车企们的电池难题 | 砺石

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高质量动力电池的短缺阻碍了电动汽车的发展。面对电池问题，汽车公司纷纷进入电池行业。这是一个暂时的解决方案还是一条长期的发展道路？

《李石商业评论》作者高冬梅|文张军志|编辑

一

特斯拉一帆风顺，最近登上了几大新闻头条。继上一次超级“太空感”皮卡惊艳上市后，两个月后的12月27日，外媒报道称，特斯拉通过其加拿大子公司申请了一项新的电池技术专利，这不仅提高了电池寿命和性能，还拓展了电池应用场景。

该专利介绍了一种通过使用电解质添加剂来提高锂离子电池性能的方法。通过调整电解液添加剂的组成和配比，可以提高锂离子电池的使用寿命和性能。使用这种方法的新型电池系统不仅适用于汽车，也适用于电网储能等不同场景。

作为电动汽车的“三大部件”之一，电池一直是特斯拉关注的一个特别重要的部分。2016年7月29日，特斯拉与松下在日本合作建设了超级工厂。该工厂占地3000英亩，投资近50亿美元，计划产能35GWh，年产50万辆电动汽车。

特斯拉希望利用这家超级电池工厂实现锂电池的大规模生产，并进一步降低动力电池的生产成本。在Gigafactory，松下负责生产电池单元，特斯拉负责进一步组装电池模块和电池组，最后通过轨道车将电池成品运出，形成一个封闭、一体化的供应链。

现在，在短短三年多的时间里，落户上海的Gigafactory 3超级工厂已经支持了首批国产Model 3的交付。

除了合作建厂外，特斯拉还将拥有成熟的干电极制造电池公司Maxwell和拥有完整电池制造设备的Hibar。

2019年初晚些时候，特斯拉的电池研究合作伙伴杰夫·达恩和他的团队发布了令人印象深刻的电动汽车测试结果，称新型电池在电动汽车中的使用寿命可能超过100万英里。

他们测试的新电池是新一代“单晶”NMC阴极锂离子电池和一种新型先进电解质。从那时起，特斯拉一直在为这种新型电池化学品申请美国和国际专利。最近，他们终于通过加拿大分公司获得了这项专利。

二

汽车制造商正在考虑开发和生产自己的电池，这不仅仅是特斯拉的趋势。汽车公司自产电池已经形成了一种趋势，例如全球最大的汽车制造商之一大众汽车集团近年来不断传播有关电池的消息。2016年，大众汽车宣布将投资100亿欧元建设一家大型电池工厂，旨在转型为领先的电动汽车制造商。作为因排放丑闻而受损的大众汽车振兴计划的一部分，该公司宣布将实现到2025年每年销售100万辆电动和混合动力汽车的目标，并增加对电池行业的投资。2018年6月13日，大众汽车集团宣布计划在2019年与Northvolt建立一家50:50的合资公司，并建设一家初始产能为16GWh的电池工厂。该工厂最早将于2020年开工，2023年底或2024年初开始生产电池。2019年5月14日，大众汽车集团决定与合作伙伴在其欧洲家乡德国共同建立一家电池生产工厂。该集团监事会在当天的会议上批准了10亿欧元的投资。值得注意的是，在此之前，欧洲汽车制造商生产电动汽车所使用的电池都是从亚洲进口的。目前，全球排名前五的汽车动力电池制造商都是亚洲公司。

在最初阶段，作为其电动化攻势的一部分，大众汽车与强大的电池供应商建立了战略合作伙伴关系，以满足……

电动汽车对sic电池的需求。SKI、LG化学和宁德时代（300750，股吧）是第一阶段汽车公司的主要合作供应商。这也是当时其他跨国汽车巨头普遍采用的做法。然而，面对电池在电动汽车价值中所占的巨大比例，大众集团希望与合作伙伴成立合资公司，建立一家超大型工厂，并在电池生产方面分享大量资本投资。最终，大众汽车集团计划在欧洲建立锂和固态电池生产工厂。作为其电池战略的一部分，大众汽车集团将与美国Quantum Scape公司合作，特别是在固态电池的生产方面。目前，大众汽车集团位于萨尔茨吉特的卓越中心已经聚集了负责电池开发、采购和质量控制的专业人员，并已开始电池试生产。根据大众汽车集团计划分多阶段加强其电池专业知识，目前已进入建立强大技术团队的第二阶段，对锂电池的开发和生产进行深入研究。如果一切顺利，大众汽车将赶上目前电动汽车行业的领导者特斯拉。近年来，大众汽车并不是唯一一家进入电池行业的传统大型车企。2017年5月，在特斯拉投资建立超级电池工厂后，戴姆勒也宣布将在德国投资5亿欧元建造一座全新的超级电池工厂，产能是当时戴姆勒的四倍。建成后，该工厂将用于生产梅赛德斯-奔驰和Smart品牌的混合动力、插电式混合动力和全电动车型的电池组。2017年7月5日，在中德领导人的见证下，戴姆勒与北汽签署协议，共同投资6.55亿欧元，在北京梅赛德斯-奔驰建立纯电动汽车生产基地和动力电池组工厂，生产梅赛德斯-奔驰品牌的纯电动汽车产品。这是戴姆勒在海外建立的第一家动力电池工厂。宝马紧随其后，2017年10月24日，占地6480平方米、总投资约3.24亿元、年可生产3.3万套高压电池组的华晨宝马动力电池中心在沈阳举行揭牌仪式。这是宝马在中国的第一个高压电池工厂项目，位于华晨宝马沈阳发动机工厂，电池由宁德时代提供。生产完成后，它将为新款宝马5系插电式混合动力车型提供动力电池系统。

