近期LG化學(xué)要舉辦一次公開的競(jìng)賽,面向鋰電池的各個(gè)方向。這次是拿出了10萬美金的現(xiàn)金獎(jiǎng)金,以后續(xù)的投資(190萬美金的投資,這個(gè)是明面上的數(shù)字)和合作為籌碼,在全球范圍內(nèi)征集電池領(lǐng)域相關(guān)的創(chuàng)業(yè)公司,涵蓋電池材料、電池管理、設(shè)計(jì)&制造&工藝還有回收和再生等四大方面。從某種意義上來看,在動(dòng)力電池領(lǐng)域,全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)區(qū)域白熱化,幾家領(lǐng)先的企業(yè)都在實(shí)際中落實(shí)車企的電動(dòng)汽車項(xiàng)目,逐步把產(chǎn)能拉上來,電池裝配到整車上去,還要為下一步未來所考慮,特別是未來車企在產(chǎn)品價(jià)格、產(chǎn)品需求上面的一些內(nèi)容。
圖1 LG的電池挑戰(zhàn)賽
從現(xiàn)有的狀態(tài)來看,幾個(gè)企業(yè)都在現(xiàn)有的產(chǎn)品的路線上進(jìn)行演進(jìn),主要在正極材料上做文章,在能量密度、縮減成本提升充電性能這三方面做平衡。LG化學(xué)的電池路線圖非常明確。該公司專注于NMC 811陰極材料,借此鞏固其在電池市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。此外,該公司的電池能量密度較高,成本較低。在軟包的演進(jìn)路徑上,LG和SK都是在622體系下做生產(chǎn),逐步提高鎳嘗試712再過渡到811體系。而2-3年后則采用更高比例的鎳。SDI和松下的路線是不斷改良NCA,降低鈷的含量進(jìn)一步降低成本。
圖2 現(xiàn)在主流的電芯關(guān)鍵材料演進(jìn)路徑
由于電池級(jí)別的材料研發(fā)時(shí)間比較長(zhǎng),整車段的要求是比較高的,這就形成了一個(gè)基于電化學(xué)體系進(jìn)步開發(fā)的迭代速度,比產(chǎn)業(yè)界所期望的來得更慢一些。從整個(gè)事情來看,韓國電芯的相對(duì)領(lǐng)先地位,是由韓國的材料研究、設(shè)備工藝還有電芯研究綜合保證的,在投入很多年以后逐步積累起來的。而目前來看,這個(gè)演進(jìn)速度并不夠,車企投入巨資準(zhǔn)備電動(dòng)汽車的產(chǎn)能,也在加大對(duì)電池企業(yè)的期望,而電池開發(fā)的時(shí)間成本是很長(zhǎng)的。
l 韓國的電池產(chǎn)業(yè)是圍繞國有研發(fā)中心,電芯制造業(yè)、材料企業(yè)和電池設(shè)備廠家整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同為基礎(chǔ)的
l 這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ),加上在后端有限的電芯企業(yè)形成了比較大的合力,不同企業(yè)選擇不同的技術(shù)路徑進(jìn)行突破,分別在圓柱、軟包和方殼三個(gè)方向投入相對(duì)均勻
圖3 韓國鋰電池產(chǎn)業(yè)的分布
電芯企業(yè)參與風(fēng)險(xiǎn)投資:電芯企業(yè),通常并不參與初創(chuàng)電池企業(yè)的投資工作,但是現(xiàn)在這個(gè)現(xiàn)狀開始轉(zhuǎn)變了。前段時(shí)間,LG化學(xué)正把加入了對(duì)Enevate的投資中,Enevate是研發(fā)通過硅基的鋰離子電池的初創(chuàng)公司,在CES獲得過大獎(jiǎng),各種融資加起來也要有7400萬美金的規(guī)模了。以往,我們很難想想這家企業(yè)會(huì)和LG化學(xué)聯(lián)系起來。Enevate的核心的工藝是商業(yè)模式也是通過負(fù)極材料來提高現(xiàn)有電池的特性,以硅為主材的陽極作為專有的活性物質(zhì)薄膜,其硅含量高達(dá)70%以上。
圖4 Enevate的歷程
