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抢占动力电池制高点:三元电池“扳回一局”

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阅读: 1次 投稿人: 开云体育在线登录入口 发布时间:2024-02-05

  近日,某合资汽车品牌宣布全球召回几万辆电动汽车以更换电池系统一事引起热议,将新能源汽车安全问题再次推上风口浪尖。毋庸置疑的是,动力电池安全已成为全世界电动化进程中最大的“灰犀牛”,中国作为最大的消费市场,新能源汽车持续快速地增长态势下,频发的安全事故为全产业链敲响警钟。

  庆幸的是,电池安全这道最基本的难题迎来了最优解,饱受诟病与质疑的三元锂电池迎来了曙光。继石墨烯基超级快充电池、1000km续航硅负极新型电池之后,广汽埃安在动力电池领域再次发布黑科技。

  3月10日,广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(以下简称“弹匣电池”),首次实现了三元锂电池整包针刺不起火,攻克了公认的行业难题,重新定义三元锂电池安全标准。

  从某种意义上来看,弹匣电池将三元锂电池的优势发挥的更大,安全性的劣势大大缩小,也让三元锂电池和磷酸铁锂电池的竞争,进入新的赛场。

  毋庸置疑,动力电池将是未来五年具备高增长、高景气和高投资价值的核心赛道。目前我国动力电池行业格局正处于剧变时期,日韩电池企业加快重返中国市场,中日韩动力电池企业三足鼎立局面已定。

  不可否认,广汽埃安在动力电池领域的加速布局将逐渐增强中国在动力电池全球竞争中的“话语权”,从而进一步强化中国在全世界汽车市场电动化转型过程中的主动权。在动力电池领域的激烈竞争中,谁率先突破技术瓶颈,谁将抢占下半场的制高点。

  一直以来,磷酸铁锂电池和三元锂电池是全球电动汽车行业的两大主流电池技术路线,其中单位体积内的包含的能量稍低、安全性较高的磷酸铁锂电池由于寿命更加长、成本更低,大范围的应用于中低续航车型上;而三元锂电池因为单位体积内的包含的能量高、整车电耗低,则主要在中高续航车型中应用。

  2020年,某车企通过针刺实验使其刀片电池技术一炮而红,之后与某电池制造商口水战的“明枪暗箭”更是将三元锂和磷酸铁锂二者的路线之争直接摆在了台前。这场战争背后,其实就是对市场占有率的抢夺与较量。

  中国汽车动力电池产业创新联盟多个方面数据显示,2020年1-12月中国动力电池装车量累计达到63.6GWh,累计增长2.3%。其中三元电池装车量累计达到38.9GWh,占总装车量61.1%,累计下降4.1%;磷酸铁锂电池装车量累计达到24.4GWh,占总装车量38.3%,累计增长20.6%,是驱动装车量整体同比上升的基本的产品。市占率一降一升,磷酸铁锂电池逐步抢夺三元锂电池的市场。

  广汽研究院副院长李罡表示,“根据当前市场实际使用情况去看,磷酸铁锂电池、三元锂电池两种技术路线,在未来很长一段时间内仍将并行发展。磷酸铁锂电池的安全性大家已相对认可,但三元锂电池的安全目前仍然是行业公认的痛点和难点。”

  2021年前两个月,磷酸铁锂电池装车量5.5GWh,占比38.6%,磷酸铁锂电池持续“攻城略地”。业内人士一度预测,2021年安全性更高的磷酸铁锂的装机量在大概率上将超过三元锂电池,但该预测是基于三元锂电池无重大突破的前提。此次广汽埃安弹匣电池的横空出世,则是三元锂电池在安全性方面的突破与反击,为动力电池安全提出了全新的解决方案。

  弹匣电池是一种提升动力电池安全的系统性技术,从电芯本身安全到被动安全再到主动安全的一整套安全技术。该技术基于“防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延”的设计思路,采用类似安全舱的设计,有效阻隔热失控电芯的蔓延,且当检测到电芯异常时,系统会自动为电池降温。

  为验证弹匣电池的安全性,中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强带领团队,对搭载弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行针刺热扩散试验。试验结果为,广汽埃安的三元锂(弹匣电池)整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后,仅出现短暂冒烟,无起火和爆炸现象。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控,没有蔓延到其他电芯。打开电池整包,观察内部结构完好。

  值得注意的是,在测试中弹匣电池采用的是整包电池针刺实验,而非单个电芯,整包针刺不起火不爆炸的要求会更高。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验,也证明三元锂电池在安全性上取得了重大突破,某些特定的程度上结束了三元锂和磷酸铁锂的安全性之争。

  川财证券研报指出,此次广汽埃安弹匣电池技术的公布,缓解了市场对三元锂电池安全性的担忧。三元与铁锂既是竞争关系也是互补关系,长期共存。目前磷酸铁锂电池在中低端新能源汽车市场的市占率逐渐提升,但三元锂电池仍是主流。预计未来很长一段时间内,在对价格更为敏感的中低端市场,磷酸铁锂依旧更具优势,而在注重性能、续航里程等方面的中高端市场,三元锂电池则会占据主要的市场份额。

