文|智駕時(shí)代 張鑫
新能源汽車市場在2021年爆發(fā)式增長激發(fā)了相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的活力，作為新能源汽車三大核心技術(shù)之一，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在2021年同步進(jìn)入了爆發(fā)期，世界主要經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國都開始將動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)視為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。不過另一方面以當(dāng)前提是技術(shù)水平而言，動(dòng)力電池依舊存在諸多痛點(diǎn)，而這也成為新電池、新技術(shù)層出不窮的歷史時(shí)刻，對(duì)于智能電動(dòng)汽車，動(dòng)力電池是根本，甚至比芯片更為重要。
今天將動(dòng)力電池稱為汽車產(chǎn)業(yè)新的戰(zhàn)略資源并不為過，智駕網(wǎng)特別策劃《回望2021》今天我們聚焦動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力電池技術(shù)。
01動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)一超多強(qiáng)
2021年，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出一超多強(qiáng)態(tài)勢(shì)，寧德時(shí)代稱霸全球，但LG新能源、比亞迪緊隨其后。
而眾多車企也已滲透進(jìn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，中國的長城汽車、廣汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)都自建了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈，并推出了自研產(chǎn)品。
電池密度和安全性在2021年獲得了更大的進(jìn)步，半固態(tài)電池，固態(tài)電池都有了量產(chǎn)產(chǎn)品。
有數(shù)據(jù)顯示，2021年國內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)達(dá)到140GWh，同比增長165%。
其中，乘用車市場2021年動(dòng)力電池裝機(jī)同比增長164%。
按照月度來看，2021年各月度同比增速都超過了95%，而2月份受2020年疫情低基數(shù)的影響，增速更是高達(dá)622%。
以動(dòng)力電池種類來分，三元電池裝機(jī)74.3GWh，同比增長91%，占比53%；磷酸鐵鋰裝機(jī)65.4GWh，同比增長192%，占比47%。
二者的份額差距相比2020年有所縮小，幾乎呈現(xiàn)平分秋色的態(tài)勢(shì)。
在2021年各品牌動(dòng)力電池的市場份額占比方面，寧德時(shí)代裝機(jī)量（不含合資）位居第一，同比增長132%。其中，寧德時(shí)代配套特斯拉電池裝機(jī)量最高，占比為20%，這自然與特斯拉在華的高銷量密切相關(guān)。
緊隨其后的是比亞迪、中創(chuàng)新航、國軒高科、LG新能源和時(shí)代上汽。
比亞迪動(dòng)力電池主要配套比亞迪汽車，同時(shí)還供應(yīng)一汽、金康、東風(fēng)等車企；
中創(chuàng)新航配套廣汽集團(tuán)與長安汽車最多，其中廣汽集團(tuán)電池裝機(jī)量占比為65%；
國軒高科配套上汽集團(tuán)最多，占比為29%；
LG新能源配套特斯拉電池裝機(jī)量最高；
時(shí)代上汽配套上汽集團(tuán)最高，占比為94%。
在乘用車領(lǐng)域，裝機(jī)量前三位的車企依次為比亞迪、特斯拉、上汽集團(tuán)。
其中，比亞迪電池裝機(jī)量為21.34GWh，主要供應(yīng)商為比亞迪（100%）；特斯拉電池裝機(jī)量為19.98GWh，主要供應(yīng)商為寧德時(shí)代（70%）、LG化學(xué)（30%）；上汽集團(tuán)電池裝機(jī)量為13.63GWh，主要供應(yīng)商為寧德時(shí)代（33%）、時(shí)代上汽（27%）、國軒高科（14%）。
今年1月27日，動(dòng)力電池行業(yè)領(lǐng)域又有了新動(dòng)向——LG新能源正式在韓交所上市，募集680億人民幣，這是韓國史上規(guī)模最大的IPO。
上市首日，LG新能源暴漲99%，市值一度達(dá)7500億人民幣，成為僅次于三星電子的韓國第二大上市公司。
LG新能源脫胎于LG集團(tuán)，是寧德時(shí)代最強(qiáng)勁的對(duì)手，與福特、大眾、奧迪、戴姆勒、雷諾、捷豹、保時(shí)捷等車企都建立了供應(yīng)關(guān)系。
