三元鋰“霸占”動(dòng)力電池市場(chǎng)，石墨烯挑戰(zhàn)“黑金”難題

眾所周知，石墨烯電池要挑戰(zhàn)“黑金”價(jià)高難題，而比石墨烯電池先走出實(shí)驗(yàn)室的氫燃料電池則要克服“鉑金”價(jià)高難題。從上世紀(jì)90年初研發(fā)氫燃料電池的豐田，至今在這一領(lǐng)域已深耕近30年。

特斯拉先后捧出兩大全球動(dòng)力電池冠軍，先是松下，后是LG化學(xué)。無(wú)論是松下、LG化學(xué)，還是剛被LG化學(xué)搶走全球第一的寧德時(shí)代，皆在三元鋰電池領(lǐng)域加速前進(jìn)。

目前，三元鋰電池一騎絕塵，研究機(jī)構(gòu)EVTank最新的數(shù)據(jù)顯示，今年1~4月，國(guó)內(nèi)三元鋰電池(NCM，正極材料為鎳鈷錳三種材料)裝機(jī)量占比升至72.87%，而磷酸鐵鋰電池(LFP)的裝機(jī)量進(jìn)一步跌至22.93%，錳酸鋰電池(LMO )以及其他電池加起來(lái)占的比例不足5%。這與前幾年的動(dòng)力電池格局明顯不同，就在2017年，磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的裝機(jī)量占比分別是49.61%和44.69%，但次年前者就被后者趕超，且差距逐年拉大。

隨著三元鋰電池的裝機(jī)量擴(kuò)大和技術(shù)提升，價(jià)格快速下降，例如三元鋰電池的電芯價(jià)格在短短幾年內(nèi)從3元/瓦時(shí)跌至目前與磷酸鐵鋰電池相差無(wú)幾。伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理吳輝在近日接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)稱，今年以來(lái)，磷酸鐵鋰電池的電芯每瓦時(shí)六七毛錢(qián)，三元鋰電池的電芯在七八毛錢(qián)左右，而有的公司給戰(zhàn)略客戶供應(yīng)的三元電芯甚至也就六毛多的。

未來(lái)，誰(shuí)將在新能源汽車之爭(zhēng)中勝出，作為新能源汽車“心臟”的動(dòng)力電池將是關(guān)鍵因素之一，而動(dòng)力電池的競(jìng)爭(zhēng)力又與成本密不可分。

價(jià)格戰(zhàn)升級(jí)

今年以來(lái)，特斯拉攜松下、LG化學(xué)和寧德時(shí)代三家電池供應(yīng)商來(lái)襲，國(guó)內(nèi)新能源車企紛紛推出新的電池技術(shù)迎戰(zhàn)。三元鋰電池快速崛起，這讓以磷酸鐵鋰電池為主的比亞迪等企業(yè)壓力陡升。因此，比亞迪日前推出新一代磷酸鐵鋰電池——刀片電池，其能量密度上比傳統(tǒng)鐵電池提升了50%，成本下降30%。5月13日，比亞迪旗下首款搭載刀片電池的純電動(dòng)車型漢EV在歐洲首發(fā)，并計(jì)劃6月底將在中國(guó)上市。

盡管比亞迪集團(tuán)副總裁兼弗迪電池董事長(zhǎng)何龍聲稱眾多汽車品牌都在和比亞迪探討基于刀片電池技術(shù)的合作方案，但至于刀片電池能否擋住三元鋰電池的“殺戮”，業(yè)內(nèi)存在不同的聲音。

吳輝直言，他從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看更看好三元鋰的發(fā)展空間。

“磷酸鐵鋰電池在短期內(nèi)依然占有成本優(yōu)勢(shì)，而新能源車補(bǔ)貼延長(zhǎng)兩年，這對(duì)磷酸鐵鋰電池而言也是利好。磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)份額在短期內(nèi)將可能反彈，比如特斯拉將采購(gòu)寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池用于低續(xù)航的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車上。不過(guò)，從能量密度等方面看，磷酸鐵鋰電池始終有其局限性，其要達(dá)到200Wh/kg已非常難，而三元鋰可以突破300Wh/kg以上。從安全方面而言，當(dāng)前磷酸鐵鋰電池比相對(duì)活躍的三元鋰電池安全些，但通過(guò)材料、工藝、設(shè)計(jì)等方面的努力，三元鋰電池的安全性也可提升。此外，隨著三元鋰電池的技術(shù)和規(guī)模加速發(fā)展，其未來(lái)的降價(jià)空間將可能大于磷酸鐵鋰電池?！? 吳輝如此認(rèn)為。

對(duì)于兩種技術(shù)路線未來(lái)的發(fā)展前景，多條腿走路的寧德時(shí)代或許更有話語(yǔ)權(quán)，但其給出的答案較“含糊”。在近日舉行的2019年度業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上，被投資者問(wèn)到對(duì)特斯拉的供貨產(chǎn)品會(huì)是磷酸鐵鋰還是MCN811的三元鋰電池時(shí)，寧德時(shí)代方面的回應(yīng)是，該公司與特斯拉的技術(shù)團(tuán)隊(duì)很早就有溝通對(duì)接，供貨時(shí)間大概是今年的下半年，供貨不限于磷酸鐵鋰或者三元鋰，具體供貨產(chǎn)品取決于市場(chǎng)需求。至于CTP電池包(Cell to Pack，無(wú)模組動(dòng)力電池包)技術(shù)是否會(huì)從磷酸鐵鋰電池上延伸到MCN811的三元鋰電池上，寧德時(shí)代方面稱，電池的創(chuàng)新由結(jié)構(gòu)部分和化學(xué)體系部分組成的，CTP屬于結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，不管是磷酸鐵鋰、811還是將來(lái)的新體系，都可以在CTP上實(shí)現(xiàn)。寧德時(shí)代自主設(shè)計(jì)電池包的能量密度可以做到250Wh/kg以上。

