【直播纪要】铁锂VS三元,谁是本年MVP?| 见智研究

作者: 吴悠
嘉宾:中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长 比亚迪独立非执行董事 王子冬

嘉宾:中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长 比亚迪独立非执行董事 王子冬

摘要:

1、针对4680电池的优劣评价

首先,4680电池相比18650电池和21700电池的确有不小的进步和优势,但是跟软包和方形去比,其实体积上圆柱电池是不占便宜,因为圆柱那4个角是放不了材料的,只不过圆柱越大,浪费的角越小。

其次,4680是一个结构,是准备往30AH去走,目前做的是27AH,但是并不是说它只适合于三元,实际上用磷酸铁锂也可以做,就是容量低一点。

然后,圆柱电池最早是出现在笔记本电脑上用的,后来加大功率后应用到了电动工具,其工艺没有变化一直是卷绕工艺。而电池从小圆柱改到大圆柱的过程中,不是我们想象简单的容量放大,它的极限长度、卷绕时候的张力、纠偏都有很大的变化,所以精度要求都提高了,所以良率不高。

此前,容量做大了的电池都愿意做叠片,每一片是单独的,在电池使用过程中它会膨胀,但只是这一片膨胀,哪怕100片摞起来,也是这100片各自膨胀,它是独立膨胀,互相没有太大的关联,而卷起来就不一样了。

目前特斯拉提出的配套4680电池的全极耳技术同样难度也很高,目前激光焊接不了,一定要把整个东西揉平了才能焊,但这个揉平非常有讲究,还不能把极片给损伤了,所以提到了一种激光切割的工艺,但是切割方面,从技术上是可以切的,但是实际上对生产效率有很大的影响。

2、动力电池只缺“有效产能”

电池企业从最早的几百家到现在的一二十家,其中只有头部的几个企业产能利用率比较高,其他的都非常低。六年前,装机量仅为30个GWH,但是根据大家的产能预算,各大电池厂商的产能已经达到300个GWH,产能利用率只有10%。所以目前的情况下一定是供大于求,但是为什么都在扩产?第一,新能源的话题太过火热。第二,大家都冲着它的未来预期。

实际上,虽然产能比较大,但好品质的电池其实较少,因为产能大不代表都能做出好电池,也就是有效产能不够。另外,电池厂商盲目的扩产,其实是一个比较危险的动作。

3、车企逐步进入电池竞争

汽车的零部件,如果占到整车采购成本的10%以上,整车就会开始控制。目前来看,电动汽车的电机和电池都不是传统汽车厂能控制的,但是主机厂也已经在逐步自己做三合一,五合一的驱动电机,下一步就是要控制电池。因为电池目前占了30%左右的采购成本,甚至在前两年可以占到40%~50%,远远超过了10%,这对车企来说是十分棘手的。

由于动力电池占主机厂采购成本的比例太大,主机厂不去控制是不可能的,目前来看整车肯定是先从pack起步,甚至整车企业如果看到优秀的团队,可能就会整合到自己的旗下,因为整车企业是有能力整合上下游资源的,它要比电池厂去整合资源而来得方便。

准确的说,进入动力电池市场竞争的门槛并不高,但是真正要做出高品质的动力电池门槛却很高,所以短时间来看的话,主机厂还是很难在动力电池领域和目前的一些在线的玩家进行竞争。

4、原材料高涨是短时间缺货,并非结构产能不够

其实这些年材料企业实际上是被压得比较凶的,因为材料的价格的透明度要比电池的透明度高很多。因为材料厂买的材料在国际上的价格都是统一的,而且是公开的。拿回来材料商收的是加工费,所以材料厂为什么都外面要找偏远的地区,因为电价便宜。

而最近的原材料价格大涨应该是短时间缺货,并不是说整个结构产能不够,材料涨价一直是这样周期波动,涨了一段时间随着产能释放出来了,要的量没那么多了,价格就又下来了。

另外,下游大企业夸大需求和囤货也是一方面原因。其实下游企业目前没有做这么大的量,但是在和零部件、材料供应商沟通时却表示要的量大,甚至在多个材料商都作出类似表述,使得中上游都认为订单会很大,需求很旺盛,开始加价购买原材料,造成了一种恐慌,但其实这是短时间的,不是一个长期的。

