車企們的電池難題

　　順風(fēng)順?biāo)�的特斯拉，最近爆出來好幾個大新聞。

　　繼上次推出一款超級“太空感”的皮卡驚艷了眾人之后，不過兩個月，12月27日又有國外媒體報道，特斯拉通過旗下的加拿大分公司申請了一項新的電池技術(shù)專利，不僅可以提升電池的使用壽命和性能，還擴展了電池應(yīng)用場景。

　　該專利內(nèi)容介紹了一種通過使用電解液添加劑改善鋰離子電池性能的方法，通過調(diào)整電解液添加劑的組成和配比，鋰離子電池的使用壽命和性能得以提升，采用這一方法的新型電池系統(tǒng)除了適用于汽車，還可用于電網(wǎng)儲能等不同場景。

　　作為電動汽車的“三大件之一”，電池向來是特斯拉格外關(guān)注的一部分。2016年7月29日，特斯拉與日本松下合作建設(shè)Gigafactory超級工廠，該工廠占地面積3000英畝，投資額接近50億美元，規(guī)劃產(chǎn)能35GWh，年產(chǎn)50萬輛電動車。

　　特斯拉想要借助這一超級電池工廠來實現(xiàn)鋰電池的規(guī)�；�生產(chǎn)，進一步削減動力電池的生產(chǎn)成本。在Gigafactory中，松下公司負責(zé)制作電池的電芯，特斯拉負責(zé)進一步組裝電池模塊和電池包，最后再由軌道電車將電池成品運送出去，由此形成閉合一體化的供應(yīng)鏈。

　　如今不過短短三年多，落戶上海的Gigafactory 3號超級工廠，已經(jīng)支撐了第一批國產(chǎn)Model3的交付。

　　除了合作建廠，特斯拉還將擁有成熟干電極制造的電池公司Maxwell以及擁有完整電池制造設(shè)備的Hibar收入麾下。

　　之后在2019年早些時候，特斯拉的電池研究伙伴Jeff Dahn和它的團隊公布了在電動汽車上進行的令人印象深刻的測試結(jié)果，新電池在電動汽車中的工作壽命可以超過100萬英里。

　　他們測試的新電池是新一代“單晶”NMC陰極的鋰離子電池和一種新的先進電解質(zhì)。從那時起，特斯拉就一直在申請這種新型電池化學(xué)物質(zhì)的美國和國際專利。近期，他們終于通過加拿大分公司獲得了這項專利。

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　　整車廠考慮自己研發(fā)和生產(chǎn)電池，這不僅是特斯拉一家的動向。車企自產(chǎn)電池已經(jīng)形成一股風(fēng)潮，比如，全球最大汽車制造商之一的大眾集團最近幾年關(guān)于電池的消息就不斷傳出。

　　2016年，大眾汽車稱將投資100億歐元用于新建大型電池工廠，意欲轉(zhuǎn)型為一家領(lǐng)先的電力汽車制造商。作為大眾因排放丑聞受損以來重振計劃的一部分，公司宣布將于2025年前實現(xiàn)每年出售100萬臺電動及油電混合機動車的目標(biāo)，并增加對電池產(chǎn)業(yè)的投資。

　　2018年6月13日，大眾汽車集團宣布計劃2019年與Northvolt公司以50:50的股比成立合資企業(yè)，并建設(shè)一座初期產(chǎn)能為16GWh的電池工廠。該工廠最早將于2020年開始建設(shè)，并于2023年底或2024年初開始生產(chǎn)電池。

　　2019年5月14日，大眾汽車集團決定與合作伙伴在位于歐洲的老家德國共同建立電池生產(chǎn)工廠，集團監(jiān)事會在當(dāng)日會議上批準(zhǔn)了10億歐元的投資。值得注意的是，在此之前，歐洲汽車制造商生產(chǎn)電動汽車所用的電池都由亞洲進口，目前全球汽車動力電池制造商前5名都是亞洲公司。

