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汽车财经圆桌论坛赵静:锂电池发展受资源限制 未来将与钠离子电池成互补格局

出品 | 搜狐汽车·汽车咖啡馆

校对 | 黄慧中

编者按:5月24日,由搜狐汽车&搜狐财经联合主办的第2期“汽车财经圆桌论坛”正式开启。近20位来自专业机构、汽车媒体的嘉宾、KOL通过线上演讲、互动连麦等方式,以专业视角重点分析汽车产业板块在2021年及今年一季度的整体表现。期间,还有三场互动研讨分别从跨国车企、自主车企以及新能源企业角度,重点探讨供应链、利润率以及盈利模式等行业热点话题。以期用生动的演讲和研讨为用户及投资者解读未来行业发展趋势,探寻财报背后的秘密。

以下为德勤汽车行业财务咨询主管合伙人赵静的演讲内容:

赵静:大家好!我是德勤财务咨询的合伙人赵静,也是德勤财务咨询负责汽车行业的主管合伙人。很高兴参加搜狐的这次线上分享活动。

今天我带来的话题是关于中国锂电池的行业现状以及未来发展前景。首先来看一组数据,这一页展现的是电池级锂材料的价格走势。可以看到,在2020年锂材料的价格还是非常平稳的。但是在2021年开始,锂电池材料的价格出现了飞速的增长。这种增长态势,特别在2021年下半年一直到今年的第一季度末都是非常的明显。增长也远远超出了市场的预期。

从背后的推动因素来看,这与全球的碳中和趋势以及新能源汽车的趋势发展是密不可分的。

今天的分享主要分为三个部分,第一部分,是当前锂电池的主流趋势,我们从材料体系的迭代升级,以及电池结构革新去展开。

第二部分,是关于锂电池未来发展的展望。首先,是关于电池固态化的讨论。其次是关于钠锂互补的话题。最后,是动力电池技术发展对相关企业的启示。

首先,从动力电池技术的路线图可以很清晰地看到,主要有两条路线:第一条是关于高能量路线,第二条是关于性价比路线。化学体系的迭代也是动力电池行业发展的核心,从正极材料的升级方向来看会有两个方向,第一个是三元电池高镍去钴,我们都了解钴是一种稀缺的资源,价格也非常昂贵,而且它的供应不是很稳定。减少钴的含量,有利于控制整个三元电池的材料成本。同时,钴在三元电池中起到稳定性的作用,它自身并不参与化学反应。因此,降低钴的占比,提升镍的占比,也可以有效提升电池的能量密度。

目前市场上宣传的无钴电池,实际上多为一些直接采用不含钴的正极材料,或者将三元当中的钴替换成其他起稳定作用的元素,还不是真正意义上无钴的电池产品。

从另外一个角度来看,三元电池真正去钴之后,它的安全性、电解液匹配等等还存在一定的技术难度。正极材料升级的第二个方向是磷酸锰铁锂,磷酸锰铁锂并非是一个全新的技术,磷酸锰铁锂相较于磷酸铁锂,在能量密度上有着明显的优势,虽然它在能量密度上不及三元材料,但是它在安全性、理论寿命以及成本方面都优于三元材料。

所以从未来的角度而言,磷酸锰铁锂有两大发展方向,第一是替代磷酸铁锂,因为它的能量密度,比磷酸铁锂提高15%-20%,但是成本仅仅提高了5%。第二个方向是和三元材料复合使用,这样可以达成降低成本,提高安全性以及提高能量密度的效果。

我们也看到很多的国内企业,正在积极地去布局磷酸锰铁锂。在2022年下半年,也有望在电动车的方向实现大规模的上量。正极材料发展另外一个方向是富锂锰基材料,富锂锰基材料和三元材料相比,无论是在额定电压、放电比容量、能量密度方面都具有非常明显的优势,也被视为是下一代电池的突破口。但是目前它的产业化应用还处于比较初期的阶段,还有很多的技术性问题急需解决。

负极材料的升级方向就是硅基负极材料,目前市场上的人造石墨、天然石墨仍然是最主流的锂电池的负极材料,特别是人造石墨相较于天然石墨,它的性能具有极高的优势。因此在市场上80%以上的负极材料,都采用人造石墨。

硅基材料相较于石墨或者高端石墨而言,它在理论容量上具有相当的优势,因此未来从突破能量密度极限的角度来看,具备更高理论容量的硅基负极材料就成为一个主要的研发方向。

电池结构的革新方面,我们会介绍三个小例子。首先是关于电池结构的改进,以比亚迪的刀片电池为例,它实际上是磷酸铁锂电池。比亚迪将芯片设计成刀片的形状,一方面可以提高动力电池包的空间利用率,同时也可以保证电芯有足够大的散热面积。这两方面因素显著提升了整体电池能量密度。在这些关键性能指标上,比亚迪的刀片电池也是表现得非常优异。

