電池結構技術革新將穩固頭部電池廠商的龍頭地位,預示着電池行業競爭焦點生變,比拼體系化的時代來臨

文/郭達森

當出門三件套手機、鑰匙、身份證已經實現三合一時,人們被迫得多帶上充電寶;當電動車實現節能環保、智能網聯、駕乘新體驗的時刻,續航里程焦慮依然是消費者最頭疼的問題。

你家幾部車、用車場景是啥、家和單位能不能裝充電樁。每每有純電動汽車潛客前來諮詢時,筆者總會先提如上三個問題,讓對方想清楚再說。畢竟充電點位被油車佔用、充電時間長、需要像計算核酸有效期一樣不斷規劃續航里程的體驗實在太差。新能源汽車發展至今,快充和長續航里程,依然是亟待解決的難題。

如果整車續航達到1000公里,10分鐘可以充電到8成,如上問題應該不會再讓人糾結。

6月23日,寧德時代發佈第三代CTP——麒麟電池。電池包體積利用率從第一代的55%提升到72%,創下系統集成度新高;能量密度達255Wh/kg,可實現整車1000公里續航,支持5分鐘快速熱啓動, 10分鐘快充至80%,將於2023年量產上市。

受該消息影響,寧德時代股價幾日內連續上漲。截至6月25日週五收盤,寧德時代股價報收563.5元/股,漲幅超11%,和6月2日盤中低點393.5元相比已反彈42%。最新市值1.25萬億。

與此同時,車企也通過微博與寧德時代互動,表達麒麟電池的合作意向。例如路特斯汽車在官方微博轉發麒麟電池動態,還和麒麟秀起了恩愛,“路特斯將與好夥伴一起出發,共赴新徵程”;理想汽車(NASDAQ:LI)CEO李想在微博表態“明年見”,哪吒汽車發佈“恭喜鐵鐵,共赴山海吧”。諸多CP組合背後,是不同類型的車企都對麒麟電池頗爲青睞。

“小身材,大能量。”這是每家電池廠的追求。電池創新一般從材料和結構兩方面入手,爭取讓同一體積的電池,儲存更高電量。此前,大家聚焦於電池材料的創新;如今,開始關注電池結構層面的技術迭代,特斯拉的4680、比亞迪的刀片等新結構,系統層面的無模組動力電池包等,逐漸成爲了各家競爭的新主線。

對於業內來說,當材料層面技術迭代的邊際效應遞減,結構層面的創新能帶來喜人的變化,預示着動力電池行業進入新一輪的深度競爭。對於消費者來說,更迫切地希望看到技術實際應用,能夠開上車,實際體驗到技術進步的好處。

從1.0到3.0,寧德時代的CTP進化史

傳統電池包結構“偷”走了寶貴的空間。一般情況下,電池包內有電池模組、固定梁等這些結構,因爲這些公攤面積,最終單體電池的實際得房率只有40%至50%。

拿了我的空間,給我還回來。CTP(Cell To Pack)即無模組動力電池包,直接將電芯集成爲電池包。撕掉了一層內部包裝,同體積電池包就能裝下更多電芯,汽車跑得也更遠。同時,這還減少了零部件,省了錢還減了重。

麒麟電池取消了固定梁中的橫縱梁、水冷板與隔熱墊原本各自獨立的設計,集成爲多功能彈性夾層,提高了系統集成效率。電池包體積利用率也從第一代的55%提升至72%。

這一結構改變了水冷板的放置位置,更有利於實現快充、延長電池壽命。通常情況下,水冷板會放在電池的底部,但在麒麟電池中,水冷板插入了電芯中間。

水冷板插入電芯間的好處有很多。寧德時代首席科學家吳凱表示,一是能大幅提高安全性,水冷板附加隔熱作用,可實現無熱擴散;二是能提升快充性能,電芯雙面水冷;三是提升循環壽命,電芯加緊後壽命會短一半,加入的水冷板附加緩衝作用,能讓電池循環壽命能長一倍。

此外,寧德時代獨創底部空間共享方案,將結構防護、高壓連接、熱失控排氣等功能模塊進行智能分佈,釋放了6%的能量空間。中金公司認爲,電池結構技術革新將進一步穩固頭部電池廠商的龍頭地位。

產品伴隨技術與時俱進,從55%的電池包體積利用率到72%,寧德時代花了近三年時間。在不斷迭代的過程中,寧德時代的CTP也在不斷擴大應用範圍。

車企方面,目前特斯拉Model 3、Model Y、小鵬P7、蔚來ES6等車型均已搭載寧德時代的CTP電池包。其中,Model 3成爲搭載寧德時代CTP電池包的主力車型。

換電業務方面,寧德時代此前公佈了旗下換電品牌EVOGO,其中,換電電池被命名爲“巧克力換電塊”,採用寧德時代CTP技術,單個換電塊的能量密度爲160Wh/kg,體積能量密度325Wh/L,單塊電池可提供續航200km。

技術授權方面,寧德時代和韓國現代摩比斯、泰國Arun Plus達成合作,授權使用CTP技術。

SNE數據顯示,寧德時代2021年全球裝機量爲96.7gwh,全球裝機份額爲32.6%,較2020年提升7.9%。其中國內裝機72.6gwh,份額提升2%至52%。

東吳證券預計,2022年寧德時代總體出貨量有望達到300gwh,其中儲能爲50gwh,動力250gwh。全球份額提升至35%以上。國內裝機份額可近55%,歐洲份額進一步提升。

誰還在創新電池結構?