5、电池厂商仍有承压空间

汽车行业是支柱性产业,因为它能带动周边的整个产业链1:8甚至1:10的规模扩张,使得跟汽车有关的经济总量也非常大。而目前汽车厂像北汽、福田、长春、一汽等企业的纯利润还不到3%。而电池厂商的毛利受很多因素影响如材料利用率,电池技术好坏,废品率等等,以宁德时代为例,毛利在26~29%这个范围波动,实际上做电池环节的毛利还是蛮高的。所以汽车本身毛利不高,而电池的毛利还在20%左右,整车肯定是要压的,目前来讲电池没有大规模涨价还是因为还能够承压,还有空间。

涨价信息的传递应该有一个延迟,那么延迟多少取决于行业之前存货,而且还需要看真正的用户的需求量是不是真的起来。所以这个事情,还是需要理性点,目前涨价电池还能承受,还能等一等。但是如果材料还持续涨,估计电池也会有困难。

6、钠离子电池不是1-2年就能出现的

首先钠离子电池不是今天新的东西,5年前中科院物理所的陈院士就一直在研究,国内有很多团队甚至已经研究了10年了。但是实际上,钠离子离子电池追不上锂电池性能,而想要替代锂电池,那么整个性能上就需要改变。现在只是现在因为碳酸锂、钴、镍都涨价的情况下,锂电池价格上来之后,钠离子电池在低成本这上面出现的优势而引起人的注意。

目前来看,中科院在山西已经有一家钠离子电池储能电站,在今年6月份开始向市场投放了,但是投放不代表钠离子就完全达到产业化了,恰恰是在产业化前期,它要有一定的应用和使用,就是在使用中去发现和解决问题。

现在钠离子的胀气问题以及钠离子的寿命的稳定性问题,还没有像理论说的那么好,实际到现在没有很好的解决,还有工艺问题,包括钠离子出来跟什么样的负极搭配,跟什么样的电解液隔膜使用最合理,这些问题还需要在使用过程中去找到最合适的配方,1-2年内钠离子电池仍是理想很好,但是现实很骨感。

正文

见智研究:
作为新能源汽车最重要的部件动力电池,各大电池厂商今年都进行了不同程度的扩产,细看每个月产量、装机量,磷酸铁锂电池在今年都有反超三元锂电池的趋势。
但三元锂电池的发展也没有停歇,各大电池厂商也在研究超高镍、无钴电池等。最近比较火爆的4680也是吸引了市场关注。

为什么全球各大车企,例如特斯拉、奔驰开始转向磷酸铁锂电池,4680电池的出现又会给整个动力电池格局带来什么变化?

第一个问题是磷酸铁锂电池产量销量与装机量增长背后的逻辑是什么?

王子冬:

在11~12年前,我就认为真正决定动力电池的其实不是能量密度,应该是成本安全性和循环寿命来决定的。
现在行业转向磷酸铁锂,有一个很明显的时间节点就是补贴越来越少。但实际上它已经补贴的导向已经不大了,因为补贴数很少了。

材料稀缺和涨价,导致现在大家转向磷酸铁锂,性能基本能满足,安全性也好,成本更低。所以资源是否受限,安全性是否可以接受、使用寿命的长短是关键。

资源问题同样会涉及成本问题,安全性会涉及用户体验的安全感,而循环寿命涉及的是产业成本,不是性能决定一切的,所以在政府补贴逐渐退坡情况下,一切回归了理性,是这么一个逻辑。

见智研究:

磷酸铁锂今年的表现,您觉得是昙花一现,还是说会继续高速增长?

王子冬:

像特斯拉、奔驰、宝马,他们也同样面临相同的压力,所以大家在处理成本这件事上就基本走到了一条路上。

在降成本上,最好是不用镍和钴,但不用镍和钴,锰又觉得它的缺点太明显,在电动汽车上用可能很难胜任,在电动自行车两轮车有可能会用,所以主机厂就偏向了磷酸铁锂。

这个东西不是说昙花一现,或者是大家谁脑子一热转到磷酸铁锂,就是在不追求能量密度的情况下,磷酸铁锂已经够用了。

见智研究:

目前来看,磷酸铁锂的技术发展已经到天花板了,您觉得未来对磷酸铁锂的期待还可能有什么?