　　在最初階段，作為其電動化攻勢的一部分，大眾與實力較強的電池供應(yīng)商發(fā)展戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，以滿足電動汽車基礎(chǔ)電池需求。

　　SKI、LG化學(xué)和寧德時代是車企第一階段的主要合作供應(yīng)商。這也是當(dāng)時其它跨國汽車巨頭普遍采取的方式。但是面對電池在電動汽車價值中占據(jù)的重要比例，大眾集團更希望與合作伙伴合資建立超大型工廠，分攤電池生產(chǎn)的大量資金投入。

　　最終，大眾汽車集團打算在歐洲建立鋰電池和固態(tài)電池生產(chǎn)工廠。其中，作為其集團電池戰(zhàn)略的一部分，大眾汽車集團將與美國公司Quantum Scape合作，尤其是固態(tài)電池生產(chǎn)方面。目前大眾汽車集團位于薩爾茨吉特的卓越中心聚集了負責(zé)電池開發(fā)、采購和質(zhì)量控制的專業(yè)人員，并已開始電池試生產(chǎn)。

　　按照大眾汽車集團多階段強化電池專業(yè)實力的計劃，目前其已進入建立強大技術(shù)團隊，深入研究鋰電池開發(fā)與生產(chǎn)的第二階段。如果一切順利，大眾將緊隨目前電動車行業(yè)領(lǐng)先者特斯拉的步伐。

　　這幾年橫切進入電池業(yè)的傳統(tǒng)大汽車公司還不止大眾這一家。2017年5月，在特斯拉投資建立超級電池工廠之后，戴姆勒也宣布將在德國本土投資5億歐元，興建全新的超級電池工廠，產(chǎn)能是當(dāng)時戴姆勒電池產(chǎn)能的4倍。該工廠完工后將被用于生產(chǎn)梅賽德斯-奔馳和smart品牌旗下混動、插電混動以及全電動車型所搭載的電池組。

　　2017年7月5日，在中德雙方領(lǐng)導(dǎo)人見證下，戴姆勒和北汽簽署協(xié)議，將共同投資6.55億歐元(約合50億元人民幣)在北京奔馳建立純電動車生產(chǎn)基地及動力電池Pack工廠，生產(chǎn)梅賽德斯-奔馳品牌的純電動車產(chǎn)品，這是戴姆勒在海外建立的首個動力電池工廠。

　　寶馬緊隨其后，2017年10月24日，占地6480平方米、總投資約3.24億元、可年產(chǎn)3.3萬套高壓電池組的華晨寶馬動力電池中心揭幕儀式在沈陽舉行。這個寶馬在華首家高壓電池工廠項目位于華晨寶馬沈陽發(fā)動機工廠內(nèi)，電芯由寧德時代提供，投產(chǎn)后將為全新寶馬5系插電式混合動力車型提供動力電池系統(tǒng)。

　　到了2019年底，就連一直在重組裁員的通用汽車也坐不住了。12月5日，通用汽車和LG化學(xué)各自宣布，雙方計劃以各占一半投資和股份的方式共同出資23億美元建造電池單體制造工廠，預(yù)計將于2020年年中破土動工，為通用汽車未來的多款電動車型供應(yīng)電池。未來雙方還會基于各自在電池科學(xué)領(lǐng)域的深厚積淀，共同推動先進電池技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，進一步降低電池成本。

　　國外汽車制造商折騰電池的這些年，國內(nèi)汽車制造商們也沒閑著。2016年8月25日，上汽通用宣布投資17.2億元人民幣在上海金橋建設(shè)一座鋰電池組裝廠，以實現(xiàn)旗下新能源車電池系統(tǒng)的國產(chǎn)化，同時該廠建成后還將為通用汽車在全球生產(chǎn)的新能源車配套鋰電池組，預(yù)計2017年底投產(chǎn)。