從2020年開始，LG新能源成為特斯拉的動(dòng)力電池供應(yīng)商，使得其實(shí)力和影響力得到了提升。
LG新能源CEO權(quán)英壽表示，其目標(biāo)是超越寧德時(shí)代成為全球第一。
然而就市值而言，寧德時(shí)代當(dāng)前市值為1.4萬億元，是LG新能源的兩倍左右。
而據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE公布的數(shù)據(jù)，寧德時(shí)代在2021年的動(dòng)力電池市場占有率為32.5%，位居第一，LG新能源的市場占有率為21.5%，位居第二。
兩者之間相差11個(gè)百分點(diǎn)，差距還是比較大的。
根據(jù)官方公布的信息，寧德時(shí)代2025年前的規(guī)劃產(chǎn)能接近600GWh，LG新能源則為430GWh，二者的體量差距也依舊明顯。
有消息稱，2022年1月12日，LG新能源與澳大利亞鋰礦商Liontown Resources簽署了為期5年的采購訂單。
按照雙方簽署的合同，從2024年開始，Liontown將給LG新能源供應(yīng)10萬干噸/年的鋰輝石精礦，最終總供應(yīng)量為70萬干噸，可滿足250萬輛電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池生產(chǎn)需求。
今天寧德時(shí)代在中國股市收獲了“寧王”之名，但其地位并不穩(wěn)固，國內(nèi)國外都有強(qiáng)勁的對(duì)手，稍有不甚，就會(huì)交出首席之位，處在風(fēng)口浪尖的寧德時(shí)代近日來股價(jià)動(dòng)蕩，皆因其已被美國相關(guān)部門注意，有陷入被制裁風(fēng)險(xiǎn)。
動(dòng)力電池正成為超越石油地位的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。
02國內(nèi)車企深度布局動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)
在資本市場，我國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的后續(xù)力量同樣勢(shì)頭迅猛。
這其中中國車企已開始主動(dòng)在動(dòng)力電池領(lǐng)域布局，建立自己的護(hù)城河。
從2021年2月開始，蜂巢能源已經(jīng)連續(xù)完成了5輪融資。
其中，2月下旬蜂巢能源獲得35億元A輪融資，一個(gè)月后獲得A+輪；
7月，蜂巢能源獲得102.8億元的B輪融資；
12月，B+輪融資完成；
2022年1月17日，海亮股份以3.22億元增資蜂巢能源，占比0.7%。
至此，蜂巢能源的估值達(dá)到了460億元。
此外，2021年值得一提的融資還包括：中航鋰電在9月份完成了120億股權(quán)融資；宣稱研發(fā)出全球第一款固態(tài)鋰陶瓷電池的輝能科技完成了3.26億美元融資；主攻高性能磷酸鐵材料產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的林立新能源也獲投。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，過去一年中，包括紅杉中國、深創(chuàng)投、IDG資本、高瓴創(chuàng)投、君聯(lián)資本、春華資本、凱輝基金、光速中國、軟銀中國等在內(nèi)的數(shù)十家VC/PE機(jī)構(gòu)，以及寧德時(shí)代、長城汽車、小米長江產(chǎn)業(yè)基金、廣投資本等產(chǎn)業(yè)基金都邁進(jìn)了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的大門。
而在技術(shù)層面，2021年也堪稱動(dòng)力電池的技術(shù)大年，尤其是整車企業(yè)，推出了不少值得關(guān)注的新技術(shù)，廣汽埃安推出了彈匣電池、比亞迪的刀片電池、長城汽車在202年推出無鈷電池和果凍電池之后，2021年又推出了大禹電池。
2021年3月10日，廣汽埃安發(fā)布了新一代動(dòng)力電池安全技術(shù)——彈匣電池，首次實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火，在電池安全性能上實(shí)現(xiàn)了突破。
彈匣電池基于防止電芯內(nèi)短路、短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延的設(shè)計(jì)思路，采用類似安全艙的設(shè)計(jì)，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延。當(dāng)偵測(cè)到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時(shí)，可以自動(dòng)啟動(dòng)電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。
