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2020年01月18日
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第C04版:DRIVEN专刊
电池,汽车电动化的拦路虎
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  顺风顺水的特斯拉,最近爆出来好几个大新闻。
  继上次推出一款超级“太空感”的皮卡惊艳了众人之后,不过两个月,去年12月27日又有国外媒体报道,特斯拉通过旗下的加拿大分公司申请了一项新的电池技术专利,不仅可以提升电池的使用寿命和性能,还扩展了电池应用场景。
  该专利内容介绍了一种通过使用电解液添加剂改善锂离子电池性能的方法,通过调整电解液添加剂的组成和配比,锂离子电池的使用寿命和性能得以提升,采用这一方法的新型电池系统除了适用于汽车,还可用于电网储能等不同场景。
  作为电动汽车的“三大件之一”,电池向来是特斯拉格外关注的一部分。2016年7月29日,特斯拉与日本松下合作建设Gigafactory超级工厂,该工厂占地面积3000英亩,投资额接近50亿美元,规划产能35GWh,年产50万辆电动车。
  特斯拉想要借助这一超级电池工厂来实现锂电池的规模化生产,进一步削减动力电池的生产成本。在Gigafactory中,松下公司负责制作电池的电芯,特斯拉负责进一步组装电池模块和电池包,最后再由轨道电车将电池成品运送出去,由此形成闭合一体化的供应链。
  除了合作建厂,特斯拉还将拥有成熟干电极制造的电池公司Maxwell以及拥有完整电池制造设备的Hibar收入麾下。
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  整车厂考虑自己研发和生产电池,这不仅是特斯拉一家的动向。车企自产电池已经形成一股风潮,比如,全球最大汽车制造商之一的大众集团最近几年关于电池的消息就不断传出。
  2016年,大众汽车称将投资100亿欧元用于新建大型电池工厂,意欲转型为一家领先的电力汽车制造商。作为大众因排放丑闻受损以来重振计划的一部分,公司宣布将于2025年前实现每年出售100万台电动及油电混合机动车的目标,并增加对电池产业的投资。
  2018年6月13日,大众汽车集团宣布计划2019年与Northvolt公司以50:50的股比成立合资企业,并建设一座初期产能为16GWh的电池工厂。该工厂最早将于2020年开始建设,并于2023年底或2024年初开始生产电池。
  2019年5月14日,大众汽车集团决定与合作伙伴在位于欧洲的老家德国共同建立电池生产工厂,集团监事会在当日会议上批准了10亿欧元的投资。值得注意的是,在此之前,欧洲汽车制造商生产电动汽车所用的电池都由亚洲进口,目前全球汽车动力电池制造商前5名都是亚洲公司。
  在最初阶段,作为其电动化攻势的一部分,大众与实力较强的电池供应商发展战略合作伙伴关系,以满足电动汽车基础电池需求。SKI、LG化学和宁德时代是车企第一阶段的主要合作供应商。这也是当时其它跨国汽车巨头普遍采取的方式。
  之后,大众汽车集团打算在欧洲建立锂电池和固态电池生产工厂。按照大众汽车集团多阶段强化电池专业实力的计划,目前其已进入建立强大技术团队,深入研究锂电池开发与生产的第二阶段。如果一切顺利,大众将紧随目前电动车行业领先者特斯拉的步伐。
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  这几年横切进入电池业的传统大汽车公司还不止大众这一家。2017年5月,戴姆勒也宣布将在德国本土投资5亿欧元,兴建全新的超级电池工厂,产能是当时戴姆勒电池产能的4倍。该工厂完工后将被用于生产梅赛德斯-奔驰和smart品牌旗下混动、插电混动以及全电动车型所搭载的电池组。