　　另外，上汽還與寧德時代聯(lián)手建立了一個總用地面積約2007畝的電池及電池系統(tǒng)生產(chǎn)基地，項目一期規(guī)劃總投資100億元，將形成18GWh的動力電池生產(chǎn)能力，2018年底投產(chǎn)，預(yù)測到2020年將實現(xiàn)36GWh的生產(chǎn)能力，比肩特斯拉超級電池工廠的35GWh年產(chǎn)能。

　　實際上，國外不僅是大眾汽車和通用汽車，還有豐田汽車，國內(nèi)不僅有上汽，還有北汽、吉利汽車、比亞迪、長城汽車、廣汽傳祺等企業(yè)，都將電池視為未來的核心競爭力，并有意覆蓋從電池研發(fā)、生產(chǎn)到處理以及循環(huán)利用的整個工藝鏈。當(dāng)前汽車制造商的電池工廠大多已初具雛形，或正處于加速擴建中。

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　　電池技術(shù)的改善對電動汽車的成功至關(guān)重要，電池壽命被認為是未來幾年內(nèi)影響電動車銷售的重要因素。

　　2019年4月，奧迪宣布推遲其首款旗艦電動車E-tron交付，原因就是無法從供應(yīng)商LG化學(xué)獲得足夠的動力電池，這導(dǎo)致其今年只能生產(chǎn)4.5萬輛電動車，比預(yù)期少1萬輛。巧婦難為無米炊，奧迪最終只能讓用戶等待時間從2個月延伸到6到7個月，第二款E-tron車型的發(fā)布推遲到了明年。

　　奔馳也遭遇了同樣的困境，旗下首款純電動SUV車型，因動力電池供應(yīng)不足，只能推遲交付計劃。

　　那么，動力電池供應(yīng)不足到什么程度呢?數(shù)據(jù)顯示，僅韓國三大電池供應(yīng)商LG化學(xué)、三星SDI、SKI僅在2018年一年新接的訂單就有6452億元，截至2018年底，它們未交付的電池訂單超過了1萬億元。目前2019年雖然尚無詳細數(shù)據(jù)，但是根據(jù)動力電池行業(yè)這一年來的狀況，這幾家企業(yè)未完成的訂單數(shù)量只會有增無減。

　　動力電池產(chǎn)能不足的一個重要原因是動力電池原材料受限。在上游原材料層面，鈷是當(dāng)前全球范圍內(nèi)采用最廣泛的鋰電池核心原材料之一，它能夠顯著提升電池的能量密度，如今全球鈷的產(chǎn)量有50%以上都是用于制造鋰鈷電池。

　　2016年到2018年間，由于電動汽車的逐步邁向市場，鈷也隨之瘋漲。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，金屬鈷的價格在2016年還是12萬元左右每噸，到了2018年鈷的價格一度飆升至60萬元每噸。在達到最高點后，伴隨著國內(nèi)鈷量產(chǎn)的提升，市場的供不應(yīng)求轉(zhuǎn)向供大于求，動力電池原材料受限的問題方才解決。

　　產(chǎn)能不足的另一個原因是電動汽車對動力電池性能的高要求。今年以來，縱觀整個電動汽車行業(yè)，都在朝著600公里的續(xù)航里程發(fā)展，而頻發(fā)的電動汽車自燃事件也警醒著各大電動汽車企業(yè)，提升電池安全性刻不容緩，安全性也是電動汽車邁向主流市場的根基。

　　政策方面，中國對動力電池企業(yè)的產(chǎn)能、電池系統(tǒng)售價也提出了更高要求。2016年11月，工信部發(fā)布行業(yè)規(guī)范文件，將動力電池企業(yè)單體電芯的產(chǎn)能要求直接提升到了8GWh，這個要求成為電動汽車進入新能源汽車補貼名錄的條件。

　　在另一份促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的文件中，國家提出到2020年動力電池系統(tǒng)售價達到1元/Wh，也就是每度電(KWh)1000元的要求，這意味著未來搭載50KWh電池、續(xù)航必然超過300公里的電動汽車電池成本將要下降到5萬元。以國內(nèi)動力電池巨頭寧德時代為例，其2018年動力電池系統(tǒng)的售價是1.4元/Wh。

