電動汽車“下半場”就位 電池技術(shù)路線仍需細(xì)化

“電動汽車的‘下半場’剛剛開始!”在不久前召開的第四屆世界新能源汽車大會(WNEVC 2022)上，中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長董揚強調(diào)，盡管汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型“上半場”是電動化、“下半場”是智能化已成為行業(yè)共識，但必須意識到，電動化轉(zhuǎn)型本身也分“上下半場”。

在董揚看來，如今我國電動汽車市場已初具規(guī)模，初期技術(shù)有所進步，產(chǎn)業(yè)生態(tài)雛形漸顯，但一切只是剛剛開始。他稱：“內(nèi)燃機發(fā)展至今已歷經(jīng)130多年，而現(xiàn)代意義上的電動汽車目前僅發(fā)展了三四十年，(離最終產(chǎn)業(yè)發(fā)展至臻完善)至少還需要150年。電動汽車產(chǎn)業(yè)的“創(chuàng)業(yè)”之難，既已往矣，而面對“守成”之難，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)如何才能做到有備無患?

產(chǎn)業(yè)生態(tài)亟待完善

經(jīng)歷了從無到有的起步階段，電動汽車如何翻越從有到好、由大及強的高山?在董揚看來，下半場的發(fā)展中，產(chǎn)業(yè)生態(tài)的完善，尤其是電池回收等領(lǐng)域的體系建設(shè)至關(guān)重要。“現(xiàn)在哪里生產(chǎn)、誰來檢測、用完給誰、怎么回收等問題都還沒徹底解決，整個電池產(chǎn)業(yè)的閉環(huán)體系遠(yuǎn)未建成，電池回收行業(yè)十分混亂。”他直言。

伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理、中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝告訴《中國汽車報》記者，由于電池生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)尚未明確，導(dǎo)致回收環(huán)節(jié)難以對電池進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。只有從生產(chǎn)端開始強化回收意識，保證動力電池全產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)化，才能為后續(xù)電池回收提供便利。此外，在他看來，當(dāng)前廢舊電池總量還不足以支撐建立大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化的電池回收體系。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國廢舊動力電池理論回收量為29.4萬噸，其中大部分在回收過程中流入小作坊，正規(guī)的電池回收企業(yè)大多無法真正盈利。吳輝表示，若想讓電池回收產(chǎn)業(yè)變得有利可圖，一家龍頭企業(yè)至少需要處理10萬噸/年的廢舊電池，這就需要廢舊電池總量達到60萬噸/年以上。

針對電池回收問題，工信部最近召開了新能源汽車動力電池綜合利用工作座談會，提出要研究制定《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法》和行業(yè)急需標(biāo)準(zhǔn)，健全動力電池回收利用體系。對此，寧德時代方面在接受記者采訪時稱，希望政府能從政策上明確回收主體，并在售后、維保、整車保費環(huán)節(jié)建立強有力的管控和懲罰機制。

事實上，動力電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)早已圍繞回收利用環(huán)節(jié)加強布局。據(jù)悉，寧德時代的鎳、鈷和錳的回收率已達99.3%，鋰的回收率也超90%。今年一季度，寧德時代共計回收2.13萬噸廢舊電池，并利用這些廢舊電池生產(chǎn)了1.8萬噸電池前驅(qū)體。國軒高科也布局了鋰電池回收產(chǎn)線，并在合肥肥東建設(shè)包括上游原材料及電池回收在內(nèi)的生產(chǎn)基地。此外，比亞迪、寶馬、廣汽埃安等整車企業(yè)也相繼參與到電池回收產(chǎn)業(yè)中。

“未來電池銀行正式推向市場后，電池回收的局面會逐漸向好。”汽車行業(yè)資深專家邵元駿稱，將電池作為獨立資產(chǎn)管理的電池銀行模式，除了能在消費端降低購車門檻，使用端減少由于車輛和電池性能衰退周期不匹配造成的損失，還能更好地推進退役電池回收利用，真正從電池全生命周期完善動力電池體系建設(shè)。目前，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、特來電、蔚來汽車、上汽、寧德時代等產(chǎn)業(yè)鏈上下游多方均已開始布局電池銀行業(yè)務(wù)，摸索如何在企業(yè)、用戶和電池資產(chǎn)公司之間形成商業(yè)閉環(huán)。如何以電池銀行模式盤活整個動力電池生態(tài)圈，將是電動汽車“下半場”全產(chǎn)業(yè)鏈要解決的一大關(guān)鍵課題。

邵元駿還向記者表示，電動汽車產(chǎn)業(yè)進入“下半場”，維保服務(wù)、整車保值、保險等廣闊的汽車后市場的發(fā)展也需要緊跟步伐，快速順應(yīng)電動化轉(zhuǎn)型大勢。有市場研究報告指出，與傳統(tǒng)燃油車需對發(fā)動機、變速器、底盤三大零部件進行定期維修保養(yǎng)不同，新能源汽車一年僅需保養(yǎng)2次左右，這勢必對未來汽車維保市場提出巨大挑戰(zhàn)。面對車輛維保頻次減少的特點，后市場必須重新發(fā)掘用戶新需求，加大對汽車美容、改色、智能化相關(guān)功能服務(wù)以及新能源汽車金融服務(wù)等方面的重視程度。

電池技術(shù)路線仍需細(xì)化

電動汽車“下半場”的發(fā)展，既要“大”到產(chǎn)業(yè)生態(tài)的日趨完善，又要“小”到技術(shù)路線的不斷細(xì)化。工信部副部長辛國斌指出，近年來，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新步伐加快，新型成組技術(shù)、高鎳無鈷電池、半固態(tài)電池等突破應(yīng)用，新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。新興電池技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，彰顯了電動汽車“下半場”電池技術(shù)路線進一步細(xì)化的趨勢。

