鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1427次 | 2020年08月07日
比亞迪沈晞:動力鋰電池發(fā)展路線分析
有關(guān)動力鋰電池發(fā)展趨勢等問題,比亞迪鋰電事業(yè)部副總裁發(fā)表觀點(diǎn):
第一,材料選擇的問題,現(xiàn)在有兩種材料,三元材料和磷酸鐵鋰,我們怎么樣做選擇?李經(jīng)理的報告中說的,2018年三元首次超過磷酸鐵鋰的市場份額,這是什么樣的原因?大家可能比較清楚,跟國家的補(bǔ)貼政策有非常大的關(guān)系,這幾年無論是單體能量密度的提升或是電池整包的能量密度提升,增速都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2016年、2017年之前。是不是符合科學(xué)的規(guī)律或是能促進(jìn)行業(yè)發(fā)展,大家可以做一些獨(dú)立思考。我國容易有一些從眾的心態(tài),希望大家針對某個產(chǎn)業(yè)、某個技術(shù)有獨(dú)立思考的心態(tài)和習(xí)慣。
這個觀點(diǎn)以前講過,磷酸鐵鋰和三元的比較,怎么選擇?一年后、兩年后、五年后我們怎么選擇?以前說過,關(guān)于做電池的來說,在這樣一個時代是幸運(yùn)的也是不幸的,可以說現(xiàn)在處在最好的時代也可以說處在最壞、最黑暗的時代。為何說最好呢?看國家的政策、全球的趨勢,這都是全力助推新能源汽車尤其是電動汽車的發(fā)展,這是大勢所趨,這是明顯的信號,這是好的方面。
差的方面,關(guān)于電池、電池技術(shù)來說,十年甚至往前推二十年,沒有本質(zhì)的、突破性的進(jìn)步,我待會兒會講?,F(xiàn)在大家在用什么?變來變?nèi)?,和二十年前相同,三元的材料,?dāng)然我不否認(rèn)三元材料本質(zhì)有了非常大的變化,可能跟二十年前的材料、性能各種特性,循環(huán)、壽命、使用特性完全不相同,畢竟還是一個三元材料,它突破不了能量密度的極限。
從111、523、622、65、80、85、92上來,能到多少?最高的超過220Wh/kg的很少吧,富鋰錳基有多少人在用,現(xiàn)在處在很悲哀的時代,沒有辦法,在挖潛力,在犄角旮旯找這些東西。材料本質(zhì)方面缺少關(guān)鍵的突破,這是我們的悲哀。
目前用的是三元材料,鈷的價格關(guān)于電池有什么影響?大家了解未來市場化的趨勢,無論是新能源汽車或是電池的產(chǎn)品,必須要有正確的盈利模式才能生存下去,所以我們思考車的方面、電池的方面都要有盈利模式,首先一個問題是成本,成本低,哪怕低1分/Wh都是一種優(yōu)勢。
這是鈷用量的關(guān)系,現(xiàn)在看到鈷的價格可能是隨著供求管理變化比較大,有固定40%將近一半是用在特殊領(lǐng)域,一些合金和電池沒關(guān)的領(lǐng)域,年開采量也是有限的,2019年之后,供求關(guān)系會發(fā)生一些明顯的變化,鈷可能會更缺,最近鈷的價格有下行,相信這不是長期的趨勢,這樣的情況下,2019年或是2020年之后供求關(guān)系變化會導(dǎo)致鈷的量會短缺、價格上升,我們拿一款電池做了計算,每個材料的瓦時,523、622、811,用多少鈷、多少鎳,輔料怎么變化,計算的過程比較復(fù)雜,我不詳細(xì)的解釋,鈷價對三元電池的影響是非常大的,鈷含量越高,影響越大,523遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于811。
目前480元/kg到500元/kg的價格區(qū)間,我們用622的成本比811要高將近0.1元/Wh。811的成本鈷含量下來了,依然比磷酸鐵鋰高三、四分,這對我們的選擇有非常大的促進(jìn)用途。
為何用811,這些都不成熟,為何大家要用?選擇811的驅(qū)動力在于成本,以及電池能量密度高一些、成本低。從這個趨勢可以想到,為何我們磷酸鐵鋰沒有被放棄掉,而且我們認(rèn)為是以后也不會被放棄掉。
這是鈷價,這是鎳價,鈷價我們估算了一下,大概250元/kg的時候811才能低于磷酸鐵鋰。同樣關(guān)于鎳,我們算出來鎳要在45元/kg以下811才能低于磷酸鐵鋰。大家可以了解鎳現(xiàn)在是多少錢,將近100元/kg。這還是有很大的差異,鈷和鎳兩個趨勢來看,622、523處于大的劣勢,和811比起來,磷酸鐵鋰也是具有相當(dāng)?shù)某杀緝?yōu)勢,對A0級、A00級車成本是最關(guān)鍵的,為何要選擇?我們要以數(shù)據(jù)分析說話,而不是以個人的喜好說話,也不是看國家的政策,要看市場。
鋰價,簡單的說,鋰價上升對NCM622、523的影響比磷酸鐵鋰要大,幾個重要的元素材料方面結(jié)合下來,磷酸鐵鋰在未來的成本預(yù)期是可控的,而622、523相信必然會被高鎳取代,重要技術(shù)能解決,一步一步走肯定會被取代。811由于有能量密度的優(yōu)勢,將來會跟磷酸鐵鋰并存,但是很難說根本性的取代,因為有相當(dāng)大的價格差異,假如鈷價到了80元/kg會是什么樣的情況。根據(jù)這個數(shù)據(jù)可以想到為何我們一直說兩種體系不會取代只會相互競爭、相互共存。
