芯片之后,新能源车企陷入电池困境

随着碳中和概念的不断落地以及越来越多的商业巨头跨界挤进新能源汽车赛道与新能源相关的行业也迎来了蓬勃发展的机遇。其中相对最受人们关注的莫过于动力电池领域。

有着纯电动车“心脏”之称的动力电池其重要性对新能源汽车不言而喻庞大的市场需求已然催生出宁德时代这样突破万亿市值的上市企业。而今年前8个月份我国动力电池产量相比去年累计增长了201%更是展露出令人惊叹的市场潜力。

然而在飞速拔高的产量下新能源汽车企业的动力电池缺口仍然高达30%-50%甚至快要赶上全球芯片短缺所造成的不利影响。为了摆脱“电池荒”的影响小鹏和蔚来已经开始布局电池研发希望能从源头上解决限制车企发展的因素相信也会带动更多的车企入局电池领域。

只是在造车势力有增无减、竞争日益激烈的当下分散掉有限的研发精力并且为自己增添更多的成本消耗会否是走上了一条弯路?

困于长尾效应的动力电池

其实从产能来看截至今年8月尚未装机的动力电池占据了我国动力电池总产量的31.56%单以数量而言所谓的“电池荒”更像是个伪命题。真正让各大车企焦头烂额的原因是市面上能够生产高端电池的厂家数量相对太少以目前市场上的高端电池储能还无法跟上不断增长的动力需求。

对新能源汽车而言大部分续航低、充电频繁的中低端锂电池已经逐渐被市场淘汰主要使用的还是技术和材料层面上相对高端的磷酸铁锂电池和三元锂电池。但目前国内动力电池行业以生产中低端电池为主的中小企业居多产能分布不均衡现有的生产结构也支撑不起高端电池供应。

之所以会出现这样的情况主要还在于国内有着庞大的电动自行车消费群体。以电动自行车相对较低的售价和里程较短的使用场景很难匹配高端电池的应用环境因此产生了大量的中低端电池需求。

根据中国自行车协会的统计数据2020年我国电动自行车的年销量已经超过3000万辆社会累计保有量接近3亿辆。而按照常用电动自行车所使用的包含4块锂电池的电池组来计算整个动力电池行业需要维持至少12亿块电池的产能。

尽管中低端电池的毛利率并不高却依靠着庞大的销量将电池行业拉入了“小利润大市场”的长尾效应刺激着更多的从业者进入中低端产业链。再加上受到相关条例限制电动自行车不能安装功率过大的蓄电池而且部分劣质山寨品牌甚至还在沿用成本低廉、危险系数较高铅酸蓄电池这也进一步加深了陷入长尾效应的程度。

只是长尾效应更适用于成本极为低廉的产品电池作为制造业除了本身电子产品的科技属性附加值生产成本很容易受到原材料、技术垄断、税务政策等各个方面的影响无法长期通过长尾效应获利。同时随着国家对电动自行车的管控越发严格中低端电池市场也没有想象中那么稳定向高端转型也是躲不掉的问题。

但在转型的方向上从头部企业到中小企业都面临着同样的迷茫。在目前阶段作为较为常用的两大类高端电池三元锂电池和磷酸铁锂电池仍然处在一个无法取代对方的境地。

三元锂电池能量密度高、支持高倍率放电能提供更好的动力性能和电能比但由于液态电解质易燃易爆安全性尚有待提高使用场景也相对集中于小型电子产品。而磷酸铁锂电池虽然在稳定性和安全性上有着较为突出的优势但在低温环境中放电能力和容量都会大幅下降同时较低的能量密度增加了不少的电池重量较高的制备成本也拉低了成品率产品一致性较差。

技术层面的冲突直接导致了电池厂商对动力电池技术发展方向存在疑惑。全球排名前十的动力电池生产企业中中国企业虽然占据了一半的名额但宁德时代、比亚迪、中航锂电、国轩高科、远景AESC这五家企业对两种电池的看法也有着很大争议和分歧。

方向的不确定再加上电池技术研发和工业转型的高昂成本主要的电池厂商也很难对高端动力电池进行扩充产能带动行业摆脱长尾效应的希望依旧渺茫。

在这种情况下等待电池行业通过自发性产业结构调整来缓解“电池荒”显然是不明智的。而且对于新能源汽车厂商而言始终困扰纯电汽车消费者的里程焦虑也在不断加重对电池的焦虑。

核心问题仍旧是里程焦虑

尽管当前20万元以上的纯电汽车已经可以实现500km的续航里程个别型号甚至能够超过600km但对消费者而言不管续航能力再如何增长也无法从根源上缓解对里程的焦虑。

与之相比燃油车并不会产生过重的里程焦虑其最主要的原因在于国内加油站体系的完善。有着站点数量众多且分布面广泛的加油系统车主可以很轻松获得能源补给。而部分电动汽车受限于充电柱的基础设施不完善以及充电技术的拖累在能源补给的体验上无愧于“电动爹”的戏称。

对新能源汽车的车主而言里程焦虑最严重的驾驶场景是最容易因为电量不足而产生恐慌的长途旅行。在刚过去的国庆长假中不少媒体就报道了新能源汽车因为充电设备短缺、充电效率低下等问题在高速服务区排队数个小时的情况甚至个别车主为了节省能源在高温天气连空调都不舍得开。

根据中国电动充电基础设施促进联盟发布的数据截至2020年11月上报的公共类充电桩数量为69.5万台加上私人充电桩整体数字约为153.9万台。然而在2019年8月就已经有超过300万量电动汽车行驶在路上这个数字也会随着时间持续增长哪怕各个地区都在加快充电设备的建设电动汽车“一桩难求”的现象依旧非常严重。