到2019年底，即使是一直在重组和裁员的通用汽车也坐不住了。12月5日，通用汽车和LG化学宣布计划共同投资23亿美元建设一家电池制造厂，双方各持有一半的投资和股份。预计将于2020年年中破土动工，为通用汽车未来的多个电动汽车型号提供电池。未来，双方将基于在电池科学领域的深厚积累，共同推动先进电池技术的开发和应用，进一步降低电池成本。在外国汽车制造商对电池进行修补的这些年里，国内汽车制造商也没有闲着。2016年8月25日，上汽通用汽车宣布投资17.2亿元人民币在上海金桥建设锂电池组装厂，以实现其新能源汽车电池系统的国产化。同时，该工厂还将为通用汽车全球生产新能源汽车提供锂电池组，预计将于2017年底投入运营。此外，上汽集团还与宁德时代合作，建立了一个电池和电池系统生产基地，总土地面积约为2007英亩。项目一期计划总投资100亿元，形成18GWh的动力电池产能。预计2018年底投产，到2020年实现36GWh的产能，可与特斯拉超级电池工厂35GWh的年产能相媲美。事实上，不仅是国外的大众和通用汽车，还有丰田，不仅是上汽，还有北汽、吉利、比亚迪、长城汽车（601633，Guba）、广汽传祺等中国企业……

a将电池视为未来的核心竞争力，旨在覆盖从电池研发、生产、处理到回收的整个过程链。目前，大多数汽车制造商的电池工厂已经形成或正在加速扩张。

三

电池技术的改进对电动汽车的成功至关重要，电池寿命被认为是影响未来几年电动汽车销量的重要因素。

2019年4月，奥迪宣布推迟交付其首款旗舰电动汽车E-tron，原因是无法从供应商LG化学获得足够的动力电池，导致其今年仅生产4.5万辆电动汽车，比预期减少了1万辆。聪明的女人做饭离不开米饭，奥迪只能将用户的等待时间从2个月延长到6到7个月。第二款E-tron型号的发布已经推迟到明年。梅赛德斯-奔驰也遇到了同样的困境，其首款纯电动SUV车型因动力电池供应不足而不得不推迟交付。

那么，动力电池的供应不足到了什么程度呢？有数据显示，仅韩国三大电池供应商LG化学、三星SDI和SKI在2018年就获得了6452亿元的新订单。截至2018年底，他们未交付的电池订单超过1万亿元。目前，尽管没有2019年的详细数据，但根据今年动力电池行业的情况，这些公司的未完成订单数量只会增加而不会减少。动力电池产能不足的一个重要原因是动力电池原材料的限制。在上游原材料层面，钴是目前全球范围内使用最广泛的锂电池核心原材料之一，可以显著提高电池的能量密度。目前，全球钴产量的50%以上用于制造锂钴电池。从2016年到2018年，由于电动汽车逐渐进入市场，钴也激增。据相关数据显示，2016年钴金属价格仍在每吨12万元左右，到2018年，钴价格已飙升至每吨60万元。达到顶峰后，随着国内钴产量的增加，市场的供应短缺已转向供应过剩，动力电池原材料有限的问题才得以解决。产能不足的另一个原因是电动汽车对动力电池性能的高需求。今年以来，整个电动汽车行业都在向600公里的续航里程发展，频繁发生的电动汽车自燃事件也给各大电动汽车公司敲响了警钟。提高电池安全性迫在眉睫，安全性也是电动汽车进入主流市场的基础。

