目前,动力电池的成本占总成本的40%-60%。我现在不是在为宁德时代工作吗?
以上是广汽集团董事长曾庆红在2022年世界动力电池会议上对电池成本高的嘲笑。事实上,这不仅是广汽集团汽车公司的问题,因为现阶段越来越多的汽车公司开始去宁德时代,选择开发自己的电池。
根据目前获得的信息,广汽、长城、吉利等汽车公司都公布了自主研发电池计划、威来汽车等新力量汽车公司选择与二、三级供应商合作开发电池。其中,BYD通过电池自给自足证明了汽车公司自主研发电池的可行性。
自主研发的电池难度不亚于发动机?
虽然比亚迪在动力电池领域实现了自给自足的方式,在各大汽车公司的发展中发挥了示范作用,但动力电池的研发难度并不比发动机弱。
至于发动机,即使是反向开发,也足以看出研发非常困难。仅在制造过程中,汽车公司就需要面对沙模制造、钢水浇筑、粗加工等各个阶段的问题。
例如,如何避免冷凝过程中发动机残余应力等缺陷,去除钢水中的杂质是汽车企业不可避免的问题。此外,在装配过程中,装配间隙、装配环境也会影响发动机的质量。
需要注意的是,与电池的研发相比,发动机的研发难度主要集中在装配和工艺上,因为经过多年的研磨,发动机技术在材料上相对固定。另一方面,电池的研发不仅需要考虑装配技术,还需要改进原材料的选择。
自钴酸锂电池作为第一代纯电动汽车动力电池以来,经过多次更新迭代,动力电池市场越来越丰富,包括锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、镍钴铝酸锂电池等。
然而,从目前的情况来看,电池供应商和汽车公司仍在增加对动力电池研发的投资,电池使用的原材料和组成正在发生变化,这意味着动力电池领域仍处于不成熟阶段,汽车公司和供应商在研发中面临着巨大的困难。
以近年来最受欢迎的固态电池为例虽然固态电池在工作原理上与传统的液态锂离子电池相同,但区别在于固态电池的电解质是固态的。固态电池的优点是能量密度比液态锂电池高70%,高达500Wh/kg。(注:磷酸铁锂电池能量密度为160-180Wh/kg)。
当然,高能量密度只是固态电池的优点之一,它也具有体积小、包装简单等优点。根据丰田、弟获得的信息,丰田、BYD、大众、宝马、福特等汽车公司都在积极推动固态电池的研发进展。不幸的是,固态电池的研发比每个人都想象的要困难得多。
从制造工艺的角度来看,如果固态电池想要进行大规模的商业应用,就需要解决氧化物电解质制备、硫化物电解质制备等问题。例如,北京卫兰采用氧化物固体混合技术路线。氧化物电解质和硫化物电解质的制备主要采用涂层法。
涂层法是指在集流体铝箔或铜箔上涂抹合浆浆料,分别有转移、挤压、浸泡等三种涂层方法。根据一些业内人士透露的信息,使用涂层法制备氧化物或硫化物是可行的,但在工艺尚未成熟的情况下,仍不能完成大规模的商业生产。
电解质材料的制备只是一个方面,固态电也面临着固体界面的反应机制和机制问题,循环性能差。具体来说,固体电极与固体电解质接触稳定性差,无润滑性,内阻大。
也许在一些读者看来,固态电池是未来的产物,汽车公司可以从磷酸铁锂电池、三元锂电池等相对成熟的电池技术开始。
不可否认,与固态电池相比,磷酸铁锂电池、三元锂电池技术的发展可以让汽车公司在短时间内收获成果,但考虑到工厂建设时间、传统锂电池技术瓶颈,一旦汽车公司再次关注传统锂电池的研发,很可能导致汽车公司在后续竞争中失去优势。
对此,缸哥认为,自主研发电池电池可能是汽车公司的唯一途径,但在技术完全成熟的情况下,汽车企业需要大规模投资研发。
技术难,只是开始!
材料制备、装配工艺等技术问题只是汽车企业面临的问题之一。除技术问题外,一旦汽车企业踏上自主研发电池的道路,必然会面临资金、产品安全、上游原材料供应等问题。
我记得2021年初,大众汽车表示,它一直在电池技术领域进行研究和努力,直接投资高达178亿元。需要注意的是,这只是大众研发的资金,不包括后续批量生产或自建工厂所需的资金。
此外,根据目前获得的信息,大众汽车开发的固态电池尚未装载在其纯电动汽车产品上。这意味着大众汽车开发的电池需要在电池正式投入使用前进行检验。假设产品检验不达标,将对大众资金链产生一定影响。
从大众汽车的资本投资中,我们也可以了解到,电池的研发投资非常高,这不是一些新的电力汽车公司所说的十亿元,而是需要长期投资。这也意味着,新的电力汽车公司仍然需要准备大量的资金来完成自主研发的电力电池,并建立一个垂直供应链。
所以有了技术、资金、工厂,汽车公司能完成电池的研发和生产吗?
汽车公司自主研发电池的目的是通过自给自足的方式降低产品的生产成本,提高产品竞争力和汽车公司的利润。因此,在完成技术积累等步骤的同时,汽车公司还需要完成上游原材料供应的布局。
数据显示,自今年以来,电池级碳酸锂基准价格一直在上涨,11月29日碳酸锂平均价格为56.65万元/吨。虽然一些研究机构预测,随着锂盐产能的释放,价格将进一步下跌,但考虑到新能源汽车的渗透率继续上升,预计价格下跌幅度不大。
根据气缸兄弟获得的信息,自去年7月以来,包括宁德时代、比亚迪、福特等汽车公司或供应商在内的汽车公司都在积极收购锂矿,以确保原材料的供应。在这方面,气缸兄弟不得不猜测,是否会有越来越多的汽车公司加入自主研发电池和开采锂矿的序列,一些新的汽车公司是否有足够的财政支持?
总结
在缸哥看来,汽车公司自主研发/生产电池的目的是摆脱供应商的控制,增强自身的竞争力。在比亚迪成功建立垂直供应链并取得成果后,我们可以清楚地感受到汽车公司的欲望。然而,缸哥一直认为,制造电池可能会避免供应商对核心技术的控制,但电池和开采资源的研发并不是汽车公司的专业知识,因为并不是每个汽车公司都是比亚迪。
比亚迪的成功不仅来自于其努力,也来自于其早期的公司属性,因此在新能源汽车时代可以更好地发挥其优势。基于此,我们不得不猜测,当越来越多的汽车公司开始建立垂直产业链时,整个汽车行业是否会发生巨大的变化。
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