王子冬:
其实你看最近行业中关于什么 CtP,CtC,刀片的问题,还有就是磷酸铁锂和锰结合叫磷酸铁锰锂,其实都是为了提高磷酸铁锂的性能,三元的改成这几种结构,优势也会体现出来。但是磷酸铁锰锂是针对磷酸铁锂电压平台的情况提出的,把它电压平台提高了,带来的好处就是能量密度提高。
其实这些性能都是为了提高磷酸铁锂在使用过程中的体验。能量密度这件事情好多人理解成了重量能量密度。

实际上磷酸铁锂在整个系统中吃亏的不是重量当中是体积能量问题。所以像比亚迪为什么推刀片,为什么特斯拉的4680用的是C to P,实际上是为了补磷酸铁锂的体积能量密度,因为在汽车上最大的问题是没地方布置。

大家看我们现在所有的电动汽车把电池放在了正中间的底部,实际上对汽车厂商来讲真是不得已。

见智研究:
4680推出来会不会对磷酸铁锂有一定的影响?

王子冬:
4680本身可以用磷酸铁锂做,如果用三元做的话,是准备往30AH去走。目前做的是27AH。但实际上用磷酸铁锂也可以做,就是容量低一点。4680是一个结构,不是说它只适合于三元。

从特斯拉讲,他很多年前在研究动力电池时,一直希望是能有大一点的电池。它这个大代表着在安全可控的情况下的大,不是说无限的大到几百AH。

它最开始拿到成熟的技术的18650,后来用的21700也是在安全可控的情况下,借鉴18650成熟生产线做的。但是它最后发现用这种小圆柱的成本生产效率方方面面上不去,还是希望更大一点,所以出了4680。

公司里招了一些原来在A123做圆柱电池的同行们,掌握了一定的圆柱电池技术,实现了它一直想追求圆柱大容量的历程。

所以7、8年前我就跟国内说,不要觉得特斯拉用了18650,国内就一窝蜂的上18650,后来特斯拉上了21700后我们一窝蜂的上21700,但特斯拉做21700的时候就打了18650的脸了,说明18650不好才用21700,现在特斯拉又上了46800,说明21700也是不能满足它要求的。

我们国内的很多人很盲目,觉得特斯拉用了21700的所以21700一定好,其实不是,它是一步步朝着自己的目标去做。但现在也看到46800实际上是有一定困难的,上市投产的计划也推迟了。从结构上讲46800如果能出来,当然是比21700好很多,但目前很多问题还需要解决。

见智研究:

目前46800量产的瓶颈是什么?您也提到正是因为18650和21700有部分缺陷才推出了46800,那46800目前的优势又体现在哪里?

王子东:

刚才21700、18650和46800主要是从结构尺寸上讲;而从系统集成讲,如果46800和21700性能一致的情况下,我肯定选46800,因为46800是30AH,如果能达到的话是21700的5倍多了,那等于是集成的数量大幅度减少,那么对产品的可靠性会有一个大的提升;从工艺卷绕上讲,18650最早是出现在笔记本电脑上用的,后来加大功率后应用到了电动工具。大家注意它此前在两个领域里一直在用——电动工具和笔记本电脑。

笔记本电脑的厚度不能太厚了,最小的尺寸就是18600了,而现在超级本都变成软包装电池了,没有人再用18600了。所以无论是哪种电池,实际上大家PK的是产品的成熟度。因为电池从小圆柱改到大圆柱的过程中,不是我们想象简单的容量放大,它的极限长度、卷绕时候的张力、纠偏(卷一米的卷芯和卷3、4米的卷芯前面要偏了一点后面会差很远的),所以精度要求都提高了。到现在46800没有大批量推出来也是因为遇到很多问题,

容量做大了的电池都愿意做叠片,每一片是单独的,在电池使用过程中它会膨胀,它只是这一片膨胀,哪怕100片摞起来,也是这100片各自膨胀,它是独立膨胀,互相没有太大的关联;而卷起来就不一样了,卷起来的话膨胀是一起膨胀,一米长的极片膨胀和3、4米的膨胀是完全不一样的,膨胀量就大很多。

