眾所周知,特斯拉自面市以來,搭載的動(dòng)力
電池,歷來都是圓柱
電池,從獨(dú)家供應(yīng)商松下,到與LG化學(xué)合作,皆是如此。
特斯拉在發(fā)展初期,與生產(chǎn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品電池的松下電池深度合作,選用的是圓柱型電池,在電池BMS方面取得了豐碩成果,此后很長一段時(shí)間一直堅(jiān)持圓柱電池技術(shù)路線。
2019年10月,特斯拉與LG化學(xué)合作。LG化學(xué)向特斯拉中國工廠供應(yīng)的同樣也是圓柱21700型電池,這和特斯拉在電池供應(yīng)商選擇上的慎重,很有大的關(guān)系。
2月3日,特斯拉宣布與我國動(dòng)力電池龍頭供應(yīng)商寧德時(shí)代合作,雖然并未宣布搭載何種電池技術(shù),但眾所周知,寧德時(shí)代的核心電池技術(shù)是方形電池,從而不難猜出特斯拉會(huì)選擇方形電池。
從另一方面來看,隨著技術(shù)的進(jìn)步、應(yīng)用的拓展、方形電池開始在電動(dòng)汽車應(yīng)用領(lǐng)域逐漸被認(rèn)可,且逐漸成為主流。因而,特斯拉選擇轉(zhuǎn)換電池技術(shù)路線,選用方形電池,可能性很大。
01
2019年,我國動(dòng)力電池裝車量累計(jì)62.2GWh。其中,方形電池裝車量占到了52.73GWh,增速為24.8%,跑贏了整體增速。方殼電芯在的使用也超過了8成,占總裝車量的84.5%。
另外,2019年我國TOP10的方形電池企業(yè),裝車量約占51.59GWh。其中,寧德時(shí)代和比亞迪占了42.71GWh。其它方殼廠家緊隨其后,主要包括國軒高科、億緯鋰能、中航鋰電、力神、時(shí)代上汽、欣旺達(dá)、鵬輝能源和塔菲爾。
寧德時(shí)代在方形電池包上的創(chuàng)新、降本,顯而易見。
2019年,寧德時(shí)代的NCM811高鎳電池,已經(jīng)應(yīng)用到了蔚來、廣汽、寶馬等眾多
電動(dòng)車企的新車型上,續(xù)航里程大多在500公里以上。
另外,2019年寧德時(shí)代推出的CTP電池技術(shù),因省去模組環(huán)節(jié)、零部件數(shù)量減少,生產(chǎn)效率提升,從而可顯著降低動(dòng)力電池的制造成本。
通俗地講,電動(dòng)汽車上搭載的電池包,大多是先把電芯集成為模組,再將模組裝到電池包里,而寧德時(shí)代的CTP電池技術(shù),則省去了電池模組,直接由電芯集成為電池包。
寧德時(shí)代數(shù)據(jù)顯示,能量密度上,傳統(tǒng)的電池包能量密度平均為140-150Wh/kg,而CTP電池包能量密度可達(dá)200Wh/kg以上;成本上,和目前市場上的電池包相比,CTP電池包零部件數(shù)量減少40%。
與現(xiàn)在常見的小模組電池包相比,CTP電池包因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)模組的限制,可以用在不同車型上,使用范圍更廣泛。(詳見“電池的未來屬于CTP?”)
比亞迪在方殼電芯上的創(chuàng)新,也較為出眾。
2019年,比亞迪推出的最新磷酸鐵鋰電池包技術(shù)——“刀片電池”,已經(jīng)申請(qǐng)了專利,國外很多廠家都對(duì)此技術(shù)很感興趣。
比亞迪的刀片電池是一種長電芯方案(基于方形鋁殼來做的電池),在比亞迪原有的電芯的尺寸基礎(chǔ)上(比亞迪之前在用的比較多的是173的和148的兩種),通過對(duì)電芯的厚度減薄,并增大電芯的長度,將電芯進(jìn)行扁長化設(shè)計(jì)并且予以減薄設(shè)計(jì)。
“刀片電池”技術(shù)最大的特點(diǎn)在于,車有多寬,這款電池包就能做多寬,以往的電池都很短,而“刀片電池”之所以叫刀片,就是因?yàn)樗褚话验L刀片,高度不變,但寬度可以變。(詳見“‘刀片電池’將帶領(lǐng)磷酸鐵鋰回歸?”)
