固態(tài)電池即將裝車試驗、鈉離子電池“也在路上”？近期比亞迪電池業(yè)務(wù)的傳聞四起，而比亞迪官方對此進行了辟謠，稱對固態(tài)電池、鈉離子電池的傳言，經(jīng)公司確認后均為不實信息。
據(jù)了解，此前市場上曾傳出“比亞迪全固態(tài)鋰電池在重慶生產(chǎn)，即將裝車試驗”和“比亞迪鈉電池進入電池工況測試階段”等消息，盡管均被證實為謠言，但它們的流傳似乎也體現(xiàn)了市場近期的“鋰電池焦慮”。
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近日，在中國(遂寧)國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會暨新能源汽車及動力電池國際交流會上，中國科學院院士、廈門大學教授孫世剛表示，我國現(xiàn)有鋰離子電池能量密度已經(jīng)接近理論極限。
在鋰電池能量密度接近“天花板”的背景下，市場需要新的故事，固態(tài)電池、鈉離子電池以及氫能源，誰能成為未來的“主角”？
磷酸鐵鋰強勢增長，但能量密度逼近極限？
11月16日，在比亞迪第300萬輛新能源汽車下線發(fā)布會上，比亞迪董事長兼總裁王傳福曾表示，比亞迪堅持混動與電動“兩條腿走路”，堅持原材料安全和產(chǎn)品安全的磷酸鐵鋰電池路線。
近年來，由于新能源汽車補貼退坡以及磷酸鐵鋰電池技術(shù)發(fā)展等原因，成本更低的磷酸鐵鋰電池逐步“反超”了三元鋰電池，成為了市場份額最高的電池技術(shù)路線。
據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)，1-10月我國動力電池裝車量224.2GWh， 同比增長108.7%。其中三元電池裝車量88GWh，占總裝車量39.2%，同比增長62.8%；磷酸鐵鋰電池裝車量136GWh，占總裝車量60.6%，同比增長155.6%，呈現(xiàn)快速增長勢頭。
據(jù)記者梳理，在2018年磷酸鐵鋰電池市占率被三元鋰電池超越之后，曾出現(xiàn)一段時間的市場下滑，但從2020年3月開始，由于補貼政策的退坡凸顯了磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢以及磷酸鐵鋰電池具有更高安全性等原因，市場重燃對磷酸鐵鋰電池的興趣。在2021年5月，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量反超了三元鋰電池，同年7月，磷酸鐵鋰電池裝車量市場份額突破了50%。
磷酸鐵鋰電池的高度景氣，也為專精此技術(shù)路線的比亞迪帶來了市場份額的擴張。據(jù)乘聯(lián)會和科瑞咨詢聯(lián)合發(fā)布的報告，2022年10月，中國市場寧德時代電池裝機量9.655GWh，市場份額為45.2%，環(huán)比減少4.2個百分點，而比亞迪的弗迪電池實現(xiàn)裝機量6.216GWh，市場份額為29.1%，環(huán)比增加5.4個百分點。
除此之外，比亞迪銷量的強勢增長也為其電池市場份額的提升提供助力。11月16日，比亞迪新能源汽車總銷量正式突破300萬大關(guān)。2022年1-10月，比亞迪實現(xiàn)銷量139.79萬輛，同比增長233.92%。
不過在電池裝車量和市場份額飛速提升的背景下，磷酸鐵鋰電池正面臨著“能量密度逼近天花板”的情況。據(jù)東海證券研報，目前磷酸鐵鋰電池的能量密度已達理論極限，約160Wh/kg.