第二个例子是宁德时代,它在电池结构上做了一些精简,我们了解传统的电池结构包括电芯模组、电池包和底盘。宁德时代在2019年提出了CTP的概念之后,在2020年又提出了从电芯直接跨越到底盘集成化的CTC电池系统。CTP和CTC相较于传统的电池结构,无论是空间利用率、零件数量、能量密度以及电池包成本上都极具优势。目前,宁德时代计划在2025年左右推出高度集成化的CTC电池系统。

第三个例子是特斯拉的4680计划,特斯拉在2020年9月提出了4680计划,同时也规划在2022年将产能达到每年100GWh。由于特斯拉的电池带动也加快了相关电池厂商的研发去储备相关的技术。同时国内厂商也在加快步伐,参与相关订单的争夺和竞争。

锂电池未来发展的展望。首先我们来看固态电池。固态锂电池的优势非常明显,无论是能量密度、安全性能以及电池重量,都与传统的液态锂电池一样具有非常强的优势。但是对于全固态电池商业应用还存在非常大的技术瓶颈,有待去突破相关的技术难题。

固态电解质主要的三大技术路线是关于聚合物、氧化物以及硫化物这三大技术路线。不同的企业布局中,选择聚合物路线的主要是以欧美企业为主。国内企业由于氧化物路线的研发投入比较低,所以有很多的国内企业选择了这条路线。对于硫化物固态电解质路线来说,比较受日韩企业的追捧,它的性能最适配全固态的电池,但是它的研发难度也非常大。

从未来发展的角度来看,钠离子在未来市场上也会有更多的应用,以及在一定程度上可以和锂电形成互补的格局。从钠离子的应用场景来看,可以率先使用在一些对能量密度要求不是很高,但是对成本比较敏感的应用场景。比如低速交通工具、储能、低续航乘用车领域等进行替代和应用,但是它对中高端乘用车市场的影响还比较有限。

从长远来看,锂离子电池的发展仍然会受到资源短缺的限制,由于钠离子电池资源比较丰富,同时在成本和安全性上都具有比较高的优势,或许未来也可以成为电池行业的一个重要的备选路线。

从钠离子电池与锂离子电池能量密度的对比来看,钠离子电池和磷酸铁锂电池的能量密度区间是有重叠的。而从成本优势角度看,钠离子电池的成本可以比锂离子电池下降30%-40%。此外,它还具备比较高的安全性。从设备兼容的角度看,由于它的工作原理和电池结构和锂离子电池比较类似,所以也可以兼容现有的锂电生产设备。

最后一部分是动力电池技术发展对相关企业的启示。首先,对于电池企业的启示。基于锂电池中期到远期的发展趋势,锂电池企业需要从战略的高度去思考一些问题,一是从整体战略规划的角度而言,企业有3-5年或者5-10年比较清晰而合理的电池技术线路图,电池技术的商业化应用以及产能建设都有怎样的规划?如何去看待上下游的企业关系是否要切入上游的一些企业去锁定相关的资源?同时,对于下游的整车生产厂商而言,适合它建立战略合作的关系呢?还仅仅是共赢的关系?从技术研究布局的角度而言,中短期需要去考虑是选择的材料体系迭代升级,还是走结构革新的路线?

从长期角度而言,需要去聚焦的研发目标究竟是固液混合电池还是从半固态,然后到全固态的整体发展目标。从远期的角度来看,面对锂资源短缺的情形,企业目前是否有战略的考量以及备选的方案。

第二个维度是整车企业的启示。对于整车企业而言,从整体战略规划的角度需要去思考企业在3-5年,5-10年的车型规划如何去和动力电池技术的发展趋势相匹配。同时,需要考虑选择什么技术路径去做电池研发,是独立自研还是与外部合作?同时,结合供应和需求的情况也需要去考虑是否要向上游渗透,进入电池制造的环节。

从技术研发布局的角度来看,中短期应该如何满足市场需求并且实现产品的差异化?从长期的角度看,如何打造电池技术的领先优势?从远期的角度看,如何维持原材料和电池产能供应的稳定性,以上都是需要整车企业去思考的战略性问题。

首先从锂电池中期发展来看,主要通过现有材料体系的迭代升级和结构革新,推动能量密度的提升,实现降本增效。从锂电池的长期发展来看,固态电池是行业内比较明确的一个趋势,但是全固态电池目前仍然面临技术上的挑战。从远期的角度去看,锂电池的发展还是会受锂资源短缺的限制。因此,钠离子电池已经成为比较重要的备选路线。同时,在实现商业化之后,它将和锂电池形成互补的格局。

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