所以怎么解决膨胀、变形的问题?按说圆壳比方壳、软包装抗变形,但是这个东西就是两强相遇,勇者胜,如果外面的壳太硬了,里面材料无法改变形状,极片就会受损,极片一旦受损电池性能就下降。所以两个东西还有一个谁能适应谁的问题,所以大家记住46800也不是今天才有的,很早以前我就见过46800,我也见过直径是32的,长度100、120的,我们后来做46也有做的比较长的,其实电动自行车最早用磷酸铁锂做10ah电池我印象当中就是46100的,大概15-18ah。

所以圆柱电池一直没有解决工艺上的问题,其中里面有一个比较特殊的工艺叫做全极耳工艺,特斯拉也说全极耳散热好、功率大、电压平台高、内阻小,这些都没错,但是全极耳也有自身的问题,如果全极耳很简单,大家就都用全极耳。实际上最早的全极耳是三星的方形电池,所以三星的方形电池性能比我们国内做的叠片或者我们换了一个方向卷的性能要好,所以它也是根据全极耳的特点去发挥电池所有的特性的,但这个挑战是蛮大的。我们现在的办法就是给它揉平了,就把卷完了高出来的极耳揉平了,它不能压它一定是揉平的,揉平之后跟端面的端盖焊,这个真的太难了,我们也希望能特斯拉能解决这个事情。

优势的话,4680的优势确实比18650和21700要好,要真的跟软包和方形去比,体积上圆柱不占便宜,因为圆柱那4个角是放不了材料的,只不过圆的越大的情况下浪费的角越小。

特斯拉布局它电池不是正对着它是错开的,尽可能把电池之间的浪费的空间减小,但实际上这是它的一个短板,就是体积空间的利用率。我算了一下,像比亚迪的刀片和宁德的ctp,从电芯到pack的利用率,尤其体积的利用率可以达到85%以上,就是从体积能量密度上衰减15%。但是圆柱的特斯拉将来达到300瓦时的46800,它的体积能量密度,ctc的结构也就在70%+,它实际上把圆柱之间的空隙走了一个冷却管,它的冷却管这种走法是比我们现在方形电池和软包装电池的散热做的更好,因为它把冷却管跟每一个电池都贴上了,这个做的还是比较讲究的,它从18650就这么做的,但是太麻烦了,它确实体积能量密度不占便宜,它牺牲了体积能量密度去做的这个事。

所以我觉得在电动汽车领域当中,方形、软包、圆柱这几个不同学派间去说谁比谁好多少我个人觉得不是特别科学,用户选择一定有自己的道理

见智研究:

是的,不同车企选择的电池标准也是不一样,这也是为什么电池到目前为止没有一个特别全面的标准出来。

王子东:

我想再经过几年磨合一定会出来,因为电池不标准带来的社会成本太大。

见智研究:

换电很难推广出来也是有这方面的考虑。

王子东:

对,换电最掣肘的就是电池标准。

见智研究:

三元除了在46800上有突破,有关无钴电池、四元电池新技术的发展如何?

王子东:

前任中国汽车工业协会的会长说动力电池应该往车规级电池去靠,不要单说动力电池,因为动力电池这件事情不太准确。车规级电池里面就有比较讲究的一个词叫做资源可持续性。汽车上用的所有东西包括回收、玻璃、橡胶、内饰板很多都讲回收率、再利用率的。资源可持续性是很重要的,而如果我们现在走四元也好、无钴也好,高镍也好,是暂时追求性能的诉求,从经济性上、产品竞争力上讲,就跟汽车似的,特斯拉百公里加速三秒钟,但大家平时买的很多的车并没有说一定要三秒钟百公里加速,性能是特别好但没有特别有必要。

所以无钴也好高镍也好也是这个问题,你资源的替代在哪?无钴用什么去替钴?其实简单讲磷酸铁锂就没有钴,就是无钴的。

但是实际上现在说的无钴是在原来的三元基础之上把钴去掉,锰酸锂也没有钴,磷酸铁锂也没有钴,磷酸铁锰锂也没有钴,都没有钴,按说无钴电池应该是这些,但不是,无钴电池特指的是三元电池去掉钴加别的东西,但是这种加法实际上最终还是回到资源的问题上,材料持续性、镍从哪来?这个问题就跟燃料电池问题差不多,燃料电池实际上20年前技术就跟现在做的技术差不多,但是到今天铂催化剂没有任何的进展,就卡在这个地方了。它的资源没有,成本无法下降。

