来源 | 财经杂志 文| 《财经》产业研究中心研究员 尹路 编辑 | 马克
选择铁锂电池等于和中国供应链深度捆绑,欧美车企不可能完全倒向铁锂电池,而宁德时代也只是不看好将大圆柱电池应用于经济车型
宁德时代董事长曾毓群近期对特斯拉大圆柱电池的评价登上热搜,他认为“马斯克不知道如何制造电池”“大圆柱电池注定失败”。然而,与宁德时代的冷淡形成鲜明对比的是,欧美车企热捧大圆柱电池。
除了特斯拉,宝马2025年上市的全新一代电动车也将采用大圆柱电池,供应商是亿纬锂能和宁德时代。远景动力在美国正在建设的两家电池工厂,肯塔基工厂供应梅赛德斯·奔驰,南卡罗来纳工厂供应宝马,产品均为大圆柱电池。沃尔沃、斯特兰蒂斯、保时捷等欧美车企也对大圆柱电池保持关注。
此外,国内也不乏大圆柱电池的关注企业,比如蔚来在2023年底的NIO Day上宣布正在研发46105大圆柱电池,电池包容量120KWh,电芯能量密度292Wh/kg,充电5分钟可补充续航里程255公里。江淮已经量产装车亿纬锂能供货的大圆柱电池。比亚迪将大圆柱的磷酸铁锂电池率先应用于消费和储能市场,2023年11月,金杨股份在投资者平台回答提问时披露,其4680大圆柱电池壳体已经向比亚迪小批量供货,用于储能市场。
一边是宁德时代的冷眼,一边是诸多企业,特别是欧美车企的热捧,为何会存在这样的分歧?因为大圆柱电池优劣势都非常显著。
大圆柱电池的优势在以下几方面:
1、性能优势:能量密度高;快充性能好;循环寿命长。
2、安全优势:热稳定性好;机械结构稳定;抗膨胀能力强。
3、制造优势:标准化程度高,易于自动化生产;工艺成熟后更加稳定,产品一致性好。
大圆柱电池的劣势在以下几个方面:
1、生产工艺复杂:全极耳或无极耳制造工艺复杂,焊接难度大,是当前大圆柱电池良品率低的主要原因。电极涂布难度大,由于大圆柱电池体积大,电极涂布长度数倍于此前的电池,不论采用干法还是湿法工艺,涂布技术挑战巨大。
2、电池管理系统要求高:由于采用大圆柱电池的电池包电芯数量更多,对电池管理系统(BMS)的要求更高,有较高的技术门槛。
3、能量密度提升的技术难度大:大圆柱电池虽然能量密度较高,但组成电池包时,单节电池之间的空间很难进一步压缩,所以像刀片电池、麒麟电池那样依靠集成设计提升能量密度的空间不大,只能寄希望于更新的正负极材料来提升能量密度,技术难度更大。
4、成本更高:由于现阶段生产工艺复杂,良品率低,大圆柱电池短期内的生产成本较高,其性价比相比普通三元锂电池有一定优势,但和磷酸铁锂还有钠离子电池相比,性价比处于劣势。
5、更适用于三元材料:虽然磷酸铁锂也可以采用大圆柱构型,但三元材料采用大圆柱在能量密度、安全性方面的提升更明显。且不论铁锂还是三元,采用大圆柱导致的成本增加相差不大,从成本收益上考虑,大圆柱更适用于三元材料。
了解大圆柱电池的优劣势后,就不难理解宁德时代的冷眼和欧美车企的热捧了。
中国电池企业的磷酸铁锂电池技术成熟,还有国际领先的电池成组技术,如刀片电池、短刀电池、神行电池等,都能用磷酸铁锂电池做出大电量、高密度、超快充的电池包。再加上中国新能源车市场高度价格、成本导向,所以中国车企更欢迎铁锂电池。
以经济车型为主的海外车企也对中国的铁锂电池非常看重,比如福特首席执行官吉姆·法利就表示:“磷酸铁锂电池成本几乎降低一半,起火风险更低,还有更长的循环寿命,而磷酸铁锂是中国独有的知识产权。”
“磷酸铁锂是中国独有的知识产权”,这是欧美车企在选择电池时必须考虑的风险因素。虽然韩国电池企业正在加速推出磷酸铁锂电池,但不论技术还是上游原材料、零部件,都来自中国企业。所以欧美车企如果选择铁锂电池,就等于和中国供应链深度捆绑,出于安全考虑,欧美车企不可能完全倒向磷酸铁锂。
而选择大圆柱电池的欧美车企,比如宝马、奔驰,最为看重的是这种电池的高性能标签和高技术门槛。因为这种同时具备性能优势和技术门槛的电池,才是最契合高端汽车品牌市场定位的产品。如果一台拥有高品牌溢价的豪华车型,使用的却是和经济车型一样的电池,在新能源车时代会面临来自消费者的巨大质疑。
但如果只是性能优势和技术门槛的话,现在采用新成组技术和新工艺材料的电池具备同样的特征,比如短刀、麒麟、神行电池等。但在应用新材料方面,大圆柱拥有一项独有优势,在应对硅负极的体积膨胀方面,大圆柱因为形状和结构特征优势明显,而含硅负极是新一代电池材料创新的重点方向。
更高的技术水平和制造难度,在应用下一代技术方面更大的优势,都赋予了大圆柱电池清晰的高端属性。虽然马斯克在2020年特斯拉电池日上首次官宣4680大圆柱电池时,强调了成本优势,但现在应用大圆柱的主要是Cybertruck,其不同型号售价分别为79990美元和99990美元,是特斯拉目前最贵的车型。
所以不论是宁德时代的“冷眼”还是欧美车企的“热捧”,都是基于市场逻辑下的选择。欧美车企也并非全部采用大圆柱,福特、通用、斯特兰蒂斯、大众、包括奔驰等都在和中国电池企业接洽磷酸铁锂电池的供货和联合制造。
而宁德时代对大圆柱的态度,不能光听他说什么,还要看他做什么。2023年宁德时代宣布已经研发成功4680和4695两种型号的大圆柱电池,循环寿命和能量密度都有一定优势,且已经规划8条共12GWh(吉瓦时)的大圆柱电池产线,2025年开始按照合同向宝马供货。当前大圆柱电池团队优先级很高,直接向曾毓群汇报。
以笔者观察,宁德时代并非不看好大圆柱电池,而是不看好将其应用于经济车型,比如特斯拉将4680电池用在Model Y车型上。而对高端车型应用大圆柱电池,宁德时代已经用自己的实际行动表示了支持。