據(jù)介紹，彈匣電池具備四大核心技術(shù)：超高耐熱穩(wěn)定的電芯、超強(qiáng)隔熱的電池安全艙、極速降溫的速冷系統(tǒng)、全時(shí)管控的第五代電池管理系統(tǒng)。
其中，超高耐熱穩(wěn)定的電芯通過正極材料的納米級(jí)包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)用，有效提升了熱穩(wěn)定性，防止熱失控；電解液新型添加劑的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了SEI膜的自修復(fù)，改善了電芯壽命，降低電芯短路風(fēng)險(xiǎn)；高安全電解液通過特殊電解液添加劑，在加熱至120℃以上時(shí)，在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低了熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱。
超強(qiáng)隔熱的電池安全艙擁有網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體，為電池構(gòu)筑了超強(qiáng)隔熱的安全艙，最終實(shí)現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。電池包上殼體能耐溫1400℃以上，可有效保護(hù)電池整包。
極速降溫的速冷系統(tǒng)通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準(zhǔn)的導(dǎo)熱路徑的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了散熱面積提升40%、散熱效率提升30%。
全時(shí)管控的第五代電池管理系統(tǒng)通過采用車規(guī)級(jí)最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，可實(shí)現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集，比前代系統(tǒng)提升100倍，以24小時(shí)全覆蓋的全時(shí)巡邏模式，對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，立即啟動(dòng)電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。
此外，彈匣電池在冷卻系統(tǒng)、電芯設(shè)計(jì)、整包布置等方面也進(jìn)行了全面優(yōu)化，能量密度相對(duì)于同類普通電池包體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降了10%。
時(shí)隔半個(gè)多月，比亞迪在2021年3月29日正式推出了刀片電池，再一次通過了最嚴(yán)酷的針刺測(cè)試。
傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池包含三層結(jié)構(gòu)——電芯、模組、電池包，電芯和模組的支撐固定結(jié)構(gòu)件會(huì)占據(jù)很大一部分空間。
刀片電池對(duì)電池包的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了重塑，省去了模組和大部分結(jié)構(gòu)件，由電芯直接成包，使單位體積能量密度提升50%。同時(shí)，更長的極耳距離減小了內(nèi)部短路的風(fēng)險(xiǎn)和熱量的產(chǎn)生，更薄的厚度也進(jìn)一步降低了穿刺過程中的熱量累積，提升了電池包的強(qiáng)度和安全。
在刀片電池的發(fā)布會(huì)上，比亞迪公布了電池安全性對(duì)比測(cè)試的視頻。
測(cè)試中，三元鋰電池在發(fā)生熱失控時(shí)直接爆燃，放在電池上的雞蛋被炸飛；傳統(tǒng)磷酸鐵鋰塊狀電池的表面溫度則達(dá)到200-400℃，雞蛋被烤焦；刀片電池的表面溫度卻僅為60℃，雞蛋完好如初。
比亞迪集團(tuán)董事長兼總裁王傳福表示：“‘刀片電池’體現(xiàn)了比亞迪徹底終結(jié)新能源汽車安全痛點(diǎn)的決心，更有信心把‘自燃’這個(gè)詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉?！?/p>
同時(shí)，比亞迪對(duì)外宣布：刀片電池技術(shù)將向整個(gè)新能源汽車行業(yè)開放共享。
2021年6月29日，長城汽車正式發(fā)布大禹電池，其核心優(yōu)勢(shì)在于安全性能突出，其三元811大容量高鎳電芯可以在電池包內(nèi)任意位置、單個(gè)或多個(gè)電芯觸發(fā)熱失控的情況下，均能實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸。
