電動(dòng)汽車的電池技術(shù)將走向何方？

在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，電池技術(shù)是創(chuàng)新的核心。本文中，我們將會(huì)簡述該行業(yè)的發(fā)展和未來。

電動(dòng)汽車（ EV ）已成為全球環(huán)保政策實(shí)施的焦點(diǎn)。越來越多的汽車原始設(shè)備制造商（ OEM ）意識(shí)到，其產(chǎn)品在未來不再單純是商用 ICE（內(nèi)燃引擎）生態(tài)系統(tǒng)。因此，他們正在調(diào)整自己的商業(yè)模式，為未來做好準(zhǔn)備。

電池是電動(dòng)汽車最關(guān)鍵的部件，也是全球汽車 OEM 和電池制造商之間的競爭越來越激烈的存在，雙方都在爭奪電動(dòng)車電池市場的霸主地位。與此同時(shí)，競爭也帶來了技術(shù)上的突破。 在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，鋰離子電池技術(shù)是創(chuàng)新的核心，并已經(jīng)取得很大的進(jìn)展。接下來，我們會(huì)簡述行業(yè)的發(fā)展和未來。

NCM 811 電池指日可待

為了提高鋰離子電池的能量密度，電池制造商在研發(fā)上投入了大量資金。雖然改進(jìn)速度較慢，但鋰離子電池通過利用高能量材料和提高單位電池尺寸，讓電動(dòng)汽車的行駛里程得到逐漸提升。制造商努力提高總陰極材料中的鎳含量。大多數(shù)頂級(jí)電池廠商都宣布，在 2019-2020 年間將實(shí)現(xiàn) NCM811 商業(yè)化/大規(guī)模量產(chǎn)的計(jì)劃。NCM811 含有 80% 的鎳、10% 的鈷和 10% 的錳，使用壽命更長，充電一次可讓電動(dòng)汽車跑得更遠(yuǎn)。

今年 4 月，寧德時(shí)代（CATL）提到其已經(jīng)開始大規(guī)模生產(chǎn) NCM811。幾個(gè)月前，遠(yuǎn)景集團(tuán)（ Envision Group ）收購的日產(chǎn)汽車旗下 AESC 電池業(yè)務(wù)，也宣布了生產(chǎn) NCM811 的計(jì)劃，承諾在 2020 年的產(chǎn)量將超過 300Wh/Kg和600-650Wh/L。

接下來是固態(tài)電池

電池公司已經(jīng)將固態(tài)電池技術(shù)的路線圖作為下一代技術(shù)引入，并展出了各種創(chuàng)新產(chǎn)品。理論上，固態(tài)電池因抗物理沖擊而具有較低的電解質(zhì)暴露或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。固態(tài)電池采用的是聚合物或陶瓷材料制成的固態(tài)電解質(zhì)，而不是目前鋰離子電池中使用的液態(tài)電解質(zhì)，在高溫下的高性能和高容量，固體電解質(zhì)是一種可以進(jìn)一步提高能量密度的物質(zhì)。

有趣的是，汽車 OEM 似乎對(duì)固態(tài)電池的研發(fā)采取了更為積極的態(tài)度。到目前為止，豐田固態(tài)電池專利申請(qǐng)數(shù)量排名第一。去年，大眾宣布將向固態(tài)電池制造商 QuantumScape 投資 1 億美元，到 2025 年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

電池價(jià)格下跌

電池和電池組的價(jià)格下降推動(dòng)了電動(dòng)汽車的普及。截止 2018 年底，電動(dòng)汽車電池和電池組的價(jià)格分別為 140 美元 -150 美元 /kWh 和 170 美元 -180 美元 /kWh。由于電池制造商將在能源密度改善方面經(jīng)歷規(guī)模經(jīng)濟(jì)，每千瓦時(shí)的價(jià)格將繼續(xù)下降。我們預(yù)計(jì)到 2025 年，電動(dòng)汽車電池和電池組的價(jià)格將分別跌破 80 美元 /kWh 和 100 美元 /kWh，這意味著成本每年將下降 10% 左右。

