车企们的电池难题

最近有几个关于特斯拉的重大新闻，特斯拉正在享受平稳的发展。上一次推出超级“太空感”的皮卡后，让大家大吃一惊。然而，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，不仅提高了电池的使用寿命和性能，还扩大了电池的应用场景。该专利的内容介绍了一种利用电解液添加剂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比例，可以提高锂离子电池的使用寿命和性能。采用该方法的新型电池系统不仅可以应用于汽车，还可以应用于电网储能等不同场景。作为电动汽车的“三大部件”之一，电池一直是特斯拉特别关注的一部分。2016年7月29日，特斯拉与日本松下合作建设Gigafactory超级工厂。该工厂占地3000亩，投资近50亿美元，规划产能35GWh，年产50万辆电动汽车。特斯拉想利用这个超级电池工厂实现锂电池的规模化生产，进一步降低动力电池的生产成本。在Gigafactory，松下负责生产电芯，特斯拉负责进一步组装电池模块和电池组，最后，成品电池由轨道车运出，形成一个封闭的一体化供应链。现在，就在三年多前，位于上海的超级工厂Gigafactory 3已经支持了首批国产Model 3的交付。

除了合作建厂，特斯拉还将从制造干电极的成熟电池公司Maxwell和拥有完整电池制造设备的Hibar获得收入。后来，在2019年初，特斯拉的电池研究合作伙伴杰夫·达恩(Jeff Dahn)和他的团队公布了令人印象深刻的电动汽车测试结果，其中新电池的工作寿命可能超过100万英里。他们测试的新电池是新一代锂离子电池，具有“单晶”NMC阴极和新的先进电解质。从那以后，特斯拉一直在为这种新的电池化学物质申请美国和国际专利。最近，他们终于通过他们的加拿大分公司获得了这项专利。02整车厂商都在考虑自己研发生产电池，这不仅仅是特斯拉的一个趋势。汽车公司生产电池已经成为一种趋势。例如，世界上最大的汽车制造商之一的大众集团，近年来一直在听说电池。2016年，大众宣布投资100亿欧元建设大型电池工厂，旨在转型成为领先的电动汽车制造商。作为大众汽车因排放丑闻受损以来振兴计划的一部分，该公司宣布将在2025年前实现电动和混合动力汽车年销量100万辆的目标，并加大对电池行业的投资。2018年6月13日，大众汽车集团宣布计划于2019年与Northvolt以50:50的股比成立合资公司，并建设初期产能为16GWh的电池工厂。该工厂最早将于2020年开始建设，电池的生产将于2023年底或2024年初开始。2019年5月14日，大众汽车集团决定与其合作伙伴在其欧洲故乡德国共同建立电池生产工厂。在当天的会议上，集团监事会批准了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用的电池都是从亚洲进口的。目前，全球前五大汽车动力电池制造商均为亚洲公司。

在初始阶段，作为其电气化攻势的一部分，大众汽车与强大的电池供应商建立了战略合作伙伴关系，以满足电动汽车对基本电池的需求。SKI、LG化学、宁德时代是汽车企业第一阶段的主要合作供应商。这也是当时其他跨国汽车巨头普遍采用的做法。然而，面对比例相当大的巴特……es在电动汽车的价值上，大众集团更愿意与合作伙伴建立合资企业，建立超大型工厂，分担电池生产的大量资金投入。最后，大众集团打算在欧洲建立锂电池和固态电池生产工厂。作为其电池战略的一部分，大众集团将与美国公司Quantum Scape合作，特别是在固态电池的生产方面。目前，大众汽车集团在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。根据大众汽车集团分多个阶段加强电池专业技术的计划，目前已进入建立强大技术团队的第二阶段，对锂电池开发和生产进行深入研究。如果一切顺利，大众汽车将步目前电动汽车行业领导者特斯拉的后尘。近年来，大众并不是唯一一家横跨电池行业的传统大型汽车公司。2017年5月，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5亿欧元新建超级电池工厂，产能是当时戴姆勒的4倍。建成后，该工厂将用于生产混合动力、插电式混合动力以及梅赛德斯-奔驰和Smart品牌下所有电动汽车的电池组。2017年7月5日，在中德两国领导人的见证下，戴姆勒与BAIC签署协议，共同投资6.55亿欧元(约合50亿元人民币)，在北京奔驰建立纯电动汽车生产基地和动力电池组工厂，生产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、年产33000套高压电池组的华晨宝马动力电池中心揭牌仪式在沈阳举行。这个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。电芯由宁德时代提供。投产后将为全新宝马5系插电式混合动力车提供动力电池系统。