寧德時(shí)代方面還稱，電池長(zhǎng)期價(jià)格和利潤(rùn)水平主要取決于成本和市場(chǎng)格局，預(yù)計(jì)隨著新能源補(bǔ)貼政策退坡、技術(shù)進(jìn)步等，鋰電池價(jià)格將會(huì)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但降幅會(huì)逐漸減緩。未來(lái)行業(yè)的主要競(jìng)爭(zhēng)力應(yīng)體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量、安全性、研發(fā)投入及規(guī)?；б娴确矫?。

寧德時(shí)代和比亞迪分別在電池結(jié)構(gòu)上通過(guò)CTP技術(shù)和刀片技術(shù)加快降低成本。此外，寧德時(shí)代、長(zhǎng)城旗下的蜂巢能源等企業(yè)在發(fā)力無(wú)鈷電池，在材料上尋求突破。當(dāng)前，無(wú)鈷電池的概念受追捧，磷酸鐵鋰、錳酸鋰、磷酸錳鐵鋰、干電池+超級(jí)電容均屬于無(wú)鈷電池。大東時(shí)代(深圳)信息咨詢有限公司總裁羅煥塔接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示，少鈷或者無(wú)鈷是動(dòng)力電池的趨勢(shì)，原因之一就是鈷的金屬價(jià)格偏高，不利于成本下降。

“含金”電池如何商業(yè)化?

新能源汽車要從燃油車口中奪食，勢(shì)必要加快降低電池成本，不過(guò)，也有車企逆道而行，偏偏選擇堪比金價(jià)的材料。近年來(lái)，越來(lái)越多企業(yè)加入石墨烯電池研發(fā)制造陣營(yíng)。其中，廣汽集團(tuán)經(jīng)過(guò)6年研發(fā)，逐步掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維結(jié)構(gòu)石墨烯(3DG)材料的制備和應(yīng)用技術(shù)。廣汽新能源方面近日稱，基于廣汽三維結(jié)構(gòu)石墨烯(3DG)材料而研發(fā)的“超級(jí)快充電池”已經(jīng)完成電芯、模組、電池包樣件的測(cè)試工作，并搭載整車進(jìn)行了裝車大功率充電測(cè)試。據(jù)測(cè)試，“超級(jí)快充電池”僅需8分鐘就可以將電池充電至85%，充電時(shí)間與傳統(tǒng)燃油車的加油時(shí)間相當(dāng)。今年底，石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)工作終于從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵻嚕瑥V汽新能源埃安車型將搭載相關(guān)技術(shù)成果。

石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。石墨烯材料因具備超輕、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性等特性，被認(rèn)為是提高電池充電速度、推動(dòng)動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步的重要技術(shù)。不過(guò)，對(duì)于車企而言，要讓真正的石墨烯電池變成新能源汽車的“心臟”，亟須攻克技術(shù)和成本等多重難關(guān)。石墨烯體積能量密度低，加上攪拌涂布等工藝難，分散等也存在一些問(wèn)題，更重要的是，一克石墨烯動(dòng)輒幾百元，價(jià)格與黃金媲美甚至比黃金貴，消費(fèi)者是否會(huì)埋單?真正的石墨烯電池能否從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化，這備受質(zhì)疑。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，石墨烯更多是作為導(dǎo)電劑和添加劑在鋰電池中應(yīng)用。羅煥塔認(rèn)為，石墨烯作為動(dòng)力電池主材料可能性不大。云杉智慧總裁徐征鵬也談到，此前一些企業(yè)號(hào)稱已可以量產(chǎn)石墨烯電池，那只不過(guò)是以偏概全而已，目前真正的石墨烯電池還是太奢侈了，很難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并推向市場(chǎng)。

豐田在2014年將被稱為“終極環(huán)保車”的氫燃料電池量產(chǎn)車推向市場(chǎng)，但幾年下來(lái)累計(jì)銷量也不過(guò)1萬(wàn)輛左右。而2019年，全球范圍內(nèi)燃料電池乘用車銷量?jī)H有7500輛。氫燃料電池車難以突破規(guī)模的瓶頸，除了氫燃料運(yùn)輸以及氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等難題外，與氫燃料電池成本也密不可分。盡管目前豐田的氫燃料汽車成本比2008年大約降低了95%，但氫燃料電池的催化劑用的是鉑金，而鉑金存在產(chǎn)量低和價(jià)格貴兩大問(wèn)題，豐田一直努力降低鉑金的含量以及尋找新材料來(lái)替代。

未來(lái)的動(dòng)力電池之爭(zhēng)，并不囿于三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池之間，雖然石墨烯、氫燃料等電池商業(yè)化還有較長(zhǎng)的路要走，甚至因曲高和寡而未必成為主流，但新技術(shù)和新材料層出不窮，將會(huì)不斷改變電池現(xiàn)有的格局，性價(jià)比、產(chǎn)品的安全可靠性、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、能量密度、充電速度、循環(huán)壽命等，成為不同電池技術(shù)路線之間較量的重要指標(biāo)。

目前豐田的氫燃料汽車成本比2008年大約降低了95%，但氫燃料電池的催化劑用的是鉑金，而鉑金存在產(chǎn)量低和價(jià)格貴兩大問(wèn)題。