4680大圆柱电池时代到来,亿纬锂能、创明电池多家电池企业蓄势待发
2020 年 9 月 23 日,特斯拉在电池日活动上正式发布了4680 电池,并计划在2022年正式投产,圆柱形电池又开始被人们所关注;2023年 1月24日,特斯拉发布声明,将投资超过36亿美元扩建内华达州的超级工厂,并将新建两座工厂,其中一座即为4680电池工厂。至此,特斯拉得州超级工厂布局了四条4680电池生产线,一条已经投产,其余三条处于调试和安装阶段。
除了特斯拉,多家车企看好46系圆柱电池市场应用。2023年1月28日,有媒体报道全球汽车巨头之通用汽车,正在考虑在将其电动车型中所使用的软包电池转向圆柱形电池,后者很可能会选择类似特斯拉4680规格的电芯。此外,宝马、Rimac、蔚来、江淮等车企均在大力布局46系大圆柱,保时捷、沃尔沃、Stellantis、江淮等国内外车企也相继释放出计划应用大圆柱电池的信号。部分基金专家认为, 2023年有望成为4680电池放量元年,带动新能源车电池技术及产业链深化变革。
显而易见,在特斯拉的带动下,全球电动汽车行业几乎掀起了4680电池热潮。越来越多的车企从方形、软包电池路线,转为跟踪圆柱电池技术路线,同时也有越来越多的动力电池企业开始加大对大圆柱电池的推广和布局。特斯拉与松下是市场推出4680电池进展较快的两家企业,另有LG新能源、宁德时代、亿纬锂能、创明新能源(创明电池)、比克电池、远景动力、蜂巢能源等电池企业都在积极跟进包括4680在内的大圆柱电池。
国内电池企业方面,最早进行大圆柱电池研究的是比克电池。2016年,比克电池就进行了大圆柱电池全极耳技术研发,今年1月28日比克电池大圆柱电池生产基地正式落户常州。
2021年11月,亿纬锂能公告称,将在湖北荆门高新区投资建设20吉瓦时乘用车用46系列电池生产线及辅助设施项目2022年3月29日,其宣布在匈牙利建设46系列电池工厂。
关注到2022年9月,创明新能源大圆柱电池项目就落户四川省绵阳市涪城区临港经济发展区,打造创明-绵阳智能电池基地,联合西门子等国际一线团队共同设计的数字化柔性产线制造方案,不仅将实现新型材料与技术的21700电池的规模化智能化生产,还将建起32140系列与4680大圆柱电池产线,服务于高端汽车客户与储能客户。面向下一代能源应用的4680,4695系列超高倍率大圆柱将作为创明电池基于动储联动的核心产品。
创新是基因,品质是信仰,面对4680电池进入量产期的局面,可以确信的是,全球正在掀起4680电池热潮,属于大圆柱电池的时代正在加速到来。
重磅!亿纬锂能将成特斯拉4680电池供应商
今日(8月31日),来自36氪的消息显示,特斯拉已经开始在国内寻找4680大圆柱电池的合作厂商, 除了原有的电池供应商宁德时代和LG化学,特斯拉洽谈的大圆柱电池公司还包括了亿纬锂能等。
值得注意的是,一向坚持圆柱路线的 比克电池也主动找到了特斯拉。
一位与亿纬锂能有合作的行业人士透露,目前讨论的合作方式之一是, “特斯拉设计4680电池,由电池厂家代工。”
不过,这项合作还在早期阶段,另一位消息人士透露,4680大圆柱电池是一项新技术,行业普遍的节奏是2023年开始量产,目前有不少公司还没出样品。
特斯拉4680电池进展
去年9月的电池日上,特斯拉发布4680无极耳大圆柱电池,号称单体能量密度提高5倍,电力相比有极耳电池提升了6倍,每千瓦时的成本会降低14%,同时,搭载该电池的整车续航里程将增加16%。