  宝马紧随其后,2017年10月24日,占地6480平方米、总投资约3.24亿元、可年产3.3万套高压电池组的华晨宝马动力电池中心揭幕,投产后将为全新宝马5系插电式混合动力车型提供动力电池系统。
  到了2019年底,就连一直在重组裁员的通用汽车也坐不住了。12月5日,通用汽车和LG化学各自宣布,双方计划以各占一半投资和股份的方式共同出资23亿美元建造电池单体制造工厂,预计将于2020年年中破土动工,为通用汽车未来的多款电动车型供应电池。未来双方还会基于各自在电池科学领域的深厚积淀,共同推动先进电池技术的发展和应用,进一步降低电池成本。
  实际上,许多汽车制造企业都将电池视为未来的核心竞争力,并有意覆盖从电池研发、生产到处理以及循环利用的整个工艺链。当前汽车制造商的电池工厂大多已初具雏形,或正处于加速扩建中。
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  电池技术的改善对电动汽车的成功至关重要,电池寿命被认为是未来几年内影响电动车销售的重要因素。
  2019年4月,奥迪宣布推迟其首款旗舰电动车E-tron交付,原因就是无法从供应商LG化学获得足够的动力电池,这导致其今年只能生产4.5万辆电动车,比预期少1万辆。奔驰也遭遇了同样的困境,旗下首款纯电动SUV车型,因动力电池供应不足,只能推迟交付计划。
  那么,动力电池供应不足到什么程度呢?数据显示,仅韩国三大电池供应商LG化学、三星SDI、SKI仅在2018年一年新接的订单就有6452亿元,截至2018年底,它们未交付的电池订单超过了1万亿元。
  动力电池产能不足的一个重要原因是动力电池原材料受限。在上游原材料层面,钴是当前全球范围内采用最广泛的锂电池核心原材料之一,它能够显著提升电池的能量密度,如今全球钴的产量有50%以上都是用于制造锂钴电池。相关数据显示,金属钴的价格在2016年还是12万元左右每吨,到了2018年钴的价格一度飙升至60万元每吨。
  产能不足的另一个原因是电动汽车对动力电池性能的高要求。今年以来,纵观整个电动汽车行业,都在朝着600公里的续航里程发展,而频发的电动汽车自燃事件也警醒着各大电动汽车企业,提升电池安全性刻不容缓,安全性也是电动汽车迈向主流市场的根基。
  在高端动力电池供不应求之下,各大车企的争夺更为惨烈。于是以特斯拉为代表的主机厂纷纷迈出了自己生产动力电池的步伐,想把“命脉”握在自己手里。对于成立合资公司自建电池工厂,马斯克在收购电池公司后直言:“这是具有战略意义的收购,将对电池的生产成本和规模产生重大影响,同时可降低扩大电池生产所需的成本和资本。”
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  然而自建电池工厂并非一件简单的事。电动汽车企业在资金投入之外,需要解决电池技术如何获取的问题。目前来看,主要有两种方式,一种是通过收购拥有电池技术的企业或者购买技术专利,另一种则是与松下、LG化学或宁德时代等已经能够生产高性能动力电池的企业合作,成立合资公司生产电池。
  特斯拉选择了两者兼顾,既与松下联手提升其位于内华达州的1号超级工厂的产能,又收购了麦克斯韦自研电池,更多的车企则选择了后者,如丰田与松下成立了合资子公司;大众和欧洲动力电池初创公司Northvolt合作自建动力电池工厂等。
  与此同时,LG化学、松下、三星SDI、宁德时代等也都在大力新建动力电池工厂和提升原有动力电池工厂的产能。如LG化学在南京江宁滨江开发区投资20亿美元建设动力电池工厂,为现代、沃尔沃、通用等车企供应电池;三星SDI则在美国密歇根州投资6270万美元建设一座电池制造厂。
  随着来自动力电池企业和电动汽车整车厂的动力电池工厂的建成,锂电池的供应或将迎来供大于求的局面,因此长远来看,并非每家电动汽车企业都需要建设电池工厂,但在当前这个造车企业都进入量产、抢占市场的节点,眼下动力电池供应短缺的局面如何应对,成为造车企业的一道难关。
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