財信證券研報也認為，隨著設(shè)計上的持續(xù)優(yōu)化，磷酸鐵鋰作為當前最受歡迎的電池正極材料，其比容量基本已經(jīng)到達了材料極限，電芯和系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化也已經(jīng)逐步接近極限。
目前，市場上普遍認為磷酸錳鐵鋰電池將成為磷酸鐵鋰電池的升級路線。
財信證券指出，在相同條件下磷酸錳鐵鋰理論能量密度比磷酸鐵鋰高15%？20%，在成本方面，磷酸錳鐵鋰的成本與磷酸鐵鋰相當，具備較好的經(jīng)濟性。與三元材料相比，磷酸錳鐵鋰安全性更高，成本更低。
不過從更大的視角來看，目前整個鋰電池行業(yè)都面臨著能量密度接近極限的“焦慮”。孫世剛表示，電池的能量密度與電池的原理有關(guān)，比如鋰離子電池的能量密度跟反應(yīng)電子束、活性物質(zhì)的重量和密度都有關(guān)系，目前鋰離子電池的能量密度接近了天花板。
固態(tài)電池將成未來方向？鈉電池“主戰(zhàn)場”不在汽車
北京特億陽光新能源總裁祁海珅接受記者采訪時表示，鋰電池能量密度“接近天花板”的說法，主要是針對目前采用電解液的鋰離子電池。近年從材料的特性、電池工藝和結(jié)構(gòu)等方面來看，鋰電池的能量密度已經(jīng)出現(xiàn)較大提升。
“未來鋰離子電池會向固液混合路線過渡，最終還是要向全固態(tài)鋰電池發(fā)展。因為固態(tài)電池安全性會提高很多，能量密度會進一步提升，只不過需要攻克一些材料、工藝、設(shè)備等方面的難題，在這方面日本比較先進，而我國也在加大研發(fā)。” 祁海珅說。
近日，美國航空航天局(NASA)表示其研發(fā)的航空用固態(tài)電池取得了重大突破。NASA在其官方網(wǎng)站介紹，NASA目前所研發(fā)成功的固態(tài)電池的能量密度達到了500Wh/kg，幾乎是目前最好的電動汽車電池能量密度的兩倍——特斯拉公司的4680鋰電池的能量密度約為300Wh/kg。
而目前，贛鋒鋰業(yè)、中創(chuàng)新航、寧德時代、蜂巢能源等多家公司均在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局。據(jù)行業(yè)的主流觀點，半固體電池或?qū)⒃?025年實現(xiàn)“上量”，進行較大規(guī)模量產(chǎn)，而純固態(tài)電池還需要更長的發(fā)展時間，按豐田的規(guī)劃，將在2030年實現(xiàn)全固態(tài)電池的穩(wěn)定生產(chǎn)。
專利調(diào)查和分析機構(gòu)Patent Result數(shù)據(jù)顯示，目前日本企業(yè)在全固態(tài)電池的專利數(shù)上處于領(lǐng)先地位。2000年到2022年3月，全球全固態(tài)電池專利申請數(shù)前五的企業(yè)分別為豐田、松下控股、出光興產(chǎn)、三星電子、村田制作所，除了三星電子，其余4家均為日本企業(yè)。其中，豐田專利數(shù)居第一，專利數(shù)達1331件，是第二名的三倍。
華安證券研報認為，固態(tài)電池的研發(fā)至今已有近半個世紀，大規(guī)模商用仍然遙遠，主要面臨技術(shù)工藝尚不成熟、制造成本偏高、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同配合要求更高等難題。
而鈉電池會比固態(tài)電池來得更早。11月22日，傳藝科技在互動平臺回答投資者提問時表示，公司鈉離子電池項目中試線已經(jīng)投產(chǎn)。寧德時代此前回復投資者提問時也曾表示，公司正致力推進鈉離子電池在2023年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
祁海珅認為，鋰電池能量密度接近極限后，會給鈉離子電池帶來一些機會，未來鈉電池將會在中低能量密度的場景實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，如儲能等。但目前鈉離子電池還存在成本偏高(技術(shù)不成熟、規(guī)模化不足導致)等問題，想有較好的市場應(yīng)用或許要等兩三年之后。
中歐協(xié)會智能網(wǎng)聯(lián)汽車秘書長林示也向記者表示，鈉離子電池缺點也較為明顯，首先是能量密度低，同樣重量的情況下，它的續(xù)航里程只有三元鋰電池的6成左右，并且壽命較短，后續(xù)更換電池的成本偏高，今后會用到價格較為低廉的產(chǎn)品上。
可以看出，鈉離子電池的出現(xiàn)，會在儲能領(lǐng)域與鋰電池形成競爭，但在新能源汽車領(lǐng)域，因為能量密度更低的緣故，難以動搖鋰電池地位。
那么氫燃料電池呢？祁海珅表示，氫能源和氫燃料汽車，需要產(chǎn)業(yè)的推動和政策的支持，還需要長期的發(fā)展。
據(jù)了解，首批燃料電池網(wǎng)約車已在上海投入運營，上海成為了我國首批常態(tài)化運營燃料電池網(wǎng)約車落地的城市。但艾瑞咨詢研報表示，氫能目前發(fā)展仍面臨高成本困境，制價高、儲運難、加氫站成本高都制約著行業(yè)發(fā)展。
整體來看，即便目前采用電解液的鋰電池能量密度已經(jīng)逼近“天花板”，但仍將在未來數(shù)年內(nèi)保持新能源汽車主流電池技術(shù)的地位。據(jù)頭豹研究院測算，到2025年，全球鋰電池市場規(guī)模將達到1528GWh，三年CAGR(復合年均增長率)將達34.4%。
（文章來源：證券時報）