從有價(jià)值的客戶發(fā)展來看,較有潛力的方形電池企業(yè),主要有國軒高科、中航鋰電、力神三家。
2019年,國軒高科動(dòng)力電池總裝機(jī)量為3.215GWh,其中方形電池為2.0GWh,很大一部分都用在了專用車上。其中,在乘用車上主要應(yīng)用于奇瑞汽車(三元電池)和江淮汽車(磷酸鐵鋰)兩家企業(yè)。
2019年,力神動(dòng)力電池裝機(jī)量為1.95GWh。其中,方形電池裝機(jī)量1.19Gwh。從規(guī)模上來看,呈現(xiàn)大幅上漲趨勢。
從應(yīng)用結(jié)構(gòu)來看,搭載力神動(dòng)力電池的乘用車占大頭,其中本田系(東風(fēng)本田、廣汽本田)占較大比例。另外還有長安汽車、東風(fēng)汽車和上汽通用五菱等。新造車勢力里,有大約1000臺(tái)威馬汽車。
2019年,中航鋰電的動(dòng)力電池全部是方殼電池,全部集中于純電動(dòng)乘用車,主要是廣汽和長安兩家。此外,產(chǎn)能方面也新投了20GWh的產(chǎn)能,依舊沿著方殼路線方向。
總體來看,2019年我國方殼電池趨于寡頭市場效應(yīng)。可以預(yù)見的是,在今后較長的一段時(shí)間內(nèi),這種現(xiàn)狀都不會(huì)有大的變化。
02
國際方面,在圓柱電池技術(shù)上有著深厚積淀,在動(dòng)力電池能量密度上,一直屬于獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的松下,也有意向方形電池技術(shù)路線轉(zhuǎn)換。
近日,松下與豐田公布成立電池合資公司(泰星能源解決方案有限公司),將于4月1日成立,豐田持股51%,松下持股49%。
合資公司的業(yè)務(wù)范圍,包括車載大容量/高輸出功率的方型鋰離子電池、車載全固態(tài)電池、以及車載下一代電池的開發(fā)、制造與銷售。
顯而易見,泰星能源的成立,主要是向汽車客戶提供電池產(chǎn)品,后續(xù)馬自達(dá)等豐田生態(tài)圈的企業(yè)可能用這個(gè)電池,而其他車企如本田、日產(chǎn)等日本本土車企,也將采用。
從電池封裝結(jié)構(gòu)本身來看,松下圓柱電池能量密度提升空間不及方形電池,松下電池圓柱電芯能量密度已經(jīng)接近極限。
松下電池為滿足特斯拉對(duì)于車輛續(xù)航的要求,一方面通過材料本身提高電池能量密度,但現(xiàn)在主要的是通過增大電池尺寸(從18650升級(jí)到21700)來提升電池包的整體容量。
從商業(yè)角度來看,松下在特斯拉和豐田之間,選擇了豐田。主要由于松下在汽車業(yè)務(wù)方面,這些年在與特斯拉的合作中,在整體財(cái)務(wù)情況有限的條件下投資了很多錢,但并不太賺錢有關(guān)。
從方形電池方面來看,松下主要供應(yīng)的是豐田PHEV,還有本田HEV,目前方殼電芯的固定成本并不低,只有用在BEV上折算的大容量方殼電池才能降低生產(chǎn)成本。
從圓柱電池方面來看,松下之前把圓柱的電芯都給了特斯拉,在工具還有其他應(yīng)用場景上倒退了不少,也使得整體的市場能力不盡人意。
可以預(yù)計(jì)的是,今后松下的發(fā)力方向,會(huì)從圓柱收回,往方形電池方向發(fā)展。此后,以豐田在固態(tài)電池方面的優(yōu)勢,或許會(huì)把固態(tài)電池納入到合資電池的經(jīng)營范圍。
(責(zé)任編輯:子蕊)