据悉,相比以往的21700电池,4680电池直径更宽、高度更高,仅由950个电芯组成,能量密度约300kWh/kg,激光无极耳技术去掉了电池主要发热部件,内阻减少,电池的热稳定可控性更高。
目前, 特斯拉还未与任何供应商签署4680电池的供应协议,并且正在积极自行开发。
根据特斯拉今年Q2财报电话会议,其4680电池进展如下:
1、在4680电池方面正在取得巨大进展;
2、在德克萨斯州和柏林的Model Y生产过程中,将会有4680和结构性电池组;
3、特斯拉一定会使4680电池对车辆来说足够可靠。
以上信息说明特斯拉4680电池正在进行最后的制造验证,进一步来看,特斯拉势必会引领4680电池替代,而在此过程中,哪家电池企业能挤进特斯拉新的供应链,就能改写市场格局。
赢家是谁
特斯拉现有三家电池供应商,分别为中国的宁德时代、日本的松下、韩国的LG化学。此前市场普遍观点认为由于宁德时代不生产圆柱型电池,因此特斯拉4680电池订单的归属将在松下和LG化学之间产生。
现在,显然竞争者产生了变动,宁德时代或将加入4680电池供应商的竞争,而且中国或许还会增加亿纬锂能、比克电池两名有力竞争者。
那么,各家的圆柱电池布局进展如何,谁又能成为最终赢家?
宁德时代是特斯拉磷酸铁锂电池的主要供应商。 根据此前的供货协议,宁德时代对特斯拉的供货期限为2020年7月1日到2022年6月30日。在2021年6月,供货协议再次延长至2025年。
目前国产Model 3/Y标准续航版均搭载的是宁德时时代的磷酸铁锂电池,近期,来自推特的爆料消息称,2021年10月1日起,特斯拉美国加州弗里蒙特工厂生产的Model 3/Y标准续航版,将使用来自中国的磷酸铁锂电池。市场分析认为,供应商候选人有宁德时代、比亚迪。
据消息人士透露, “宁德时代的大圆柱电池也在加快节奏,项目名称叫‘金箍棒’。”
亿纬锂能 电池业务包括消费电池和动力电池,在动力电池的产能布局上,除方形磷酸铁锂电池、方形三元电池、软包三元电池之外,在圆柱电池上,今年3月,亿纬锂能基础材料与技术研究室主任冀亚娟曾公开表示, 已完成大圆柱电池战略布局,包括4680和4695两大型号,预计2023年产能释放20GWh,2024年达到40GWh。
值得关注的是,今年5月,有海外媒体报道称,特斯拉正在与亿纬锂能进行谈判,计划将该公司纳入其上海工厂的供应链,旨在促进低电池成本,在第三季度将敲定合作协议。“亿纬锂能目前正在为特斯拉的产品进行一些最后阶段的测试。”
对此,5月17日,亿纬锂能回应称,上述报道经国内外多家媒体平台转载、传播,引发众多投资者对公司的关注。截至公告披露日,公司未与特斯拉公司就磷酸铁锂电池做商务沟通,上述报道内容并无根据。
比克电池是国产圆柱电池领域排名第一的供应商 ,以小圆柱、大圆柱以及方形三线并行。其中,在4680电池产能规划方面,比克电池郑州工厂旁的工业园土建已经基本完成,明年下半年这条生产线会正式进厂。预计未来2年内比克将实现大圆柱电池的量产。其中首批量产线将在郑州二工厂,整体产能15Gwh,跟车厂的合作进行到平台定点阶段的话,单个平台产能估计为10Gwh以上。
LG化学是特斯拉圆柱2170电池的供应商 ,为提前拿下特斯拉的大订单,其一直持续在向外界披露其4680电池的开发进展。
首先是在去年10月财报电话会议上,LG能源解决方案(LG化学电池业务子公司)暗示了4680电池的开发,但后来否认完成原型。
