誰能想到,30年前電池行業還是美國、日韓、歐洲三足鼎立的局面;而30年后的今天,市場占有率排名前十的電動汽車動力電池企業總部都在亞洲國家,中國寧德時代、韓國LG和日本松下分庭抗禮,占據了動力電池制造市場近70%的份額。
中國電池制造商是市場增長的領頭羊,寧德時代以33.9% 的市場份額排名第1,電池裝車總量為53.3GWh;比亞迪排名第3,市占率年增210.5%,中國電池真正實現了彎道超車。
這30年,中國動力電池如何實現后發制人?未來的戰場又在何方?
2000年,中國剛剛實現自主研發電池正負極材料,遠遠落后世界平均水準。到2010年,全球動力電池產業依然是歐美擁有核心技術,日韓掌握市場份額的格局。
但是,隨著當年國務院將新能源汽車確立為七大戰略新興產業之一,中國的動力電池產業迅速乘東風而起。
作為新能源電車心臟的動力電池,在整車成本中占比40%以上。“得電池者得天下”,是不少業內人士的判斷。
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2011年,剛剛成立的寧德時代帶著三元鋰電池一舉拿下寶馬大單,中國電池企業開始在全球競技場上嶄露鋒芒。
三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,是目前動力電池的兩大技術路線。
前者的核心優勢是能量密度高,直觀體現在裝車之后,擁有更長的續航里程。而續航里程作為電動汽車前期的核心能力,說是市場競爭的決定性因素也不為過。憑借這一點,三元鋰電池被行業廣泛看好。
2016年底,政策補貼朝著鼓勵追求高能量密度轉變,極大激勵了國內三元鋰電池的發展。2017年,憑借三元鋰電池業務的火熱,中國寧德時代壓過日本松下,代表中國企業登上全球動力電池裝機量的“王座”。
不過,隨著裝車量的提高,三元鋰電池犧牲安全性換取高能量密度的弊端日益凸顯,頻發的電動汽車起火事件成為行業不得不面對的難關。
2020年5月,工信部頒布電動汽車強制標準,“要求電池單體發生熱失控后,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間”一條成為了行業轉折點。
在那之后,技術指標更保守,但是更安全的磷酸鐵鋰電池,重新成為行業“心頭好”。寧德時代在這個領域重新發力,比亞迪也在2020年3月推出磷酸鐵鋰“刀片電池”。
2021年,國內市場上的磷酸鐵鋰電池以52%的裝機占比,超越三元電池,且今年第一季裝機量占比持續上升至58%。預計到2024年,磷酸鐵鋰電池還將在全球動力電池市場裝機量占比超過60%。
總體來看,目前國內動力電池產業的綜合實力已經十分雄厚。
據統計,今年上半年裝機量前20的企業,除了松下以及豐田子公司PEVE是日本企業、LG新能源/SK On/三星SDI是韓國企業外,其余15家企業全部來自中國,占了61.88%市場份額。
對于未來,行業目前正在尋求新的解決方案,能同時突破電池壽命短、充電慢、低溫不耐用三大痛點。
目前,鈉離子電池是主要的攻關方向。
相較于鋰,鈉的資源更豐富,提煉也更簡單,并且鈉電與鋰電工藝相通,容易切換復用產線,集流體等輔材成本較低,經濟性上更勝一籌。
而在安全方面,鈉離子電池內阻大,瞬時發熱量小,熱安全事故風險小;可放電到0V,不存在過放問題,安全運輸;工作適溫范圍大。
在這方面,中國已經處于領先位置。
寧德時代于去年7月發布第一代鈉離子電池,單體能量密度160Wh/kg雖然還不如現有磷酸鐵鋰電池的水平,但勝在在低溫性能和快充方面,具有明顯的優勢。并且他們聲稱,下一代鈉離子電池能量密度可達到200Wh/kg。
按照寧德時代的規劃,公司已經開始進行鈉離子電池的產業化布局,計劃于2023年形成基本產業鏈。
除此以外,在資本加持下,鈉創新能源、中科海鈉、眾鈉能源、星空鈉電、立方新能源等國內企業已經加入鈉離子電池角逐場。
在未來,石墨烯電池或許會是最終解決方案。
由浙江大學高分子科學與工程學系團隊開發的鋁—石墨烯電池,在25萬次充放電循環后仍能保持91%的容量,可在1.1秒內快速充滿電,零下40度至120度環境依然可以穩定工作,此外,將該電池放于明火中也不會發生起火爆炸等危險,完美解決了三大痛點。
但石墨烯電池的制作工藝還不夠成熟,目前僅處于實驗室階段,無法量產,且其造價昂貴,目前只在航天衛星的動力電池上使用,普及推廣在中短期內很難實現。 |