　　而從2019年動力電池行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r可以看出，動力電池市場集中度在進一步加強，幾家頭部企業(yè)占據(jù)了80%以上的市場份額。

　　基于以上種種，目前市場上能夠提供高端動力電池的供應(yīng)商其實只有LG化學(xué)、松下、三星SDI以及國內(nèi)的寧德時代和比亞迪。

　　在高端動力電池供不應(yīng)求之下，各大車企的爭奪更為慘烈。兵書有言，“兵馬未動，糧草先行”，電池就是電動汽車企業(yè)在市場競爭中的“糧草”，誰擁有了電池這一“基本物資”，誰就掌握了市場競爭的主動權(quán)。于是以特斯拉為代表的主機廠紛紛邁出了自己生產(chǎn)動力電池的步伐，想把“命脈”握在自己手里。

　　對于成立合資公司自建電池工廠，馬斯克在收購電池公司后直言：“這是具有戰(zhàn)略意義的收購，將對電池的生產(chǎn)成本和規(guī)模產(chǎn)生重大影響，同時可降低擴大電池生產(chǎn)所需的成本和資本。”

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　　然而自建電池工廠并非一件簡單的事。電動汽車企業(yè)在資金投入之外，需要解決電池技術(shù)如何獲取的問題。目前來看，主要有兩種方式，一種是通過收購擁有電池技術(shù)的企業(yè)或者購買技術(shù)專利，另一種則是與松下、LG化學(xué)或?qū)幍聲r代等已經(jīng)能夠生產(chǎn)高性能動力電池的企業(yè)合作，成立合資公司生產(chǎn)電池。

　　特斯拉選擇了兩者兼顧，既與松下聯(lián)手提升其位于內(nèi)華達州的1號超級工廠的產(chǎn)能，又收購了麥克斯韋自研電池，更多的車企則選擇了后者。如上汽、東風(fēng)、廣汽、吉利旗下兩家公司都與寧德時代成立了合資公司;豐田與松下成立了合資子公司;大眾和歐洲動力電池初創(chuàng)公司Northvolt合作自建動力電池工廠等。

　　與此同時，LG化學(xué)、松下、三星SDI、寧德時代等也都在大力新建動力電池工廠和提升原有動力電池工廠的產(chǎn)能。如LG化學(xué)在南京江寧濱江開發(fā)區(qū)投資20億美元建設(shè)動力電池工廠，為現(xiàn)代、沃爾沃、通用等車企供應(yīng)電池;三星SDI則在美國密歇根州投資6270萬美元建設(shè)一座電池制造廠。

　　隨著來自動力電池企業(yè)和電動汽車整車廠的動力電池工廠的建成，鋰電池的供應(yīng)或?qū)⒂瓉砉┐笥谇蟮木置�，因此長遠來看，并非每家電動汽車企業(yè)都需要建設(shè)電池工廠，但在當(dāng)前這個造車企業(yè)都進入量產(chǎn)、搶占市場的節(jié)點，眼下動力電池供應(yīng)短缺的局面如何應(yīng)對，成為造車企業(yè)的一道難關(guān)。

　　那么，對于個體車企來說，是否自己造電池，這個問題該如何考慮呢?大眾汽車就曾因為在這個問題上搖擺不定而給自己帶來了諸多麻煩。2016年，大眾汽車確立了到2025年年產(chǎn)300萬輛電動汽車的目標(biāo)。要實現(xiàn)這個大目標(biāo)，大眾汽車最初的計劃是自產(chǎn)電池。

　　但直到2018年5月，大眾汽車宣布簽訂了價值480億美元的電池訂單，外界才獲知大眾汽車可能改變了自產(chǎn)電池的計劃。雖然大眾汽車沒有透露具體供應(yīng)商，但外界猜測，松下、三星SDI、LG化學(xué)和寧德時代都有可能是這筆大訂單的獲得者。