2021年1月23日,韩媒TheElec报道称,LG能源解决方案近期已开始准备为特斯拉4680电池建造一条试点生产线,目前正在其Ochang工厂改造部分产线,装配和电镀设备已安装完毕。
知情人士还透露,LG能源解决方案可能会为这条产线投资数百万美元,这一数字与竞争对手松下相当。并且,LG能源解决方案计划在松下开始大规模生产电池之前完成这条试点生产线。
2021年2月,债券行Meritz Securities 宣布,LG能源解决方案完成了全球首次量产的4680电池,并将其提供给客户。今年3月,该公司计划在2023年生产4680电池。为此,LG能源解决方案正在考虑在美国或欧洲建厂。
最新进展是,文章开头提及的消息人士透露, LG化学也接连研发了4680、4690等大圆柱电池,希望再次进入特斯拉供应链。
松下是特斯拉的首家供应商。 4680电池进展方面,今年6月,彭博社消息称,松下CEO Yuki Kusumi表示,松下计划建立一条原型生产线,以测试4680电池。如果测试顺利,将进行大笔投资,并可能会向特斯拉以外的车企供应该电池。
作为全球电动 汽车 的引领者,特斯拉在电池选择上对电池产业格局的影响力毋庸置疑,对于电池企业来说,进入特斯拉的4680电池供应链无疑是一次“新生”,究竟谁能成为最后的赢家,我们拭目以待!
动力电池战国时代,谁能继续存活?
贝克街探案官
作者:包可萌
特斯拉、比亚迪同一时间宣布召回多款电动车型;宁德时代挖华为墙角入局换电市场,电动车市场是否会变天?
2022年4月29日,比亚迪备案要回9663辆2021年9月2日至2022年3月14日生产的唐DM车型电动 汽车 。因为这部分车辆的动力电池包托盘由于制造原因,托盘透气阀安装面不平整,有进水风险, 可能造成动力电池系统电气回路故障 。
根据比亚迪4月产销快报来看,公司已经全面停产燃油 汽车 ,专注新能源车生产,然而还不到一个月,比亚迪就因其电池系统故障召回车辆,不免令市场担心其营收水平是否会因此受到影响。
1995年2月,在北京有色金属研究总院旗下,比格电池有限公司工作的王传福,辞职下海,创立了比亚迪。
同一年,王传福将公司生产的电池送到无绳电话制造商大霸试用,凭借极高的性价比,大深感满意,并将比亚迪介绍给三洋。由此可见,比亚迪发家业务其实就是电池,只不过最初是给手机制造电池。4年后,又有一家新公司介入电池领域,也是从手机开始,同样发展成业内头部企业,即 宁德时代 。
只是王传福没想到,自己坚持了超20年的电池技术,让这个比自己成立还晚4年的宁德时代,只用7年就掌握了。
据EVsales统计,2016到2020年全球的新能源 汽车 销量增长258万辆,复合年均增速为37.08%;中国的新能源 汽车 销量增长104万辆,复合年均增速为32.94%,全球和中国的新能源 汽车 市场均呈现高速发展。
动力电池作为新能源 汽车 的动力来源,其市场规模随新能源 汽车 销量的增长呈现扩大态势。 2016到2020年全球的动力电池出货量由40.52GWh增长到193GWh,复合年均增长率分别为36.6%;中国的动力电池出货量由30.5GWh增长到80GWh,复合年均增长率为21.3%。
受益于新能源 汽车 的快速发展中国的动力电池装机量从2016年到2020年呈现高速增长的态势。据GGII统计,动力电池的装机量从2016年的28.2GWh增长到2020年的62.9GWh,复合年均增长率为17.40%。
宁德时代行业龙头地位逐步确立,国内装机量从2016年的6.72GWh增长到2019年的32.3GWh,市场份额从24%增长到51.8%。2020年受疫情影响,装机量和市场份额虽略有降低,但其龙头地位依然稳固。