所以我个人认为电动汽车就跟我们现在的燃油车一样,燃油车其实油箱做大一点,走1000公里没有什么问题,但是为什么没有人去做1000公里的燃油车呢?因为加油站很方便没有必要。电动汽车将来也是这样,大家慢慢习惯都喜欢上的时候,谁一天要跑500公里?如果充电、换电很方便的情况下400公里够了。走长续航里程的意义在什么地方?节能减排怎么能搞好?

所以我个人还是理性的回归到我们去寻找地球上非常容易得到、成本也不高、资源也不受限的材料做电池,包括最近谈到的钠电池。钠电池实际上就是因为钠地球上太多了,海水里都是钠,其实它的性能明显不如锂电池也不如三元,但是考虑到三元资源有问题,希望大家慢慢逐渐回归理性考虑这个事情。

见智研究:

刚刚与王老师讨论了许多有关三元和磷酸铁锂电池的问题,接下来也讨论一下电池厂商方面的问题。今年电池厂商都有比较大幅的扩展,那么未来会不会出现供大于求的情况?
王子东:

其实供大于求这个问题一直存在。在5,6年前,当时的电池只卖了30个GWH,可是根据大家的产能预算,我们达到了300个GWH,产能利用率只有10%。今天来看也是这样,从最早的几百家电池企业到现在的一二十家。其中只有头部的几个企业产能利用率比较高,其他的都非常低。也就是说,在目前的情况下一定是供大于求,但是为什么都在扩产?第一,新能源的话题太过火热。第二,大家都冲着它的未来预期。

实际上,虽然产能比较大,但好的电池少,因为产能大不代表都能做出好电池,也就是有效产能不够。另外,电池厂商盲目的扩产,其实是一个比较危险的动作。所以最近我们看到特斯拉,大众,宝马,奔驰,包括中国的比亚迪,吉利,上汽,长安都在自建。那么车企生产电池和电池厂生产电池,区别在什么地方?为什么要自建?

我刚才特别提到了车规级,它包含了整个汽车行业的规律,还隐藏着行业里的一些潜规则。一个零部件,如果占到整车采购成本的10%以上,整车自己都会控制。所以我们谈电动汽车,电机和电池都不是传统汽车厂能控制的,现在他们也在逐步自己做3合1,5合1的驱动电机,下一步就是要控制电池。因为电池目前占了30%左右的采购成本,甚至在前两年可以占到40%~50%,远远超过了10%,这对车企来说是十分棘手的。

像全世界汽车芯片的断供,其实汽车芯片级别远不是7纳米或者14纳米,都是28纳米以上的,而且芯片在整车里的成本是非常低的,可能2%都到不了,只有1%,一般对整车是不会控制的,结果失控了。而电池占采购成本的30%,不去控制是不可能的。所以整车肯定是先从pack起步,因为电动车走到今天,技术路线还没有最终敲定,但一旦确定下来,现在做电池的厂商恐怕就没有机会了,车企不会让电池厂商去做。

见智研究:

在这样的情况下,您觉得未来动力电池整体的市场竞争格局会是什么样呢?

王子东:
我认为电池厂被收购的可能性特别大,因为这是一个捷径,整车企业看到优秀的团队,就可以整合到自己的旗下,因为整车企业是有能力整合上下游资源的,它要比电池厂去整合资源而来得方便。

见智研究:

同时我们也看到了电池厂商本身也在往中上游布局,往一体化方向发展。

王子东:

是有这个趋势。

见智研究:
今年来看,整个上游的原材料都处于一个涨价的趋势,甚至是翻倍,令电池厂商有一定的利润承压。您觉得电池厂商目前,以及未来在产业链的地位如何?

