近期LG化學要舉辦一次公開的競賽,面向鋰電池的各個方向。這次是拿出了10萬美金的現(xiàn)金獎金,以后續(xù)的投資(190萬美金的投資,這個是明面上的數字)和合作為籌碼,在全球范圍內征集電池領域相關的創(chuàng)業(yè)公司,涵蓋電池材料、電池管理、設計&制造&工藝還有回收和再生等四大方面。從某種意義上來看,在動力電池領域,全球范圍內的競爭已經區(qū)域白熱化,幾家領先的企業(yè)都在實際中落實車企的電動汽車項目,逐步把產能拉上來,電池裝配到整車上去,還要為下一步未來所考慮,特別是未來車企在產品價格、產品需求上面的一些內容。

圖1 LG的電池挑戰(zhàn)賽
從現(xiàn)有的狀態(tài)來看,幾個企業(yè)都在現(xiàn)有的產品的路線上進行演進,主要在正極材料上做文章,在能量密度、縮減成本提升充電性能這三方面做平衡。LG化學的電池路線圖非常明確。該公司專注于NMC 811陰極材料,借此鞏固其在電池市場的領先地位。此外,該公司的電池能量密度較高,成本較低。在軟包的演進路徑上,LG和SK都是在622體系下做生產,逐步提高鎳嘗試712再過渡到811體系。而2-3年后則采用更高比例的鎳。SDI和松下的路線是不斷改良NCA,降低鈷的含量進一步降低成本。

圖2 現(xiàn)在主流的電芯關鍵材料演進路徑
由于電池級別的材料研發(fā)時間比較長,整車段的要求是比較高的,這就形成了一個基于電化學體系進步開發(fā)的迭代速度,比產業(yè)界所期望的來得更慢一些。從整個事情來看,韓國電芯的相對領先地位,是由韓國的材料研究、設備工藝還有電芯研究綜合保證的,在投入很多年以后逐步積累起來的。而目前來看,這個演進速度并不夠,車企投入巨資準備電動汽車的產能,也在加大對電池企業(yè)的期望,而電池開發(fā)的時間成本是很長的。
l 韓國的電池產業(yè)是圍繞國有研發(fā)中心,電芯制造業(yè)、材料企業(yè)和電池設備廠家整個產業(yè)鏈協(xié)同為基礎的
l 這個產業(yè)鏈基礎,加上在后端有限的電芯企業(yè)形成了比較大的合力,不同企業(yè)選擇不同的技術路徑進行突破,分別在圓柱、軟包和方殼三個方向投入相對均勻

圖3 韓國鋰電池產業(yè)的分布
電芯企業(yè)參與風險投資:電芯企業(yè),通常并不參與初創(chuàng)電池企業(yè)的投資工作,但是現(xiàn)在這個現(xiàn)狀開始轉變了。前段時間,LG化學正把加入了對Enevate的投資中,Enevate是研發(fā)通過硅基的鋰離子電池的初創(chuàng)公司,在CES獲得過大獎,各種融資加起來也要有7400萬美金的規(guī)模了。以往,我們很難想想這家企業(yè)會和LG化學聯(lián)系起來。Enevate的核心的工藝是商業(yè)模式也是通過負極材料來提高現(xiàn)有電池的特性,以硅為主材的陽極作為專有的活性物質薄膜,其硅含量高達70%以上。


圖4 Enevate的歷程
這些電池的實際規(guī)格未知,根據目前的信息來看,以4Ah為主,做了一部分的樣品電芯,主要展現(xiàn)了低溫特性、快充能力等特性。LG選擇投資,也等于給了我們兩種希望,一個是確實在這樣的嘗試中,未來的動力電池可能可以用這些材料來改進電芯的特性,也看到這些初創(chuàng)的以研究課題為中心的電池材料企業(yè),可以為大的電池企業(yè)所用,有投資價值;而且不一定要完全把自己做到一個大型材料企業(yè)或者大型電池企業(yè),就能體現(xiàn)出自身的回報,這對于未來電池方面的創(chuàng)投,還是比較關鍵的,我們看到了一輪低落期。

圖5 測試電芯的情況
我們也可以理解目前的情況,目前隨著新一輪車企對于電動汽車的投入,現(xiàn)在歐美對于鋰電池的研究進入軌道,比較多的研究開始轉入創(chuàng)業(yè)期,而尷尬的發(fā)現(xiàn)一個事實,歐美的電池企業(yè)基本進入小規(guī)模工業(yè)應用,而在投入巨大的動力電池行業(yè)無能為力。全球目前的動力電池的產能大部分都集中在東南亞,這就造成了創(chuàng)新企業(yè)和領先的工藝電池企業(yè)的鴻溝。



圖6 Enevate主要的能力是在制造硅負極材料的工藝上
在下一代鋰電池、甚至是下下代的鋰硫電池,不少初創(chuàng)企業(yè)都面臨一個核心的問題,如果得不到現(xiàn)有主流電池企業(yè)的支撐,他們的階段性成果,逐步放大開始往產業(yè)界應用需要很多的工程和制造力量介入,以支撐進入一個正向循環(huán),從Pilot試制開始,調動設備產業(yè)鏈,調動原料,調動測試方面的力量。目前我們看到積極地一面是,整車企業(yè)如BMW、Daimler和大眾,正在逐步深入電芯和材料研究方面,他們依靠外部投資和這些創(chuàng)新的企業(yè)開始前沿的技術儲備,也能支持這些創(chuàng)業(yè)的電池企業(yè)繼續(xù)改進,但是和現(xiàn)有的電池技術的改進卻沒有直接的聯(lián)系,這個通路是斷的。


圖7 創(chuàng)新的技術進入軌道需要很長的時間
電池本身有關電化學、材料、結構、生產工藝、 生產設備以外,現(xiàn)有在比拼產能的,在各個環(huán)節(jié)上的創(chuàng)新到合理化的建議,管理上還是存在難度的。所以如果我們探討圍繞現(xiàn)有的電池企業(yè)和創(chuàng)新的電池企業(yè)結合在一起合力往下一代電芯方面去走,比直接去培植創(chuàng)業(yè)的電芯企業(yè)可能效果更好一些。從這個意義上來看,這個路徑更靠譜一些。
小結:動力電池的技術從10年的跨度來看,并沒有特別本質的突破,以至于我們回過頭來看特斯拉10年前選的NCA材料,到現(xiàn)在我們還在這根線上,成本有大幅的下降其實和整個產業(yè)巨大的投入有關系,而下一個階段的本質突破需要更多的努力。
來源:第一電動網
作者:朱玉龍
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