比亚迪由于电池不对外开放 ,虽然2016到2018年装机量显著提升,但是从18年开始装机量逐年走低,其市场份额也从20%减少到14.3%。直至2021年,比亚迪国内新能源 汽车 销量和动力电池装机量才再次迎来增长,其市场份额重回20%以上。
除了这两家公司外,2020和2021年(前11月)国内动力电池装机量排名前十名的企业还有国轩高科、亿纬锂能、孚能 科技 、欣旺达、瑞浦能源、中创新航(原中航锂电)、蜂巢能源、捷威动力、塔菲尔和力神电池。
此外,鹏辉能源近几年市场份额提升明显,万向A123在48V电池领域市占率较高。以上这12家二线动力电池企业的市场份额近几年经历了较大起伏。 2021年前11个月,受新能源 汽车 销量的爆发式增长的影响,二线电池企业装机量同比增长约69%,市场份额略有降低。
在二线企业中,国轩高科和孚能 科技 的市场份额一直处于市场中游的地位,能够跟随市场发展;中创新航近几年发展迅猛,排名处于行业上游水平;蜂巢能源从长城 汽车 剥离出来后,积极开拓新能源 汽车 客户,实现了装机量的大幅提升。
亿纬锂能和欣旺达,从传统的消费类电池业务切入 汽车 动力电池业务,装机量稳步提升;瑞浦能源、鹏辉能源、捷威动力、塔菲尔等进入一些主机厂核心供应体系,排名有不同程度的上升或下降;万向则深耕48V领域,产品进入知名主机厂供应链。
现阶段,二线厂商扩产势头明显,产品线呈多元布局趋势 ,从 2020 年国内的供货结构可以看出,亿纬锂能、国轩高科、瑞浦能源、中创新航、力神电池在三元和铁锂方面均有出货, 未来电池行业有望进入战国时代,最先可能发生的变局,就是二线厂商集体围剿宁德时代和比亚迪电池市占率。
在 汽车 电池 战国时代, 宁德时代 毕竟具有规模优势,且客户涵盖业内头部企业,但是比亚迪除了自销外,供货车企数量较低。 如果将宁德时代看做“市场经济”,那么比亚迪目前还处于“小农经济”时期,正在逐步拓展电池产品潜在客户。
比亚迪目前的经营结构,虽然可以极力保证本企业整车产量,不会因为电池供应不足导致减产,更不会出现王传福去宁德时代门前“一哭二闹三上吊”的情形,但也间接提升公司运营难度。
比如此次比亚迪电动车召回事件,虽然公司免费为问题车辆更换电池包的处理方式很有诚意,但也会进一步降低电池业务盈利能力,而且从公司动力电池装机量国内市占率来看,比亚迪2016年至2021年前11个月市占率波动较大,也间接证明该业务模块抗风险能力较低。
而比亚迪电池业务主要竞争对手, 宁德时代近期引入华为智能 汽车 解决方案BU智能车控领域总经理蔡建永 ,负责CTC电池底盘一体化业务,正式进入动力电池3.0时代。但在此之前,领跑已经先于宁德时代将CTC产品推向市场,换言之,宁德时代居然在技术上落后于二线厂商。
体现在二级市场,宁德时代股价几近腰斩,从2021年12月687元每股的高价,跌至5月5日收盘的376元每股,跌幅超45%。
CTC(cell -to -chassis)技术 ,是将电池、底盘和下车身集成设计,减少冗余的结构设计,有效减少零部件数量,在提升空间利用率和系统比能的同时,车身与电池结构可以互补,使电池抗冲击能力,及车身扭转刚度得到大幅度提升。
这种技术的目标,和比亚迪刚出的刀片电池有异曲同工之妙。今年2月22日,比亚迪在互动平台与投资者互动时回复称,公司电动车型已经全面搭载 刀片电池,充放电可达3000次以上。
