2020年06月09日
如何看待無鈷電池的競(jìng)爭?
2019年全球電動(dòng)汽車銷量約為220萬輛,同比上升10%,市場(chǎng)份額從2.1%提高到2.5%,滲透率不斷提高。從全球的各個(gè)市場(chǎng)來看,歐洲2019年電動(dòng)汽車銷量56.3萬輛,同比上升47%,增速創(chuàng)歷史新高;由于歐洲各國的政策驅(qū)動(dòng),和歐盟碳排放新規(guī)的驅(qū)動(dòng),歐洲的新能源汽車的市場(chǎng)是逐步往前發(fā)展的。有關(guān)我國來說,全球新能源汽車的政策方針是靠國內(nèi)海量的資源支撐起來,也繼續(xù)明確了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃2021-2035》年的訴求。在汽車市場(chǎng)的變革下,全球政府都在推動(dòng)新能源汽車的推廣和使用,到2035年全球新能源汽車的市場(chǎng)滲透率將達(dá)到50%左右。
圖1全球新能源汽車市場(chǎng)占比的預(yù)測(cè)
01
電池的發(fā)展方向
這里首先談一下無鈷的訴求是哪里的,當(dāng)ElonMusk談到下一代從NCA進(jìn)化成無鈷的時(shí)候大家都是一頭霧水。當(dāng)大眾和寶馬在電池材料端親自去探討,這個(gè)事情是涉及新能源汽車在歐洲和美國的形象問題,也是發(fā)展到一定階段要客戶的事情。鈷是一種比鋰還要少的金屬資源,電池是最大的下游領(lǐng)域,在全球及我國鈷消費(fèi)量占比分別為44%和77%。當(dāng)歐洲國家開始指定燃油車禁售時(shí)間點(diǎn)的時(shí)候,同時(shí)也在不斷強(qiáng)調(diào)有關(guān)電池資源方面的考慮,假如一項(xiàng)材料你把控不住,那這種材料的價(jià)格就會(huì)失控。全球鈷金屬儲(chǔ)量分布非常不均衡,資源重要集中在剛果(金)、澳大利亞、古巴三個(gè)國家,這三個(gè)地方就占了一大半。歐洲、我國和美國這三個(gè)目前的電動(dòng)汽車最重要的市場(chǎng),都沒有多少鈷礦。
圖2鈷資源的集中性和其他區(qū)域開采的難度
因此無鈷作為一種終極的目標(biāo),也正是表達(dá)了汽車公司需求端有關(guān)擺脫資源約束的迫切性。作為動(dòng)力鋰離子電池正極材料中的重要元素之一,鈷不但可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu),而且可以提高材料的循環(huán)和倍率性能。全球電池供應(yīng)商和車企都在想各種辦法減少鈷在三元電池中的含量。如下圖所示,我們之前比較清楚的是有路線NCA少鈷、NCM三元和NCMA四元,配合著負(fù)極改進(jìn),不斷提高容量和能量密度,然后從電化學(xué)體系上達(dá)到更高的能量密度、成本,期待到下一代的固態(tài)電池能在5-10年量產(chǎn)。備注:在這個(gè)方向上面,國內(nèi)因?yàn)橛辛姿徼F鋰的這種技術(shù)支撐,供應(yīng)在不追求體積能量密度下的不占用鈷材料的替代辦法,這種依靠工藝改進(jìn)的處理,能夠在局部應(yīng)用場(chǎng)景,如2B端的出行領(lǐng)域有很大的可能性,但是有關(guān)長期發(fā)展而言,天花板是很明顯的。
圖3動(dòng)力鋰離子電池的發(fā)展路徑,一致的意見是以高鎳為主
02
蜂巢公布會(huì)上講的是什么?