王子冬:

那么我们就拿宁德时代来举例说,实际上它的毛利在26~29%,在这个范围波动,从公开的财务报表也能看到。实际上做电池环节的毛利还是蛮高的,这里边有很多因素,你的材料利用率,你的技术好坏,你的废品率等等都会影响这些东西。

我从20年前就跟电池厂打交道,实际上利润空间是有的。所以这些年来材料企业实际上被压得比较凶,材料透明度要比电池的透明度高很多。

我为当升科技做过独董,材料厂买的材料,比如几种正极材料,这几种材料国际上的价格都是统一的,而且是公开的。你都能查得到,我买多少钱他买多少都一样,拿回来你收的是加工费。所以材料厂为什么都外面要找偏远的地区,电价便宜的地方他去加工。因为加工费是不变的,10块钱或者80块钱相对固定的话,材料厂商需要尽可能降低成本才能有利润,所以材料端实际上这些年真的是非常苦。

那么最近的情况遇到了什么呢?遇到了一个短时性的,我们叫短时间缺货。不是说整个结构产能不够。假定这一年我能产5万吨,平均一个月就是将近4000多吨,但是你如果一个月找我要2万吨,我是无法供应的。

那么现在这个材料就有点像芯片的短缺情况。越紧张,大家越囤,就造成了材料厂商它的产能实际上总量是够的,但是短时间是不够的,所以出现这么一个情况肯定要涨价了。

见智研究:

这个事情就刚好这么一个窗口期。

王子冬:

对,它不属于结构性变化,整个资源我没有整个量不够,不是的。所以你看我们这几年行业中材料涨价都是这样波动,涨了几个月就跌下来。产能释放出来了,要的量没那么多了,价格又下来了。然后过两天大家都一个时间要货的时候又紧。所以这个事情实际上也有另外一个因素,还有有些大企业放风。它其实目前没有做这么大的量,但是它就跟这些零部件供应商材料商说,我要的量大,你们能不能供我。整个好几个厂子都这么一说,大家所有做电池的人吓坏了,有这么多订单,我要抓订单,我首先得有材料,没材料怎么行?所以造成一种恐慌,我觉得这是短时间的,不是一个长期的。因为本身资源我们现在没有看到特别缺的,比如三元缺了三元不行,可以用磷酸铁锂,磷酸铁不行,可以用锰酸锂,这些东西都不是稀缺的。比如电解液,隔膜也好都不是说缺的不行的程度。

见智研究

王老师您觉得在这种短时间的沉压的情况下,电池厂商会选择涨价吗?目前也是看到有一些电池厂商已经有过发一些涨价的公告了,但是好像还没有出现比较整体性的大规模性的一个涨价情况。

王子冬:

我前面也提到了,大家要注意做电池原来的毛利还是蛮高的。打个比喻,你去看汽车,你去看所有的汽车厂,像北汽、福田、长春、一汽也好,东风也好,它的纯利润不到3%。做汽车做不到3%,但是为什么它是支柱性产业,就是它带动的产业在1:8~1:10的增加的概念。

汽车行业直接花钱买车的钱,比如一块钱,它会带动周边的整个产业链的8~10块钱的规模。所以汽车行业在中国影响特别大,跟汽车有关的经济总量非常大。像加油,像维修,路边餐厅、酒旅店、修理厂等等都跟这个是有关系的,还有配件对吧。所以汽车本身毛利不高,你电池的毛利整个百分之二十几,整车肯定是要压的。压你的情况下,目前来讲电池不涨价是因为还能够承压,还有空间。等到了没有空间的时候或者拿不到材料,因为他现在弄的材料还是以前买的。

涨价信息的传递应该有一个延迟,那么延迟多少取决于行业之前存货,还有一个就是真正的用户的量是不是真的起来。通用、大众、宝马都表示他们的电动汽车要起量,到现在实际上从今年的销售情况看并不理想。所以这个事情,我还是觉得理性点。目前涨价电池还能承受,还能等一等。但是如果材料还持续涨,刚才就是说了你涨再涨,我估计电池也会有困难。这就要看企业具体如何经营怎么管好。

见智研究:

刚才我们谈到的更多是锂电池的一些问题,对钠离子电池大家也还是比较感兴趣,就像王老师刚刚也提到,毕竟对原材料来看,钠的量充足,您觉得钠离子电池的未来发展会怎么样?会不会覆盖锂离子电池一部分市场?