電池創新的格局進入新世代。伴隨麒麟電池的下場,預示着動力電池的頭部企業的競爭重心,轉爲結構競爭。

“CTP的推廣,意味着動力電池進入了質變,”獨立行業觀察人士李陽告訴筆者,動力電池廠以前希望通過電芯內部電化學成分實現技術提升,無非是高鎳三元,硅碳負極,圍繞正負極效率的提升,這麼幹的潛力畢竟有限;如今,到了通過結構更新,提高電池綜合性能,決勝負的時刻。

早期的電動汽車由燃油車底盤改進而來,底盤放電池的空間也不規則;爲此,業內先定下了5種標準電池尺寸,減少適配和製造成本;後來,各家車企各自推出了電動化平臺,電池包和底盤空間越發貼合。

加入CTP賽道的選手並不少,除了寧德時代的麒麟電池,比亞迪推出了刀片電池,特斯拉即將量產應用4680電池。畢竟CTP技術的實現,可以取消大部分模組生產工序,將部分不可取消的模組生產工序集成到電池包生產線中,這樣可減少電池包整體生產工序,提高生產效率。

從參數、供貨質量、客戶結構等來看,寧德時代的麒麟電池都在CTP賽道具備明顯優勢。

麒麟電池可適用於磷酸鐵鋰、三元電池,涵蓋乘用車、商用車領域。從參數來看,磷酸鐵鋰可達160Wh/kg、290Wh/L,三元高鎳可達到250Wh/kg,450Wh/L。這意味着,在相同的化學體系及尺寸下,麒麟電池包的電量相比特斯拉4680系統提升13%。

只比較參數意義有限。在筆者看來,動力電池強調結構創新,意味着考量企業的不僅是技術,更是朋友圈的規模和質量:一方面,重大變量技術需要業內加持和買單;另一方面,動力電池廠在向新技術深水區挺進,需要包括整車廠在內的合作伙伴,給予信任和技術加持。

從規模上看,寧德時代供貨的質和量均佳:總盤子大、供貨對象是頭部企業、集中度不高,結構優質。

寧德時代客戶質量好。國內核心客戶包括特斯拉、蔚來汽車、理想汽車、小鵬汽車、南北大衆等,海外核心客戶是寶馬、大衆、奔馳、PSA、雷諾日產等。目前全球銷量前10的新能源車企中,有8家選擇寧德時代作爲核心供應商。

同時,寧德時代的客戶結構分散且優質。除特斯拉佔其出貨量的15%-20%之外,其他客戶均佔寧德時代出貨量的10%以下。相比之下,其他核心電池公司前三大客戶的佔比均在50%以上。

實際上麒麟電池的成組技術在設計上已經完全可以實現和整車底盤的融合,下一步延伸應用就是CTC了。此外,麒麟在別的領域還有優勢,比如換電,比如做大體量,獲得成本優勢或者供應鏈的安全。麒麟電池這一波,把CTP路線的集成度幾乎做到極致,還開啓了車身一體化的新紀元。

CTC不僅意味着電池重新排布,還將納入包含電驅、電控的三電系統,通過智能化動力域控制器,優化動力分配、降低能耗。寧德時代董事長曾毓羣此前表示,寧德時代CTC將使新能源汽車成本可以直接與燃油車競爭,乘坐空間更大,底盤通過性更好。

某種意義來說,寧德時代基於電池集成化管理,正在重塑汽車最重要的基礎——底盤,重新構建造車的邏輯和核心。

有人想當然地認爲,這預示着寧德時代要造汽車,整車廠是否會對此心懷戒備?

“這樣想格局就小了,”一位和寧德時代有深入合作的主機廠相關部門負責人告訴筆者,兩家企業間的合作非常深入,早就實現工程師級的協作溝通。電池的結構化到底盤的打造,車廠的輸入對於寧德時代來說必不可少;未來電池的技術和對應的產品形態,同樣影響着車企造車的規劃。“雙方都希望造出不一樣的汽車嘛,所以比起所謂的競爭憂慮,我們在合作的蜜月期。”

爲了避免“七年之癢”,寧德時代早與多家車企建立合資廠,奠定長期穩定合作的發展方式。

淺層來看,這讓寧德時代和車企能夠簽訂長單,保障電池供應;深層來看,電池企業和車企間利潤共享、風險共擔,能將雙方優勢更好發揮。

筆者認爲,這一模式奠定了信任基礎,如今或也到了升級的時刻。當初,車企控股負責電池系統的合資公司,給不同的電池系統做適配;寧德時代控股動力電池合資公司,集中精力做電芯。伴隨CTP技術的應用和推廣,車企和動力電池企業的關係也將進入新階段,捆綁關係奠定了雙方信任的基礎。

當動力電池競爭從電芯的化學競爭,升級到了結構的物流層面競爭,變化的不僅是關鍵技術,變化了商業創新模式,擴展了產業邊界。在車圈裏羣衆基礎好的動力電池企業,更容易成爲時間的朋友,不斷乘風發展。

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