這些電池的實(shí)際規(guī)格未知,根據(jù)目前的信息來看,以4Ah為主,做了一部分的樣品電芯,主要展現(xiàn)了低溫特性、快充能力等特性。LG選擇投資,也等于給了我們兩種希望,一個(gè)是確實(shí)在這樣的嘗試中,未來的動(dòng)力電池可能可以用這些材料來改進(jìn)電芯的特性,也看到這些初創(chuàng)的以研究課題為中心的電池材料企業(yè),可以為大的電池企業(yè)所用,有投資價(jià)值;而且不一定要完全把自己做到一個(gè)大型材料企業(yè)或者大型電池企業(yè),就能體現(xiàn)出自身的回報(bào),這對(duì)于未來電池方面的創(chuàng)投,還是比較關(guān)鍵的,我們看到了一輪低落期。
圖5 測(cè)試電芯的情況
我們也可以理解目前的情況,目前隨著新一輪車企對(duì)于電動(dòng)汽車的投入,現(xiàn)在歐美對(duì)于鋰電池的研究進(jìn)入軌道,比較多的研究開始轉(zhuǎn)入創(chuàng)業(yè)期,而尷尬的發(fā)現(xiàn)一個(gè)事實(shí),歐美的電池企業(yè)基本進(jìn)入小規(guī)模工業(yè)應(yīng)用,而在投入巨大的動(dòng)力電池行業(yè)無能為力。全球目前的動(dòng)力電池的產(chǎn)能大部分都集中在東南亞,這就造成了創(chuàng)新企業(yè)和領(lǐng)先的工藝電池企業(yè)的鴻溝。
圖6 Enevate主要的能力是在制造硅負(fù)極材料的工藝上
在下一代鋰電池、甚至是下下代的鋰硫電池,不少初創(chuàng)企業(yè)都面臨一個(gè)核心的問題,如果得不到現(xiàn)有主流電池企業(yè)的支撐,他們的階段性成果,逐步放大開始往產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用需要很多的工程和制造力量介入,以支撐進(jìn)入一個(gè)正向循環(huán),從Pilot試制開始,調(diào)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈,調(diào)動(dòng)原料,調(diào)動(dòng)測(cè)試方面的力量。目前我們看到積極地一面是,整車企業(yè)如BMW、Daimler和大眾,正在逐步深入電芯和材料研究方面,他們依靠外部投資和這些創(chuàng)新的企業(yè)開始前沿的技術(shù)儲(chǔ)備,也能支持這些創(chuàng)業(yè)的電池企業(yè)繼續(xù)改進(jìn),但是和現(xiàn)有的電池技術(shù)的改進(jìn)卻沒有直接的聯(lián)系,這個(gè)通路是斷的。
圖7 創(chuàng)新的技術(shù)進(jìn)入軌道需要很長(zhǎng)的時(shí)間
電池本身有關(guān)電化學(xué)、材料、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、 生產(chǎn)設(shè)備以外,現(xiàn)有在比拼產(chǎn)能的,在各個(gè)環(huán)節(jié)上的創(chuàng)新到合理化的建議,管理上還是存在難度的。所以如果我們探討圍繞現(xiàn)有的電池企業(yè)和創(chuàng)新的電池企業(yè)結(jié)合在一起合力往下一代電芯方面去走,比直接去培植創(chuàng)業(yè)的電芯企業(yè)可能效果更好一些。從這個(gè)意義上來看,這個(gè)路徑更靠譜一些。
小結(jié):動(dòng)力電池的技術(shù)從10年的跨度來看,并沒有特別本質(zhì)的突破,以至于我們回過頭來看特斯拉10年前選的NCA材料,到現(xiàn)在我們還在這根線上,成本有大幅的下降其實(shí)和整個(gè)產(chǎn)業(yè)巨大的投入有關(guān)系,而下一個(gè)階段的本質(zhì)突破需要更多的努力。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:朱玉龍
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