補(bǔ)貼時代和后補(bǔ)貼時代的趨勢是不同的,現(xiàn)在大家在推進(jìn)260Wh/Kg的NCM體系811,高鎳的體系在往里面進(jìn),將來后補(bǔ)貼時代,2020年之后磷酸鐵鋰能做到200Wh/Kg可以繼續(xù)下去,而且會強(qiáng)勢的回歸,這個比例出現(xiàn)轉(zhuǎn)折我一點(diǎn)都不會奇怪。希望大家做一些思考,因為一些材料、一些選擇關(guān)于行業(yè)來說是很重要的,而且有一些觀點(diǎn)也蠻唬人的,260Wh/Kg的Pack能量密度2020年到底能不能達(dá)成?有樂觀的、有悲觀的,總體情況我們來看路線的選擇就很重要,我覺得260Wh/Kg并不一定是非常樂觀的現(xiàn)象,要保證這里面不出其他的問題,歸根到底,我們現(xiàn)在想要做高,想要成倍的提升能量密度,當(dāng)然我們?nèi)狈Σ牧戏矫娴膱詫嵒A(chǔ),我們說的只是一些工程的創(chuàng)新。
為何是相比較較悲哀的時代?我們要在這里面找到一個方向,找到適合這個行業(yè)的盈利模式,這是我的觀點(diǎn),這兩種材料路線會并存,而且會在相當(dāng)長的時間內(nèi),五年之內(nèi)我覺得不會被取代。
第二,方形還是軟包?本來從四個緯度來看,最后把安全和可靠性刪掉了,很容易出現(xiàn)一些誤會,大家各有各的數(shù)據(jù),講一些大家有直觀的印象:
1、質(zhì)量比能量GED。我們先看Cell的質(zhì)量比能量是怎么算的,我們了解軟包有一個電池是15毫米,通常是12毫米、9毫米。我沒有見過15毫米以上的軟包,15毫米以上的軟包電池可以推薦給我看一下。同樣15毫米的時候,關(guān)于Cell來說,軟包的優(yōu)勢是非常大的,大概在20%,這是業(yè)內(nèi)有共同的認(rèn)識。右邊是他們的差別,鋁塑膜、蓋板、殼子,重要是零部件方面的差異造成能量密度差異,材料體系本質(zhì)的特點(diǎn)方面,方形和軟包是沒有差異的,這是一個問題。軟包電池薄的要做并聯(lián),一旦做并聯(lián),我們了解方形VDA是45毫米,假如做三個軟包并聯(lián),相當(dāng)于三個15毫米并聯(lián),正好是45毫米。三個并聯(lián),把它中間的一些結(jié)構(gòu)部分加進(jìn)去,立馬優(yōu)勢變小了,能量密度優(yōu)勢是10%,剛才是20%,這個也很容易理解,每個軟包都要封一次,這是顯而易見的問題。
剛才是Cell方面,我們再看模組方面,軟包模組設(shè)計和方形模組設(shè)計完全不相同,軟包是幾個并聯(lián)電池之間可能做一個殼,也有可能不做,假如要固定起來還要有一些結(jié)構(gòu)件,設(shè)計的方式也完全不相同,方形電池構(gòu)成的模組和軟包構(gòu)成的模組會出現(xiàn)很大的差異。
到現(xiàn)在模組的層級只有1.4%的能量密度優(yōu)勢,到45毫米厚的,方形的能量密度反而占優(yōu)了,Pack層級兩個基本上打平了,15毫米的基本上打平,關(guān)于厚的,顯著的方形占優(yōu)勢,12%。Cell方面質(zhì)量比能量,Cell軟包有優(yōu)勢,厚的優(yōu)勢小一點(diǎn),薄的優(yōu)勢更大,最高可以到20%。到模組、Pack逐漸被拉平,Pack方形的電池做成Pack實現(xiàn)反超,軟包電池做出來的Pack能量密度并不一定高,這通常是大家不太想得透的地方。
2、體積比能量,我們分開講,思路邏輯是相同的,體積方面由于一些結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同,體積方面關(guān)于Cell來說有10%的優(yōu)勢,同樣考慮到軟包膜的合適,45毫米只有4.3%的優(yōu)勢。關(guān)于模組開始出現(xiàn)同樣的事情,就是反轉(zhuǎn),到下面45毫米的時候反而關(guān)于方形模組有6.6%的優(yōu)勢,上面關(guān)于15毫米在模組階段也打平了。大家了解車上面用的電池對體積和重量有講究,有的時候體積可能更為重要,這也是我們要認(rèn)真考量的因素。
Pack級別大家可以看到,無論是厚的還是薄的都實現(xiàn)了反轉(zhuǎn),做成Pack在體積比能量方面也是方形占優(yōu)勢,關(guān)于45毫米的這種來說會有近10%的優(yōu)勢,這是體積比能量方面。
3、成本。成本方面我們也看一下,Cell先看左邊的是BOM原材料的成本,右邊是制造成本,假設(shè)方形是百分之百,原材料刨除一些結(jié)構(gòu)件,關(guān)于薄的電池是10%的成本,厚的電芯,左下這張圖,基本上拉平。
由于方形和軟包的制造工藝有比較大的不同,關(guān)于15毫米來說,軟包的生產(chǎn)工藝相對簡單一點(diǎn),制造成本15毫米也有超過10%的優(yōu)勢,但是關(guān)于45毫米來說,從計算的結(jié)果得出軟包會更貴,三個在一起去對方形的一個,這就出現(xiàn)問題了,出現(xiàn)同樣的反轉(zhuǎn)。制造成本軟包都會上來,厚的綜合下來成本,軟包比方形高10%。
4、可回收部分,有的方形回收價值更高一些。
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