哪怕直流充电技术在不断完善和普及但受限于动力电池材料体系难以得到突破性进展的如今快速充电的时间很难在1个小时的基础上再次缩短。以目前国内充电设施建设严重不足的现状一味通过提升电池容量来增加续航里程会不可避免地延长充电时间反而会进一步加重焦虑。

以Model 3为例特斯拉在原有的三元锂电池基础上在去年10月份推出了搭载宁德时代磷酸铁锂电池的国产Model 3标准续航版。虽然有效增加了理论续航里程但却暴露了磷酸铁锂电池耐低温效果不好的缺陷。

同样是55kwh的电池容量新版本的Model 3续航468公里比老版本增加了22公里的理论续航里程。然而经个别车主测试在冬季环境下满电量的新版Model 3只能行驶240公里左右而且磷酸铁锂电池并没有三元锂电池高能量密度的优势充电速度不仅明显慢于三元锂电池版本有时候甚至会出现使用快充却无法充满电的情况。

因此有不少体验过新版Model 3的车主由于不断加重的里程焦虑和低温环境下相对糟糕的充电体验纷纷表示不满并且希望加更多的钱换成之前版本。标准续航版的差评也让特斯拉在一年后推出的Model 3高性能续航版重新采用了三元锂电池。

同样是受到现有动力电池材料的性能限制国产新能源汽车品牌蔚来则是采用了混装电池的方式来缓解焦虑。在刚过去不久的9月份蔚来将“三元与磷酸铁锂电池混合PACK”技术商业化在9月份推出了“三元铁锂”电池升级包整合两种电池的优点。

特斯拉改变电池类型受挫和蔚来尝试从混装电池的方向似乎都在说明除了获取更多数量的高端电池外新能源车企也会焦虑于动力电池技术的创新。如何解决里程焦虑以及通过技术创新掌握竞争优势将成为每个企业都避不开的话题。

而技术的创新和积累往往不是短时间内所能完成的在各种焦虑的压力下新能源车企业还需要在是否进行自主研发新技术上做出抉择。

自研新技术还是专注投资合作?

除了新成立的新能源汽车企业越来越多的传统车企也在碳中和的压力下开始转型。尤其是在奥迪、大众、丰田等老牌车企纷纷宣布在未来十几年内停止生产和销售燃油车后动力电池已经在全球范围内出现了供小于求的巨大缺口。

这或许意味着会有更多动力电池厂商出现以及更多的资金投入研发领域。未来几年中动力电池很可能会迎来一波新技术爆发的小高潮而一旦技术迭代的速度加快车企对自研技术的投入和取得的成果很难超越专业的研发机构。

如此一来是耗费巨额代价不断加码自研开发还是少量投资后直接购买最新技术成果或许将成为摆在车企面前最现实的问题。

说起自主研发电池技术就不得不提起比亚迪。虽然比亚迪以车企的形象被广大消费者所熟知但实际上比亚迪也是目前国内动力电池市场的占有率仅次于宁德时代的行业巨头有着二十多年历史的老牌电池厂商。

在2003年收购秦川汽车进军汽车领域之前比亚迪就已经是全球第二大充电电池的生产商。之后随着时代发展成功转型新能源领域并在2020年在磷酸铁锂电池的基础上研发出“刀片电池”以一己之力扭转磷酸铁锂电池和三元锂电池的市场占比并且让比亚迪“汉”成为国内首款月销破万的中大型轿车。

只是比亚迪的经历显然是不可复制的瞬息万变的市场等不及新晋车企进行数十年的电池研发积累。虽然自研的前景非常美好不仅可以摆脱“电池荒”的影响还能减少购买电池环节所需要的成本并且通过技术优势增加竞争力但研发过程中所需要付出的时间、资金等成本对所有车企而言都是极大的风险。

再者说和所有科技产品一样锂电池的本身是存在时代局限性的。随着技术发展动力电池材料体系的桎梏必然会被突破一旦出现能量密度更高、充电速度更快的新材料电池此前对电池技术的研发生产投入大概率会成为沉没成本对企业发展的影响无疑是非常严重的。

就比如今年宁德时代在股东大会上曾透露过对钠离子电池的看好而9月份宁德时代也宣布了将于明年启动钠离子电池生产线目标直指低价电池市场。

相比于有着“稀有金属”称号的锂以及生产高端锂电池所需要更稀有的钴钠离子电池的钠材料是储量丰富到几乎随处可见的金属元素成本要更加低廉的同时也能减少依赖进口生产资源被卡脖子的风险。国内许多电池厂商其实并不缺乏生产高端锂电池的能力最终都是因为难以获取原材料才不得不放弃高端锂电池的生产。

当然就目前来看钠电池还不具备引发产业变革的潜质。钠电池并不是最新技术只是受限于客观原因相关产业进程或许还停留在2014年左右的水准即便原材料相对廉价技术成熟度不足或许会导致售价偏高无法形成价格优势。

同时由于能量密度比锂电池低尽管钠电池有着高速充电和高安全性能的优势但续航能力相对较差很难满足电动汽车的使用需求。在解决这些关系到用户痛点的问题之前钠电池只能算作是有潜力的竞争者无法威胁到锂电池的地位。

除此之外人们也没有停止探索对氢能源的开发应用氢燃料电池系统早已在出租车行业上有过实现只要能够进一步解决运输、存储等问题氢能源动力的普及或许只是时间问题。

也因此对大部分受困于动力电池供应的新能源汽车企业而言如果没有持之以恒的决心和未来数十年的明确规划比起研发技术“曲线救国”可能专注于商业逻辑通过投资合作的方式来寻找出路才是最适合的方向吧。

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