這次蜂巢能源的公布會(huì),是很有意思的,一共提了幾點(diǎn):
首先是材料,這種NMX的無鈷材料,蜂巢采用了兩種化學(xué)鍵能更大的元素,替代鈷,摻雜到材料中,通過強(qiáng)化學(xué)鍵穩(wěn)定氧八面體結(jié)構(gòu)。然后采取單晶技術(shù)和納米網(wǎng)絡(luò)化包覆來達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和減少正極材料與電解液的副反應(yīng)長壽命的設(shè)計(jì)。后面這兩項(xiàng)其實(shí)和目前Tesla走的方向是相似的。而這種材料在產(chǎn)品組合里面,是和高鎳的材料同時(shí)使用的,從我個(gè)人的觀點(diǎn)來看,更像是一種可選的路徑,你可以在如下所示的VDA兩倍厚的126Ah電芯、MEB規(guī)格下156Ah和143Ah兩顆電芯上面做了應(yīng)用。也就是在蜂巢做的化學(xué)體系里面,產(chǎn)品從中鎳的開始,包含了NCMA、NMX和NCM高鎳三種不同的化學(xué)體系。
表1蜂巢能源的產(chǎn)品組合
在公布會(huì)上,有價(jià)值的值得重點(diǎn)關(guān)注的兩個(gè)產(chǎn)品包括:含義的第一款可選的是2021年六月做的MEB1.5倍厚的電芯,電芯容量為115Ah,比高鎳的117Ah容量少一些,但是采用高電壓體系,保持能量一致,能量密度達(dá)到了高鎳得水平,是面向100+萬公里的使用。備注:我對(duì)目前的電池的使用,存在一些看法,這里的折算,是要考慮單車的續(xù)航*循環(huán)次數(shù)+日歷壽命的衰減,特斯拉的100萬英里的說法,也拉高了目前電池公司的門檻,不達(dá)到這個(gè)水平不好意思叫長壽命電芯。
圖4基于MEB模組上的電芯
第二款是L6薄片無鈷長電芯,這個(gè)電芯的尺寸是575長度,厚度是21.5mm,有點(diǎn)像是使用軟包590的電芯把幾個(gè)電芯合起來封裝在一起。這個(gè)蜂巢能源是和長城汽車,NEDC的續(xù)航已經(jīng)目標(biāo)面向了880公里,預(yù)計(jì)在2021年下半年推向市場(chǎng)。備注:這個(gè)尺寸規(guī)格是跑不掉的,里面也可以使用高鎳的材料來做的。
圖5基于長尺寸方殼電芯的設(shè)計(jì)
五月十八日的公布節(jié)點(diǎn)很有意思,在特斯拉的BatteryDay前,把電芯產(chǎn)品公布出來,是在去年蜂巢電池公布說我有無鈷電池之后,并且我已經(jīng)做出來了。從我個(gè)人的角度來看,這次蜂巢能源是在去年被歐洲車企定點(diǎn)之后進(jìn)一步擴(kuò)大自身的前進(jìn)道路。蜂巢能源是脫胎于長城汽車動(dòng)力鋰離子電池事業(yè)部,在落地江蘇常州(分三期建設(shè)),規(guī)劃產(chǎn)量18GWh,而且進(jìn)一步要往歐洲走。歐洲電池廠計(jì)劃投資20億歐元,預(yù)計(jì)產(chǎn)量將達(dá)24GWh,一期項(xiàng)目2020年啟動(dòng),2022年底投產(chǎn);二期項(xiàng)目2025年投產(chǎn)。這次公布會(huì),面向不僅僅國內(nèi)的客戶,重要還是在歐洲車企這邊的聲量。目前四家我國動(dòng)力鋰離子電池公司準(zhǔn)備在歐洲投資,前期都是把我國的產(chǎn)量先出口然后再建廠的路線。
圖6在歐洲進(jìn)擊的我國動(dòng)力鋰離子電池公司們
小結(jié):無鈷電池和高鎳電池目前都是動(dòng)力鋰離子電池公司可選擇的路徑,前者的技術(shù)路徑由蜂巢開創(chuàng)的一個(gè)品類,在既定的電芯規(guī)格上這么并行的推進(jìn)一下,聲浪大了不小。我們接下來要和特斯拉的BatteryDay予以比較。