動(dòng)力電池如何迎接TWh時(shí)代？

據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)估計(jì)，到2025年，全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將達(dá)1640萬(wàn)輛。屆時(shí)，動(dòng)力鋰離子電池全球需求量將達(dá)到1160GWh(109Wh)，正式邁入TWh(1012Wh)時(shí)代。2021年，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量累計(jì)219.7GWh，這意味著未來(lái)幾年仍是動(dòng)力電池高速增長(zhǎng)期。

TWh時(shí)代，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)如何變化?產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有哪些機(jī)會(huì)呢?

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定

近幾年，新能源汽車(chē)景氣度高漲。2021年，我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到302.9萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)143%。在產(chǎn)業(yè)鏈熱度推動(dòng)下，我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)也在飛速發(fā)展，搶占蓬勃崛起的新能源汽車(chē)市場(chǎng)。近幾年，裝機(jī)量位居我國(guó)新能源汽車(chē)電池前十名的企業(yè)名單與其排名一直在發(fā)生變化，我國(guó)新能源汽車(chē)電池企業(yè)格局仍未形成。

一旗力合副總經(jīng)理肖太明表示，之所以我國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)排名在持續(xù)變化，是因?yàn)槭袌?chǎng)在快速增長(zhǎng)中，技術(shù)工藝也在不停革新。在這個(gè)過(guò)程中，誰(shuí)能把握住市場(chǎng)需求，誰(shuí)能取得下游廠(chǎng)商信任，就能取得更高的市場(chǎng)份額。

當(dāng)下，動(dòng)力電池企業(yè)借助技術(shù)革新、降低成本取得更大的市場(chǎng)份額仍有機(jī)會(huì)。等到新能源動(dòng)力電池進(jìn)入TWh時(shí)代，各企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局將趨于穩(wěn)定。2021年，我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)143%，當(dāng)新能源汽車(chē)裝機(jī)量進(jìn)入TWh時(shí)代，市場(chǎng)增長(zhǎng)將放緩，屆時(shí)，新能源汽車(chē)年際增長(zhǎng)速度將保持在10%~20%左右，新能源動(dòng)力電池市場(chǎng)也將出現(xiàn)較為固定的頭部企業(yè)。

現(xiàn)階段，誰(shuí)會(huì)成為T(mén)Wh時(shí)代的頭部企業(yè)仍不好下定論。不過(guò)，在肖太明看來(lái)，與整機(jī)廠(chǎng)商合作的電池廠(chǎng)商將更有機(jī)會(huì)，布局電芯賽道的汽車(chē)整機(jī)企業(yè)也將具備較強(qiáng)的行業(yè)主動(dòng)權(quán)。

電池大宗化

TWh時(shí)代，動(dòng)力電池用量增大、技術(shù)路線(xiàn)漸趨固定，各個(gè)環(huán)節(jié)材料也將更加標(biāo)準(zhǔn)化，動(dòng)力電池機(jī)器正負(fù)極材料和鋰鹽將具備更多大宗商品特點(diǎn)——同質(zhì)化、可大批量買(mǎi)賣(mài)、可廣泛使用。

電池及其材料的大宗化，對(duì)于該領(lǐng)域頭部企業(yè)來(lái)說(shuō)，將是利好消息。在商品大宗化的情況下，企業(yè)話(huà)語(yǔ)權(quán)與其市場(chǎng)份額息息相關(guān)。頭部企業(yè)具有大體量產(chǎn)品供應(yīng)能力，電池及其材料大宗化發(fā)展，將為此類(lèi)企業(yè)提供更大的利潤(rùn)空間。

大宗化帶來(lái)的不僅僅是產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，也是供應(yīng)分工的細(xì)化，每個(gè)供應(yīng)商將會(huì)供應(yīng)更為細(xì)分的產(chǎn)品。因此，肖太明認(rèn)為，對(duì)于那些市場(chǎng)份額占有率不高的供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，需要尋找差異化競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略，尋找更為細(xì)分的市場(chǎng)，向個(gè)性化、專(zhuān)業(yè)化的方向發(fā)展，在較為邊緣的領(lǐng)域?qū)ふ沂袌?chǎng)機(jī)會(huì)。

少鈷、無(wú)鈷、新材料

材料決定電池性能。中國(guó)科學(xué)院物理所研究員黃學(xué)杰表示，動(dòng)力電池材料勢(shì)必將發(fā)生變革。

針對(duì)動(dòng)力電池領(lǐng)域可能帶來(lái)的技術(shù)變革，黃學(xué)杰提出了幾大技術(shù)發(fā)展方向：第一，用更少的鈷甚至不用鈷。第二，用更少的鋰供應(yīng)更大的能量。第三，尋找更低耗能的負(fù)極材料。第四，全固態(tài)。