  值得一提的是,在政策支持以及供给驱动下,新能源车产业链逐渐成熟,最具投资价值的企业也逐步浮现。市场研究机构Mercom Capital Group发布的报告数据显示,动力电池领域慢慢的变成了全球新的投资热选。2020年全球动力电池企业共吸引了超60亿美元的风险投资,涨幅超过135%,其中锂电池项目去年获得风险投资金额最高,总计约6.5亿美元。

  市场研究公司SNE Research预测,到2023年,新能源车的动力电池需求预测将达到406GWh,供应预计为335GWh,缺口约为18%;到2025年,供应缺口将达到40%左右。巨大的市场缺口,吸引动力电池企业和新能源汽车企业积极扩充产能,争夺更多的市场占有率。毋庸置疑,动力电池将是未来五年具备高增长、高景气的核心赛道。

  受益于新能源汽车的持续增长,整个动力电池行业的确定性再次加强。随市场对动力电池单位体积内的包含的能量要求的提高,三元锂电池将更受市场青睐。而广汽埃安的弹匣电池,作为从系统级层面解决电池安全问题的全新技术,进一步为三元锂的安全正名,将大大提振人们对电动车的消费信心,对市场意义重大。此外,广汽埃安在电池领域不断布局,技术创新迭代的加持下,动力电池的市场格局或将迎来改变。

  事实上,动力电池的格局争霸由来已久。中国动力电池行业发展初期涌现了一大批电池企业,但在过去数年间市场已进行过一轮出清。

  目前我国动力电池行业格局正处于剧变时期:一方面,日韩电池企业加快重返中国市场的节奏,中日韩动力电池企业三足鼎立局面已定,马太效应凸显;另一方面,整车厂试图掌握在电动车行业的控制权,提高在供应链体系的议价能力,开始涉足电池制造,来完善产业链的布局。

  作为新能源汽车的“心脏”,动力电池占整车成本的30%至40%,在动力电池领域的激烈竞争中,谁率先突破技术瓶颈,谁将抢占下半场的制高点。随着新能源汽车补贴退坡以及电动化趋势加快,无论是整车企业还是动力电池制造商,电池成本的控制成为竞争的焦点。与此同时,如何平衡安全、性能以及成本之间的关系也成为燃眉之急。

  弹匣电池系统安全技术正是在没有牺牲续航和提高成本的基础上,实现了高安全、长续航、低成本。官方资料显示,弹匣电池包单位体积内的包含的能量相对于同类普通电池包体积单位体积内的包含的能量提升了9.4%,重量单位体积内的包含的能量提升了5.7%,成本却下降了10%。

  换言之,在群雄割据的动力电池领域中,弹匣电池实现的10%成本降低,拥有着强有力的竞争优势,在某些特定的程度上推动电池产业减少相关成本,实现规模化,提升安全性,为推广电动汽车、促进电动化产业发展贡献了埃安力量。

  但广汽埃安的布局与雄心不止于此。业内的人表示,刀片电池仅针对磷酸铁锂,这是由磷酸铁锂自身高安全的特性所决定,因此本质上刀片电池是一个提升单位体积内的包含的能量的技术而并非安全技术。相比之下,弹匣电池作为一个安全技术,可以为其他各类型电池进行安全赋能,实现系统技术共享,并不限于三元锂、磷酸铁锂,也可以为后续的石墨烯、硅负极等所有电池提升安全性能。换言之,弹匣电池作为系统级的电池安全解决方案,可以不依赖固定的电芯、模组、材料体系等,这在某种程度上预示着弹匣电池赋予广汽埃安更大的谈判空间以及自主权,产业高质量发展前景更加广阔。

  消息的人偷偷表示,除了三元锂(弹匣电池)整包针刺试验,中汽研还做了磷酸铁锂(弹匣电池)整包、磷酸铁锂(普通)整包,一共三组针刺试验。结果显示,磷酸铁锂(普通)整包针刺后16分钟出现冒烟,最高温度达329.1℃;而磷酸铁锂(弹匣电池)未发生冒烟现象,最高温度仅有51.1℃,安全性大幅提升。

  按照广汽埃安的计划,弹匣电池今年将在广汽埃安全系列车型上陆续搭载。此外广汽埃安今年在电池领域将会持续发力:8分钟充满80%的石墨烯基超级快充电池预计今年9月量产,将在AION V搭载;1000km续航的硅负极新型电池于今年第四季度量产,首款搭载车型是AION LX。

  自2020年广州车展广汽埃安品牌独立以来,尽管广汽埃安尚未上市,但长期资金市场却不乏广汽埃安的故事,动作频频的广汽埃安深刻影响着长期资金市场,带动母公司广汽集团股价的一次次上涨。自去年下半年以来,广汽埃安先后与华为、地平线、科大讯飞等开展深度合作,加强产业链体系建设,加速布局未来智能出行生态、可持续利用能源生态以及商业模式创新生态。

  面对新一轮电池技术革命的浪潮,整车制造商与电池生产商摩拳擦掌,谁也不想在下半场战事中落于人后。弹匣电池的问世,既是对三元锂电池安全标准的重新定义,也将增强广汽埃安在电池领域的话语权,有利于降本增效,满足产能需求,提高其整车竞争力。

  继“刀片”出鞘之后,“弹匣”上膛,广汽埃安是否能后来者居上?时间和市场会给予答案。

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