据此计算,即便每天都完全充放电一次,刀片电池也可以使用8年 ,而大多数电动 汽车 都用在短途通勤上,即使是以实际通勤距离500公里来看,完全充放电一次的周期大概在2-3天, 刀片电池的使用周期通常情况下可维持在15年 ,而多数人换车周期顶线,也不过15年,即比亚迪的刀片电池足以应对电动车的使用周期,除非出现此次召回事件中存在的问题。
或许是因为比亚迪刀片电池还具有一定先进性,以及整车生产运营模式,较宁德时代单一的电池生产更具多元性,公司股价最大跌幅仅是宁德时代的二分之一,即股价下跌23%。
从二级市场来看,同样为动力电池主要生产商,比亚迪的股价比宁德时代更抗跌。除了公司业务更多元之外,公司的刀片电池本身就开创了动力电池新结构。
目前市场上主流动力电池以4680电池、CTP/CTC技术及刀片电池为主。结构创新以大容量、高集成为核心,4680、CTP、CTC等为方向。
其中4680大圆柱电池,特斯拉已成功在2022年Q1量产落地,大圆柱将带动高镍正极+硅碳负极+碳纳米管导电剂+大圆柱结构件+新型锂盐需求。
CTP技术无模组化,可提高能量密度20%、降本10%,2021年宁德、比亚迪已成熟推广,宁德时代CTP3.0、4.0技术开发中,将推动电池能量密度进一步提升,CTC则有望在2025年量产, 只是不知道届时采用零跑CTC技术的动力电池,会不会已经抢了宁德时代的蛋糕。
除结构上的变化外, 电池化学体系升级也迫在眉睫 ,三元高镍化大势所趋,2021年份额已提升至40%,且海外车企纯电动化平台推出,高镍占比进一步提升。2023年,超高镍正极将大规模量产,电池端宁德、材料端容百率先布局。
磷酸锰铁锂为磷酸铁锂升级方向,具备铁锂优势同时,可提升能量密度20%,但导电性差、工艺难,壁垒高,目前电池端宁德、材料端德方进展较快,我们预计2023年上半年大规模量产,此外 宁德时代提出M3P新技术路线,也可能成为未来新方向。
不过对比钠离子电池和固态电池,上述升级都不足以颠覆动力电池行业 。 宁德时代去年推出的钠离子电池,目前远远领先同行 。虽然公司动力电池单体密度尚在160Wh/kg,但是第二代电池预计将达到200Wh/kg,和铁锂电池相当,系统集成效率可达80%以上,甚至略高于铁锂与三元电池。
另外, 钠离子电池 在快充、低温性能、安全性及循环寿命上均有良好表现。宁德钠电池可叠加AB系统解决方案,应用场景广阔,公司预计23年可大规模量产。
而另一种 具有颠覆性意义的固态电池 ,目前全球各大厂商研发进度相差不大。日本虽然是最先研发的国家,但相关专利数量达到916项,目前已研制出400Wh/L全固态电池,并完成中试阶段电池样品,2020年实现固态硫化物电池商业化。
我国和美国处于第二梯队,中国2020年1月成功开发多体系硫化物固体电解质,锗系和卤族元素系固体电解质,已经实现了中试批量生产;美国SEEO、Ionic Materials等多家企业,2019年收到多家海外车企投资,正全力研发高性能固态电池。
其他国家,韩国电池龙头公司联手建立1000亿韩元基金从事固态电池技术研发;德国政府在资金上给予研发支持,出资10亿欧元用于开发下一代固态电池。
伴随动力电池产品的推陈出新,以及各类利好政策不断发布,电动车行业整体发展必然越来越好,只是部分中小企业技术迭代较慢,必然会导致公司发展落后于行业发展,从而被淘汰,比亚迪、宁德时代已经有一定护城河,二线厂商中正在建立自己的护城河,比如CTC技术领先的零跑,而随大流的厂商,2025年后恐怕将面临第一波次淘汰。