在政策方面，中国也对动力电池企业的产能和电池系统价格提出了更高的要求。2016年11月，工信部发布行业标准文件，直接将动力电池企业的单体电池产能要求提高到8GWh，成为电动汽车进入新能源汽车补贴名单的条件。在另一份促进汽车动力电池行业发展的文件中，国家提出要求，到2020年，动力电池系统的售价达到1元/千瓦时，即每千瓦时1000元。这意味着，未来配备50KWh电池、续航里程超过300公里的电动汽车电池的成本将不可避免地降至5万元。以国内动力电池巨头宁德时代为例，其动力电池系统2018年的售价为1.4元/Wh。从2019年动力电池行业的发展可以看出，动力电池市场的集中度进一步加强，几家龙头企业占据了80%以上的市场份额。

基于上述情况，目前市场上能够提供高端动力电池的供应商只有LG化学、松下、三星SDI，以及国内的宁德时代和比亚迪。在高端动力电池短缺的情况下，各大车企之间的竞争更加激烈。正如《战争书》中所说，“战前莫夫……

，食物和草占主导地位。“电池是电动汽车企业在市场竞争中的“粮草”。谁拥有电池的“基本材料”，谁就拥有市场竞争的主动权。因此，以特斯拉为代表的主要发动机制造商已经开始生产自己的动力电池，希望抓住“救命稻草”关于成立一家合资公司来建造自己的电池工厂，马斯克在收购电池公司后直言不讳地表示，“这是一项战略收购，将对电池的生产成本和规模产生重大影响，同时降低扩大电池生产所需的成本和资金

四

然而，自建电池工厂并不是一件容易的事。电动汽车公司需要解决如何在资本投资之外获得电池技术的问题。目前主要有两种方式：一种是收购拥有电池技术的公司或购买技术专利，另一种是与松下、LG化学或宁德时代等已经有能力生产高性能动力电池的公司合作，成立合资公司生产电池。特斯拉选择在两者之间取得平衡，与松下合作，提高其内华达州第一超级工厂的产能，并收购麦克斯韦的自主研发电池，更多的汽车公司选择后者。上汽、东风、广汽和吉利都与宁德时代成立了合资公司；丰田和松下成立了合资子公司；大众汽车与欧洲动力电池初创公司Northvolt合作，建立自己的动力电池工厂。

与此同时，LG化学、松下、三星SDI和宁德时代也在大力建设新的动力电池工厂，并增加现有动力电池工厂的产能。LG化学投资20亿美元在南京江宁滨江开发区建设动力电池工厂，为现代、沃尔沃和通用汽车等汽车公司供应电池；

三星SDI已投资6270万美元在美国密歇根州建造电池制造厂。随着动力电池公司和电动汽车制造商建造动力电池工厂，锂电池的供应可能面临供过于求的局面。因此，从长远来看，并不是每一家电动汽车公司都需要建立电池工厂。然而，在目前的量产和市场占有率阶段，如何应对目前动力电池供应短缺的问题已成为汽车制造商面临的挑战。那么，个别车企应该如何考虑是否自己生产电池呢？大众汽车在这个问题上摇摆不定，给自己带来了很多麻烦。2016年，大众汽车设定了到2025年每年生产300万辆电动汽车的目标。为了实现这一主要目标，大众汽车最初的计划是生产自己的电池。但直到2018年5月，大众汽车宣布签署480亿美元的电池订单，外界才知道大众汽车可能已经改变了生产自己电池的计划。尽管大众汽车没有透露具体供应商，但有猜测称，松下、三星SDI、LG化学和宁德时代可能都是这一大笔订单的接收者。在签署了一份480亿美元的订单三个月后，大众汽车明确表示，它不想在电池方面受到他人的约束。“从长远来看，我们决不能依赖少数亚洲动力电池供应商。6个月后的2019年2月，德国媒体报道称，大众汽车正在与SKI进行谈判，并打算在欧洲共同建设一家电池工厂。但与此同时，大众汽车已与LG成立了一个特别工作组，以确保稳定的电池供应。LG对大众汽车的“不忠”感到愤怒“行为，不仅威胁大众在某些情况下将停止向其供应动力电池，还将大众和SKI告上法庭。三星也给大众制造了麻烦。2019年5月，彭博社报道称，三星原本同意向大众供应20GWh的电池，但在后来的谈判中，由于双方的分歧sung将供电量降至5GWh以下。因此，很明显，自主生产已经成为大众汽车的一项紧迫任务。

五

对于汽车制造商来说，生产自己的电池有很多好处。他们不再需要担心供应问题，并且可以根据需要改变电池的形式。此外，没有必要与电池供应商争论。电车首先可以快速进入市场，更重要的是，生产自己的电池可以将利润完全控制在自己手中，为消费者未来提供更好的电池维修和更换服务。