　　在簽署480億美元訂單3個月后，大眾汽車對外明確表示不愿在電池上受制于人，“長期來看，我們一定不能讓自己依賴于少數(shù)幾家亞洲的動力電池供應(yīng)商”。

　　半年之后的2019年2月，德國媒體報道大眾汽車正在和SKI談判，有意與其在歐洲共建電池廠。但同時大眾汽車已經(jīng)和LG成立了一個特別工作組，以確保電池穩(wěn)定供應(yīng)。LG被大眾汽車“不忠”的行為激怒了，不但“威脅”大眾汽車將在“某種情況下”停止對其供應(yīng)動力電池，還將大眾汽車和SKI告上了法庭。

　　三星也給大眾汽車帶來過麻煩。2019年5月，彭博社報道，三星原本同意向大眾汽車供應(yīng)20GWh的電池，但在后期談判中因雙方出現(xiàn)分歧，三星將供貨量砍到不足5GWh。如此，顯然自產(chǎn)成為大眾汽車迫在眉睫的任務(wù)。

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　　對于汽車廠商來說，自己生產(chǎn)電池的好處很多，再也不用擔(dān)心供應(yīng)問題，而且可以根據(jù)需要任意更改電池的形態(tài)，另外不用跟電池供應(yīng)商扯皮，電車能在第一時間快速推向市場，更重要的是，自己生產(chǎn)電池還可以把利潤完全把握在自己手里，今后也能給消費者提供更好的電池維修和更換服務(wù)。

　　不過自己生產(chǎn)電池要承擔(dān)巨額的研發(fā)成本，尤其是如果不能規(guī)模量產(chǎn)，那么單價會很高反而不劃算。另外汽車生產(chǎn)商在電池研發(fā)領(lǐng)域還是比較外行，要承擔(dān)更大的風(fēng)險，不像松下、三星、LG等成熟電池廠商不僅給汽車供應(yīng)電池，產(chǎn)品還用在其它家用設(shè)備上，因此抗風(fēng)險能力強。

　　目前市面上絕大多數(shù)電動汽車的電池還都是來自寧德時代、松下、LG和三星等供應(yīng)商，這些公司研發(fā)電池多年，擁有一定的技術(shù)經(jīng)驗，比汽車廠商從0開發(fā)要好很多。而且通過大規(guī)模量產(chǎn)，這些公司的電池也已經(jīng)降低了生產(chǎn)成本，對于汽車企業(yè)來說也是一件好事兒。

　　但是汽車廠商出設(shè)計，電池供應(yīng)商負責(zé)生產(chǎn)會留下安全隱患，2019年發(fā)生的好幾起自燃事件就與此有關(guān)。而且電池供應(yīng)商自己研發(fā)的電池往往是固定形態(tài)的模塊化的，需要汽車廠商改變設(shè)計去適應(yīng)電池，這也是廠商不愿意看到的。

　　技術(shù)問題還是其次，關(guān)鍵是成本控制。其實目前三元鋰電池的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，各大汽車廠商都在用，像大眾、豐田這樣的汽車廠商開發(fā)電池的話，依托雄厚的資本實力，聘用專業(yè)的技術(shù)人才，用不了兩三年就可以實現(xiàn)商業(yè)化，真正難的是控制成本。

　　小的汽車公司汽車產(chǎn)量不高的話，自己開發(fā)電池是非常不劃算的，因而與動力電池供應(yīng)商巨頭合作就更劃算。

　　如何在采購和自建電池廠上取舍，仍以大眾集團為例，其計劃在未來十年生產(chǎn)近70款新電動車型，總銷量將達到2200萬輛，巨大的裝載量讓其不得不主動研發(fā)生產(chǎn)電池。