王子冬:

我在这里举个例子跟大家讲,近两年有很多人在炒固态电池这个概念。已经炒得很热闹了。那么实际上固态电池是基于锂电池不安全理论。是液态锂电池不安全,我固态的锂电池是安全的,那么应该做安全电池。但实际上在研发的过程当中就发现固态电池有非常多的问题要解决,到今天没有能大规模推出,还是因为问题没解决。

举个例子要回到钠上面,也如是。钠电池不是今天新的东西,5年前我就听中科院物理所的陈院士说这事,他们一直在研究,国内有很多团队已经研究了10年了。但是实际上,第一钠电池追不上锂电池性能,很多人就放弃了。因为你要想替代锂电池整个性能上就需要改变。结果没想到的是现在因为碳酸锂、钴、镍都涨价的情况下,锂电池价格上来之后,钠电池在低成本这上面出现的优势引起人的注意,有的企业说我试试钠行不行?

但实际上这些年大家知道电池的攻关跟投入有关系。我们95%的钱都投到了锂电池,液态锂离子电池上,而在钠电池的投入是非常低的。在这种情况下,想出一个能够替代锂电池的。我觉得这是理想,理想很好,但是现实很骨感,这不是一两年就能解决的问题。

见智研究:

明白,感谢王老师的分享。然后今天能邀请到王老师过来,这个机会难得,直播间的小伙伴也提出了非常多的问题,我们就留出来一部分时间,从里面挑选一些问题向王老师咨询。

有位小伙伴想知道,刚刚我们聊到整车厂也开始做电池了,那做电池的技术壁垒是不是很低,如果整车厂想追赶目前一些动力电池的龙头的产生商,难度会有多大呢?

王子冬:
关于门槛问题,要说高特别高,要说低特别低,能低到什么程度,我国早个7-8年统计的时候,我国锂离子电池厂有3000多家。如果真说门槛高,不可能那么多厂。所以从造锂电池来讲,门槛并不高,但是为什么这么多年只出了比亚迪和宁德时代这两家能在世界上有话语权的企业呢?说明实际门槛挺高。只能说做锂电池容易,只是真把锂电池做好,很难。

如某些大型企业像韩国LG召回,或者着火等事故,实际上这些都不是5、6年前那种小厂做的。比如特斯拉着火,实际电池还是松下做的,那是最好的电池厂。所以有一个问题我们至今没有解决的就是,我们没有找到能够在生产过程中控制好,就会让锂电池不出事故的方法,也是我们至今没有解决的问题,所以我们尽可能严格,宁可错杀一千,不能放过一个。

实际上现在很多问题是,到底采用了这种工艺,这种严格的湿度、粉尘的控制等,不控制会有什么影响?影响程度会多大?实际说不清楚,只知道的是,要不控制好肯定不好,但不好到什么程度,不好在哪儿,什么时候会出问题,说不清楚。所以你说门槛低,实际又不低,很多地方我们都没摸清。我认为就是基于现在这个窗口期,整车厂不会马上迈入进去,因为他们也在看这个事情,只有看明白了才行。如果看不明白,或者说怎么也控制不住,老是莫名其妙出问题,这个事情是没法干的。

见智研究:
的确,短时间来看的话,主机厂还是很难在动力电池领域和目前的一些在线的玩家能够扳手腕。

王子冬:
对的,但是仍然会惦记着。

见智研究:

我们刚刚提到锂离子电池,提了钠离子电池,那么关于氢能也是目前比较清洁的能源,您认为氢能的发展以及燃料电池汽车的发展会不会在未来相比目前锂离子电池在汽车上的应用,也会有一个应用之处呢?

王子冬:

最近氢能也很热,实际上,氢能从技术成熟度讲比锂电池还成熟。没听说谁用的氢能车着火爆炸吧?关于氢能的控制,人们已经找到了它安全使用的方法。但是说氢能是清洁能源实际上是不对的,氢能只是在使用的时候没有任何排放,跟电动汽车使用的时候没有排放是一样的,没有排气管,也没有任何二氧化碳的产生。但是,看一个产品或产业,看他是否清洁,取决于整个产业对地球的碳排放,还有其他污染排放。目前看氢排放太多,因为地球没有纯氢,为了得到氢,要消耗大量二氧化碳。也就是说在制造的环节会产生,所以实际上说电动汽车如何做到节能减排?言外之意,现在电动汽车根本不节能。氢能同理,氢能在使用中,大家觉得他很干净,所以就认为他是干净的,实际不是。这个理念我觉得要从广义对地球的贡献,对整个人类的贡献讲,要看全生命周期,而不能仅仅是看使用阶段,锂电池现在最大的问题就是回收能耗太高,这么多电池不可能不回收。

见智研究:
目前的动力电池整体的回收行业,您觉得怎么样?包括随着动力电池使用的量越来越大,未来整体回收难度在哪里?