這在出現(xiàn)了多起新能源汽車電池起火事故的2021年，同樣頗具關(guān)注度，成為有望徹底解決電池安全痛點(diǎn)的又一項(xiàng)新突破。
大禹電池的技術(shù)核心在于八大全新設(shè)計(jì)，包括：熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻，并已獲得數(shù)十項(xiàng)核心技術(shù)專利，覆蓋了熱源抑制、隔離、冷卻、排出等技術(shù)領(lǐng)域。
根據(jù)官方介紹，測(cè)試實(shí)驗(yàn)的最高溫度達(dá)1037℃，瞬時(shí)最高氣壓約16KPa，大禹電池也沒有出現(xiàn)明火外溢和爆炸，并且排出的煙氣溫度也低于100攝氏度。
此外，長城汽車也宣布：將大禹電池作為一項(xiàng)開放性系列技術(shù)，向全社會(huì)免費(fèi)開放。
根據(jù)規(guī)劃，大禹電池將成為長城汽車旗下全新車型的動(dòng)力電池，在2022年全面投入應(yīng)用。
對(duì)于長城汽車而言，在電池領(lǐng)域還有兩項(xiàng)新技術(shù)同樣值得一提，那就是無鈷電池和果凍電池，它們是在更早些時(shí)候的2020年底就已經(jīng)發(fā)布。
其中，無鈷電池是長城旗下的蜂巢能源率先量產(chǎn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電池的無鈷化，有效提升了安全性。據(jù)長城官方介紹，無鈷電池已經(jīng)向國內(nèi)外眾多車企送檢，反饋效果很好。
技術(shù)方面，蜂巢能源采用的是單晶無鈷材料。相比811低鈷電池，無鈷電池的能量密度能做到與811電池相同，甚至略高，但安全性則優(yōu)于811電池。
而在電芯技術(shù)領(lǐng)域，蜂巢能源的果凍電池則是一種應(yīng)用了新型果凍狀電解質(zhì)的鋰電池，具有高導(dǎo)電、自愈合和阻燃等特點(diǎn)，可以在幾乎不降低電性能的基礎(chǔ)上阻止熱擴(kuò)散。
官方數(shù)據(jù)顯示，果凍電池的電導(dǎo)率為6*10?3s/cm，耐熱溫度可達(dá)150℃，滿電針刺測(cè)試中實(shí)現(xiàn)了不起火、不冒煙、自愈合。
03展望2022：4680進(jìn)入量產(chǎn)階段
動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的2022年更加充滿希望。
其中最受關(guān)注的一方面是固態(tài)電池是不是來到臨界點(diǎn)，其二是馬斯克心心念念的4680電池能否量產(chǎn)，進(jìn)一步降低電池成本。
而在中國市場，也有諸多新技術(shù)將在2022年迎來落地的時(shí)刻，首先是蔚來ET7將在今年3月28日上市交付，這將是半固態(tài)電池首次在量產(chǎn)車上搭載。
而據(jù)今年1月22日東風(fēng)汽車發(fā)布消息稱其與贛鋒鋰業(yè)合作開發(fā)的首批50輛東風(fēng)-贛鋒高比能固態(tài)電池車在江西省新余市完成交付，成為全球首個(gè)固態(tài)電池車示范運(yùn)營項(xiàng)目。
不過雖然是固態(tài)電池，但其性能有限，最大的進(jìn)步主要體現(xiàn)在安全性方面。
可以明確的說，2022年真正的突破性的固態(tài)電池不會(huì)量產(chǎn)，但市場最期待的是特斯拉在2020年發(fā)布的4680電池已經(jīng)有望真正落地。
據(jù)海外媒體報(bào)道，2月2日松下首席財(cái)務(wù)官梅田博和（Hirokazu Umeda）在公司季度財(cái)報(bào)會(huì)議上表示，松下將于今年年初在松下大阪總部附近的和歌山縣工廠開始試生產(chǎn)4680電池，但量產(chǎn)的具體時(shí)間和地點(diǎn)尚未公布。
據(jù)悉，梅田博和表示：“經(jīng)過各種測(cè)試后，我們將安裝一條新的4680電池量產(chǎn)線，可能也在和歌山縣。一旦能夠交付4680電池，松下將首先供應(yīng)特斯拉?！?/p>
這在時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，與自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新一輪技術(shù)迭代相吻合，因此也意味著新能源智能汽車有望在2022年迎來新一輪的技術(shù)爆發(fā)，實(shí)現(xiàn)綜合實(shí)力的整體提升。
電動(dòng)汽車能否在2022年突破續(xù)航困境，動(dòng)力電池正被世界各國深度聚焦，它的每一點(diǎn)進(jìn)步，都意味著汽車產(chǎn)業(yè)在全面電動(dòng)化的道路上向前邁進(jìn)了一大步。
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