　　自產(chǎn)電池大眾汽車決定從扶植電池企業(yè)入手。2019年11月，大眾汽車表示已經(jīng)在德國薩爾茨吉特的卓越中心開設(shè)了一條動力電池試驗生產(chǎn)線，大約有300名專家參與了開發(fā)，這被看作是其進軍電動車市場的又一里程碑。未來大眾將在這里與瑞典初創(chuàng)公司NorthVolt建立一個完整的電池制造工廠。

　　大眾汽車此次對Northvolt的投資額達到9億歐元，部分資金用于設(shè)立合資企業(yè)，剩余部分用以收購Northvolt約20%的股份。大眾選擇Northvolt是看中其深厚的政府背景，其是歐洲少見的動力電池企業(yè)“國家隊”;此外Northvolt和大眾汽車都極為看重高能量密度電池的研發(fā)，而且Northvolt以方形電池為主的封裝方式與大眾汽車的技術(shù)路線很契合。

　　此外，高能量密度可能是大眾汽車和Northvolt合作的重要原因。大眾汽車預(yù)測，到2020年鋰電池單體比能量將達到300Wh/kg，到2025年這一數(shù)值將達到350Wh/kg，遠高于其2019年在中國上市的三款純電動車水平。這三款車，朗逸純電版、高爾夫純電版和寶來純電版的電池包能量密度是121Wh/kg。

　　Northvolt對能量密度的追求比大眾的要求還激進，雖然其起步階段和競爭對手產(chǎn)品的能量密度相當(dāng)或略高一點，但到2030年其電池能量密度要比目前的水平翻一番，高于大眾汽車預(yù)測的350Wh/kg。而且，這個數(shù)字是大眾汽車對固態(tài)電池能量密度的預(yù)期。

　　那么，這是不是就意味著大眾在電池問題上可以高枕無憂了呢?非也。大眾汽車和Northvolt組合或許能避開采購電池的坑，卻可能難以繞開自產(chǎn)電池存在的問題。Northvolt技術(shù)團隊中有不少來自松下、LG化學(xué)等傳統(tǒng)電池廠的日、韓籍員工，許多生產(chǎn)設(shè)備也購自亞洲供應(yīng)商，這種情況下Northvolt的技術(shù)真能勝出他們的亞洲對手嗎?

　　這不只是大眾汽車面臨的問題。國內(nèi)外多家主流電動汽車制造商都曾宣稱或正在進入電池行業(yè)，但在推進過程中都或多或少遇到了困難，甚至不得不重返采購的老路。

　　在中國市場，目前唯一能夠自己生產(chǎn)純電動汽車電池的只有比亞迪，因為自產(chǎn)電池比亞迪可以將純電動車的成本控制得比較低，所以其它廠商車型的價格往往沒有比亞迪有競爭力。而且，《新建純電動乘用車企業(yè)管理規(guī)定》要求車企掌握動力蓄電池系統(tǒng)集成技術(shù)，這也是各大車企密集進軍電池產(chǎn)業(yè)的原因。

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　　車企是否應(yīng)該進軍電池業(yè)是一個只在當(dāng)前環(huán)境下有效的問題。目前，市場上符合國家政策和企業(yè)需求的動力電池供給有限，而隨著造車新勢力和傳統(tǒng)車企不斷進軍電動車領(lǐng)域，在當(dāng)下競爭窗口急于規(guī)�；�、搶占市場，為了確保自己搶占先機，很多有實力的企業(yè)就選擇合作建廠或者自建工廠。

　　然而，自建工廠并沒有那么容易，要斟酌考慮技術(shù)、成本和效率問題，一旦考慮不周，可能就要退回采購電池的老路。

　　從長遠發(fā)展看，隨著動力電池技術(shù)的不斷成熟，以及汽車廠商建立的電池工廠投入生產(chǎn)和原有動力電池企業(yè)的產(chǎn)能不斷擴建，市場上的電池供給會逐漸平衡乃至供大于求，這時候就沒有必要所有的汽車廠商都要去興建自己的電池廠了。但是對于一些汽車制造商來說，首先它們需要能夠等到這一天的到來。