到了2019年底，就连一直在重组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23亿美元建设一个电池单体制造工厂，双方各占一半投资和股份。预计将于2020年年中破土动工，为通用汽车的多个未来电动汽车车型提供电池。未来，双方将基于各自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。在外国汽车制造商大量生产电池的这些年里，国内汽车制造商也没有闲着。2016年8月25日，SAIC通用汽车宣布投资17.2亿元在上海金桥建设锂电池组装厂，实现其新能源汽车电池系统的国产化。同时，该工厂建成后还将为通用汽车全球生产的新能源汽车提供锂电池组，预计2017年底投产。此外，上汽集团与宁德时代联手建立了总用地约2007亩的电池及电池系统生产基地。项目一期计划总投资100亿元，将形成18 GWh的动力电池产能。预计到2020年将实现36 GWh的产能，与特斯拉超级电池工厂35 GWh的年产能相当。其实国外不止大众和通用，丰田也是。在中国，不仅SAIC，BAIC、吉利、比亚迪、长城汽车、广汽汽车等企业都将电池作为未来的核心竞争力，并打算覆盖从电池研发、生产、处理、回收的整个流程链。目前，大多数汽车制造商的电池工厂已经成型或正在加速扩张。电池技术的进步是成功的关键……电动汽车的ss，而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，导致今年仅生产45000辆电动汽车，比预期少10000辆。“巧妇难为无米之炊，奥迪只能把用户等待时间从2个月延长到6到7个月。第二款E-tron车型的发布已经推迟到明年。”。奔驰也遇到了同样的困境，其首款纯电动SUV <由于SUV车型动力电池供应不足，只能推迟交付计划。那么，动力电池供应不足到什么程度呢？数据显示，仅韩国三大电池供应商LG化学、三星SDI、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已超过1万亿元。虽然没有2019年的详细数据，但基于今年动力电池行业的现状，这些公司的未完成订单数量只会有增无减。动力电池容量不足的一个重要原因是动力电池原材料有限。在上游原料层面，钴是目前全球应用最广泛的锂电池核心原料之一，可以显著提高电池的能量密度。目前，全球钴产量的50%以上用于制造钴锂电池。2016-2018年，随着电动车逐渐进入市场，钴也激增。据相关数据显示，2016年金属钴的价格还在每吨12万元左右，2018年钴的价格一度飙升至每吨60万元。达到顶峰后，随着国内钴产量的提升，市场的供不应求转为供过于求，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，纵观整个电动车行业，一直朝着600公里的范围发展，电动车自燃事件的频发也让各大电动车企业警醒。提高电池安全性刻不容缓，安全性也是电动车进入主流市场的根本。

在政策上，我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(MIIT)发布行业规范文件，直接将动力电池企业对单体电池的产能要求提高到8GWh，成为电动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产业发展的文件中，国家提出到2020年动力电池系统价格要达到1元/Wh，即每千瓦时(KWh)1000元，这意味着未来配备50千瓦时电池、续航里程必然超过300公里的电动汽车电池成本将降至5万元。以国内动力电池巨头宁德时代为例，其2018年动力电池系统价格为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正在进一步加强，几家龙头企业占据了超过80%的市场份额。基于以上情况，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。面对高端动力电池的供过于求，各大汽车公司之间的竞争更加激烈。兵书上说:“兵动前，粮草先行。”电池是电动车企业在市场竞争中的“粮草”。谁拥有了电池的“基础材料”，谁就掌握了市场竞争的主动权。所以以特斯拉为代表的主要发动机厂商都迈出了自己生产动力电池的步伐，希望……把“命根子”握在手中。关于成立合资公司建设自建电池工厂，马斯克在收购一家电池公司后直言，“这是一次战略性收购，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。”04然而，自建电池厂并不是一件简单的事情。除了资本投资，电动汽车公司还需要解决如何获得电池技术的问题。目前，生产高性能动力电池主要有两种方式:一种是通过收购拥有电池技术的公司或购买技术专利，另一种是通过与松下、LG化学或宁德时代等已经能够生产高性能动力电池的公司建立合资企业来生产电池。特斯拉选择了两者兼而有之，与松下合作增加其在内华达州的第一超级工厂的产能，并收购了麦克斯韦尔自己的电池。更多的汽车公司选择了后者。比如SAIC旗下的两家公司，东风、广汽、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；大众与欧洲动力电池初创公司Northvolt合作，建设自己的动力电池工厂。

与此同时，LG化学、松下、三星SDI、宁德时代也在大力建设新的动力电池工厂，提高现有动力电池工厂的产能。例如，LG化学投资20亿美元在南京江宁滨江开发区建造动力电池厂，向现代、沃尔沃、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立电池制造厂。

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