三元鋰電池是當(dāng)前市面上能量密度最大，續(xù)航能力最強(qiáng)的電池類(lèi)型，而鈷是三元鋰電池的重要原材料。近年來(lái)，三元鋰電池中的鈷含量呈現(xiàn)出逐步下降趨勢(shì)。從NCM333(鎳、鈷、錳三種元素含量比為3∶3∶3)到NCM523、NCM622再到NCM811，三元鋰電池中所需的鈷含量逐步下降。三元鋰電池正極材料中，鈷是價(jià)格最高的金屬。在今年以來(lái)，鈷價(jià)已經(jīng)從每噸50萬(wàn)元以下上漲到每噸55萬(wàn)元左右。

黃學(xué)杰稱(chēng)，當(dāng)前技術(shù)發(fā)展有兩條路線(xiàn)：一條路線(xiàn)是減鈷，將鈷的含量從10%向5%降低，將來(lái)還有可能將鈷含量降至2%~3%;另一條路線(xiàn)是完全無(wú)鈷。

關(guān)于下一代電池材料，黃學(xué)杰表示，很多學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)都在研究新的材料體系，包括固態(tài)電池、新型鋰鹽、硅碳負(fù)極材料等，此類(lèi)材料存在很多機(jī)會(huì)，也是研究院關(guān)注的重點(diǎn)。

固態(tài)電池是動(dòng)力電池的發(fā)展方向。當(dāng)前，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化剛剛開(kāi)始。目前市面上所謂的“固態(tài)電池”，只能稱(chēng)為“半固態(tài)電池”，只是在現(xiàn)有的鋰離子電池中，或多或少加入了部分固態(tài)電解質(zhì)，進(jìn)而從一定程度上提升了電池的安全性。黃學(xué)杰表示，當(dāng)前市面上所謂的“固態(tài)電池”“半固態(tài)電池”，使用的仍然是常見(jiàn)的動(dòng)力電池材料，其本質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生改變。

而到2030年之后，TWh時(shí)代來(lái)臨之際，全固態(tài)電池可能會(huì)成為行業(yè)主流。黃學(xué)杰表示，在全固態(tài)電池中，當(dāng)前作為電池電解液主要材料的六氟磷酸鋰將會(huì)被替換掉，隔膜也會(huì)以新的固體電解質(zhì)的膜的形式出現(xiàn)，負(fù)極材料也會(huì)發(fā)生變化，但正極材料仍很有可能是當(dāng)前市面上常見(jiàn)的氧化物材料。

不過(guò)，固態(tài)電池在最近三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破以至量產(chǎn)的可能性很小，黃學(xué)杰表示，當(dāng)前可暫時(shí)忽略固態(tài)電池可能帶來(lái)的變化。

以氫代鋰?

電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力、充放電速度是消費(fèi)者最關(guān)心的指標(biāo)。而這兩項(xiàng)指標(biāo)由構(gòu)成電芯的正負(fù)極材料、電解液材料決定。

由于以鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等材料作為正極材料的鋰離子電池具有較高的能量密度，含鋰材料已成為新能源汽車(chē)動(dòng)力電池正極材料最為常見(jiàn)的選擇。例如，比亞迪刀片電池的正極材料選擇的便是磷酸鐵鋰，特斯拉汽車(chē)電池選用了三元鋰。

根據(jù)測(cè)算，每GWh磷酸鐵鋰電池需要使用大約520噸碳酸鋰，目前主流的三元鋰電池NCM811型，每GWh電池需要620噸碳酸鋰，同時(shí)需要750噸鎳，100噸鈷。此三大類(lèi)金屬的漲價(jià)，將極大程度地帶來(lái)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈波動(dòng)。

在這種情況下，對(duì)金屬需求量更小的氫燃料電池是否會(huì)成為新能源電池替代方案呢?

區(qū)別于作為儲(chǔ)能裝置的干電池蓄電池，氫燃料電池更類(lèi)似于一種發(fā)電裝置，能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)前，城市地面交通的能量供應(yīng)以電池為主，氫燃料主要解決的是遠(yuǎn)程交通的供能問(wèn)題。在飛機(jī)、遠(yuǎn)洋輪船、長(zhǎng)途重卡等交通工具上，氫燃料電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了比較廣泛的應(yīng)用。

“氫燃料電池的發(fā)展與鋰電的發(fā)展并不是替代的關(guān)系，二者是相互促進(jìn)的。”真鋰研究院首席分析師墨柯表示，“氫燃料電池是一種發(fā)電裝置，鋰電池是一種能量存儲(chǔ)裝置。在很多使用氫燃料電池作為驅(qū)動(dòng)的運(yùn)載工具上，能量存儲(chǔ)裝置同樣是需要的。”

黃學(xué)杰同樣認(rèn)為，如果氫燃料電池的市場(chǎng)需求量擴(kuò)大，不僅不會(huì)替代鋰電池，還會(huì)促進(jìn)鋰電池市場(chǎng)擴(kuò)大。