因此，目前占電動(dòng)汽車制造成本 30-40% 的電池組，將會(huì)使電動(dòng)汽車在 2025 年后比同等內(nèi)燃機(jī)（ ICE ）汽車更便宜。隨著越來越多的國家逐步淘汰 ICE 汽車，以及越來越多的汽車 OEM 推出電動(dòng)汽車，價(jià)格下跌將會(huì)引發(fā)電動(dòng)汽車需求的爆炸式增長，最終形成一個(gè)良性循環(huán)。

市場規(guī)模的巨大飛躍

根據(jù) Counterpoint Research 智能汽車研究的數(shù)據(jù)，到 2025 年，乘用電動(dòng)汽車將超過 1100 萬輛（包括純電動(dòng)汽車（ BEVs ）和插電式混合動(dòng)力汽車（ PHEVs ））。2025 年后，電動(dòng)汽車的成本將有望與傳統(tǒng)的 ICE 汽車持平或更低，這為汽車制造商和電池廠商提供了新的機(jī)遇。不僅電動(dòng)汽車市場在增長，每輛電動(dòng)汽車的銷售加權(quán)平均電池容量也在增長。因此，我們預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車（ BEV/PHEV ）電池組市場到 2025 年將擴(kuò)大至 600 GWh 以上，這將產(chǎn)生近 600 億美元的收入。

生產(chǎn)能力的提高

包括寧德時(shí)代、松下（ Panasonic ）、LG 化學(xué)（ LG Chem ）、三星 SDI 和 SK Innovation 在內(nèi)的領(lǐng)先電池制造商，都在努力爭取全球汽車 OEM 的訂單，競爭越發(fā)激烈。我們認(rèn)為電池供應(yīng)商排序訂單積壓并不重要，因?yàn)殚L期訂單在銷售量和價(jià)格方面通常都是靈活的，并取決于市場情況。相反，了解整個(gè)行業(yè)的規(guī)劃是必要的，以便跟蹤未來的供需動(dòng)向。自電動(dòng)汽車在全球汽車銷量中所占的比重開始顯著增加以來，產(chǎn)能擴(kuò)張已大幅加速。截止 2018 年底，發(fā)電能力累計(jì)達(dá)到 129 GWh。我們預(yù)計(jì)到 2025 年，電動(dòng)汽車的電池累計(jì)產(chǎn)能將增加到近 800 GWh，主要得益于頂級(jí)廠商的擴(kuò)張。

2025 年之前，競爭格局沒有明顯變化

與其他科技產(chǎn)品不同，電池是定制組件，特別是電動(dòng)汽車電池。從開始的產(chǎn)品開發(fā)階段就需要針對(duì)每輛電動(dòng)汽車進(jìn)行精確的優(yōu)化，以獲得最佳的電源和安全管理。由于電動(dòng)汽車電池業(yè)務(wù)在此類產(chǎn)品的開發(fā)過程中需要長期的競爭和大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，因此行業(yè)具有較高的門檻。因此，我們預(yù)計(jì)現(xiàn)有的頂級(jí)企業(yè)將繼續(xù)引領(lǐng)市場，而競爭格局在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生重大變化。

此外，那些愿意將電池技術(shù)和生產(chǎn)掌握在自己手中的汽車 OEM 怎么辦？在初始階段，我們認(rèn)為他們必須依賴于多個(gè)電池供應(yīng)商的長期電池供應(yīng)。這些長期合同將有助于在需求飆升之際消除供應(yīng)瓶頸，并在一段時(shí)間內(nèi)為廉價(jià)電池帶來可能。汽車制造商還需在供應(yīng)方面具有靈活性，以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的緊急情況，并鼓勵(lì)供應(yīng)商之間的競爭以獲得更適合的價(jià)格。 同時(shí)，他們一方面自身研發(fā)和技術(shù)累計(jì)，一方面與電池供應(yīng)商深度合作。2025 年可能會(huì)出現(xiàn)市場轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)鋰離子電池轉(zhuǎn)向固態(tài)電池時(shí)，一切就大不一樣。