王子冬:
实际上回收从技术层面讲,没有特别难的东西,我们把里面有价的金属提出来,但是回收面临最大的问题,还是碳排放,降不下去。无论是湿法还是火法都无法把回收过程中的能耗降下来。如果未来我们国家在实行碳达峰的过程当中,给所有的企业,所有的人都限定碳排放指标,那么回收就没有人干,因为拿不到碳指标。包括正极材料的生产也是这样的,现在三元材料的加工的能耗这么高,石墨的加工能耗这么高,拿不到碳指标的话,怎么做?

所以,现在一定要奔着碳达峰、双碳这个目标提前布局,寻找低碳的解决方案,以前只要你做出来就行,经济上合适即可,以后不行,不仅经济上合适,还有满足碳指标。

见智研究:

好的,关于4680全极耳的问题,全极耳是需要用激光切割和焊接方面的问题,全极耳目前推广有没有什么难度?

王子冬:
全极耳立在那里,激光焊接不了,一定要把整个东西揉平了才能焊,但这个揉平非常有讲究,还不能把极片给损伤了,怎么压平又不损伤是很难的。所以提到了一种激光切割的工艺,就是把全极耳上切出很多口,让他压的时候,这些全极耳的端面上没有太大的应力就能躺平了。

但是切割方面,从技术上是可以切的,但是实际上对生产效率有很大的影响,所以现在还在想全极耳有没有其他的办法来解决极耳,我个人觉得没有必要一定要用全极耳,弄个半极耳也可以,没必要非要弄全的。因为要解决工艺问题,就现在全极耳而言,能不能焊上?能焊上,但是焊好了以后怎么检查?焊的不好,没法检查。

我们说生产过程中的可测性是一个非常大的难题,激光焊接就是这样,你熔深多少?连接的好不好?重复性如何?受的影响太大,所以我认为全极耳的问题就跟固态电池的问题是一样的。全固态很好,但是我们今天做不出全固态怎么办?我们就做半固态,然后类固态这样去过度,将来全极耳也是这样,说起来很好,实际意义不大,半极耳已然够用,理论上好是好,但是难度太大。

见智研究:
中科院在山西已经有一家钠离子电池储能电站,在今年6月份开始向市场投放了,这是不是就意味着钠离子电池可能会比我们想象的会来的快一点?

王子东:
其实投放不代表钠离子就完全达到产业化了,恰恰是在产业化前期,它要有一定的应用和使用,就是在使用中去发现和解决问题。

现在钠离子的胀气问题以及钠离子的寿命的稳定性问题,没有像理论说的那么好,这个事情实际到现在没有很好的解决,还有工艺问题,包括钠离子出来跟什么样的负极搭配,跟什么样的电解液隔膜使用最合理,这些问题都是在使用过程中去找到最合适的配方,否则现在光在实验室做是不行的。在山西投放跟已经实现产业化不是一个概念。

见智研究:
随着镍的产能提升,三元锂电池生产成本下降以后,连通回收价值这整个生命周期里面,是否会较磷酸铁锂电池有优势?

王子东:
首先我们国家的镍矿很少,镍实际上还是个战略资源,武器、国防用量是非常大的,不可能把镍也都用到了锂电池上。
同时,日常生活中的物品如不锈钢等也是离不开镍的,所以虽然没有像钴缺的那么多,但是由于用途更广泛,所以确实也不能随便用的。
实际上另外一个大家忽略了的事情,我们现在一直在研究的一个事情就是磷酸铁锂的修复问题,磷酸铁锂的材料是有可能形成一种低碳回收,就是修复补锂让它可以重新再用。这个跟我们其他的三元把里面的材料提出来,然后重新再烧制是不一样的。所以在这一点上各方也希望能够重复利用资源而不是野蛮拆分。

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