然而，自己生产电池需要巨大的研发成本，尤其是如果无法大规模生产，单价会很高，而且不划算。此外，汽车制造商在电池研发领域仍相对缺乏经验，不得不承担更大的风险。与松下、三星和LG等成熟的电池制造商不同，它们不仅为汽车提供电池，还将产品用于其他家用设备，因此具有强大的抗风险能力。目前，市场上绝大多数的电动汽车电池来自于时代、松下、LG和三星等供应商。这些公司开发电池已有多年历史，具有一定的技术经验，比汽车制造商从无到有发展要好得多。而且通过大规模量产，这些公司的电池也降低了生产成本，这对汽车公司来说也是一件好事。然而，如果汽车制造商的设计和电池供应商负责生产，就会留下安全隐患，这与2019年发生的几起自燃事件有关。而且，电池供应商自己开发的电池往往是固定形式的模块化电池，要求汽车制造商改变设计以适应电池，这也是制造商不愿看到的。技术问题仍然是次要的，关键是成本控制。事实上，三元锂电池的技术目前已经非常成熟，各大汽车制造商都在使用。如果像大众和丰田这样的汽车制造商开发电池，依靠强大的资本实力和聘请专业技术人才，不到两三年就能实现商业化。真正的挑战是控制成本。如果小型汽车公司的产量不高，开发自己的bat……

ries非常不经济，因此与动力电池供应商巨头合作更具成本效益。

如何在购买和建造电池工厂之间做出选择？以大众汽车集团为例，该集团计划在未来十年内生产近70款新型电动车型，总销量达到2200万辆。巨大的装载能力迫使其积极开发和生产电池。生产自己电池的大众汽车决定从支持电池公司开始。2019年11月，大众汽车宣布在德国萨尔茨基特卓越中心开设了一条动力电池测试生产线，约有300名专家参与开发，这被视为其进入电动汽车市场的又一个里程碑。未来，大众汽车将与瑞典初创公司NorthVolt在这里建立一个完整的电池制造工厂。大众此次对Northvolt的投资达到9亿欧元，其中一部分资金用于建立合资企业，其余部分用于收购Northvolt约20%的股份。公众之所以选择北伏，是因为其深厚的政府背景，是罕见的欧洲动力电池企业“国家队”；

此外，北伏和大众都非常重视高能量密度电池的研发，北伏以方形电池为主的包装方式符合大众的技术路线图。此外，高能量密度可能是大众汽车和北伏汽车合作的一个重要原因。大众汽车预测，到2020年，锂电池的比能量将达到300Wh/kg，到2025年将达到350Wh/kg，远高于其2019年在中国推出的三款纯电动汽车的水平。朗逸纯电动版、高尔夫纯电动版和宝来纯电动版这三款车的电池组能量密度为121Wh/kg。北伏对能源密度的追求甚至比大众的要求更为激进。尽管其初始能量密度与竞争对手的产品相当或略高，但到2030年，其电池能量密度将比目前水平翻一番，高于大众预测的350Wh/kg。此外，这个数字是大众汽车对固态电池能量密度的预期。

那么，这是否意味着大众汽车在电池问题上可以放心？不是。大众和北伏的合并可能会避免购买电池的陷阱，但可能很难避免自产电池的问题。Northvolt的技术团队有许多来自松下和LG化学等传统电池工厂的日本和韩国员工，许多生产设备也从亚洲供应商那里购买。在这种情况下，北伏的技术真的能超越亚洲竞争对手吗？这不仅仅是大众汽车面临的问题。国内外许多主流电动汽车制造商都声称或正在进入电池行业，但在这一过程中遇到了一定的困难，甚至不得不回到旧的采购路径。在中国市场，比亚迪是目前唯一一家能够自行生产纯电动汽车电池的公司，因为比亚迪可以将纯电动汽车的成本控制在相对较低的水平，因此其他制造商车型的价格往往不如比亚迪有竞争力。此外，《新建纯电动乘用车企业管理规定》要求车企掌握动力电池系统集成技术，这也是各大车企密集进军电池行业的原因。

六

汽车公司是否应该进入电池行业是一个只有在当前环境下才有效的问题。目前，市场上符合国家政策和企业需求的动力电池供应有限。随着造车新势力和传统车企不断进入电动汽车领域，在当前的竞争窗口期，它们渴望扩大规模，抢占市场。为了确保抓住机会，许多有实力的企业选择合作或自建工厂。

然而，建造一个自建工厂并不是那么容易，考虑技术、成本和效率问题很重要。如果没有，人们可能不得不回到购买电池的旧方式。从长远来看，随着动力电池技术的不断成熟，以及汽车制造商建立的电池工厂的生产和现有动力电池企业产能的不断扩大，市场上的电池供应将逐渐平衡甚至超过需求。在这个时候，并不是所有的汽车制造商都有必要建立自己的电池工厂。但对于一些汽车制造商来说，首先，他们需要能够等到这一天的到来。

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