寧德時代方面回復(fù)記者稱，隨著電池研發(fā)投入加大，動力電池技術(shù)將沿著“長壽命、真安全、超快充、高比能”的市場需求實現(xiàn)更快速的迭代。以寧德時代近期推出的麒麟電池為例，該款產(chǎn)品完成了從CTP1.0到2.0再到3.0的持續(xù)迭代，體積利用率突破72%。據(jù)介紹，麒麟電池可將三元電池系統(tǒng)能量密度提升至255Wh/kg，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg，整車可實現(xiàn)1000公里續(xù)駛。在整合了最高集成度、4倍大面積水冷等性能優(yōu)勢的同時，麒麟電池還具備強大的兼容性，不僅適用于方殼，還適用于軟包。

另據(jù)中創(chuàng)新航高級副總裁謝秋介紹，該公司研發(fā)的One-stop高錳鐵鋰電池已完成中試，目前正在搭載配套車型進行可靠性實驗，計劃2024年左右面市。據(jù)悉，第二代One-stop開發(fā)的過程中，采用了TPP 2.0技術(shù)，行業(yè)首創(chuàng)熱電分離技術(shù)，以確保動力電池高安全性。該電池能量密度將達180Wh/kg，續(xù)駛里程700公里，循環(huán)使用壽命可達到2500次。

比克電池方面在接受記者采訪時提出，未來5～10年，工藝簡單、高標(biāo)準(zhǔn)化、成本較低的大圓柱電池，將成為中高端電動汽車的最優(yōu)解和提高電動汽車滲透率的突破口。為此，比克電池全面布局了全極耳大圓柱電池，現(xiàn)已有46系和26系兩個系列產(chǎn)品。其中，46系電芯2021年開始陸續(xù)有樣品批量交付，26系采用的26105鋁殼電芯計劃于2024年量產(chǎn)，屆時能量密度將高達285Wh/kg。

日前，孚能科技最新發(fā)布了從電芯到系統(tǒng)、制造到回收的動力電池解決方案SPS，集大軟包電芯、大軟包電池系統(tǒng)、大軟包電池制造和直接回收四大創(chuàng)新技術(shù)于一體。據(jù)了解，SPS使電池系統(tǒng)部件減少50%，材料成本降低33%，提升體積利用率到75%。此外，孚能科技還計劃在2023年推出鈉離子電池、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等第一代產(chǎn)品。

“無論是刀片電池，還是麒麟電池，主要是實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，而更重要、更本質(zhì)的應(yīng)該是材料體系的變化。”吳輝認(rèn)為，當(dāng)前電池企業(yè)多圍繞結(jié)構(gòu)創(chuàng)新“大秀肌肉”，而為了本質(zhì)上提升能量密度，在電動汽車的“下半場”，電池材料的變化恐怕才是焦點。為控制產(chǎn)品成本，保證高能量密度，動力電池行業(yè)將持續(xù)減少對鋰、鈷等貴金屬的依賴，通過高鎳或半固態(tài)、固態(tài)的方式提升能量密度，這就對動力電池的技術(shù)迭代提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。針對鈉離子電池，吳輝表示，結(jié)合鈉離子電池的基本屬性，其未來將更多應(yīng)用于電動兩輪車、低速電動汽車和儲能等領(lǐng)域。不過，當(dāng)前鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈布局尚不完善，生產(chǎn)設(shè)備、制備工藝尚不成熟，估計完全裝機出貨至少在2023年初，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將在2025年之后。

中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰同樣指出，化學(xué)體系的迭代是動力電池行業(yè)發(fā)展的核心。在他看來，未來動力電池需在安全性、可靠性得到保障的基礎(chǔ)上，能量密度可提升50%、成本下降30%。對此，在當(dāng)前磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的基礎(chǔ)上，黃學(xué)杰明確了第三代動力電池發(fā)展方向：高電壓鎳錳酸鋰電池和1000Wh/L高能量密度電池，分別較磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池能量密度可提升50%。“到2030年，市場上大多數(shù)汽車會是電動汽車，大多數(shù)電動汽車仍將采用鋰離子電池，大多數(shù)鋰離子電池多為第三代鋰離子電池，大多數(shù)充電的電力將來自于清潔能源。”他說道。

而在固態(tài)電池的過渡產(chǎn)品半固態(tài)電池上，行業(yè)也有一些最新進展。9月14日，國軒高科在互動平臺上表示，360Wh/kg的三元半固態(tài)電池，通過最為嚴(yán)格的針刺測試，電池包能量密度260Wh/kg，續(xù)駛里程1000公里，預(yù)計今年量產(chǎn)，今年年底實現(xiàn)裝車，明年批量交付。9月9日，孚能科技董事長王瑀在公司戰(zhàn)略及新品發(fā)布會上透露，孚能科技將在本月量產(chǎn)半固態(tài)電池。

充電網(wǎng)絡(luò)要多維布局

隨著電動汽車增長逐步進入快車道，補能焦慮或?qū)⑻娲锍探箲]成為主要矛盾。董揚強調(diào)，電動汽車“下半場”，充電基礎(chǔ)設(shè)施要更加好用、充電網(wǎng)絡(luò)要愈發(fā)完善。“在充換電上，必須該換就換、該充就沖，該快就快、該慢就慢，堅持多維布局。”他說。

近年來，伴隨著電動汽車的快速發(fā)展，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日漸完善，大功率快充、慢充樁、換電站等多線并舉。今年6月，國家能源局局長章建華表示，我國已建成全球最大規(guī)模的充電基礎(chǔ)設(shè)施，預(yù)計2025年將滿足超2000萬輛電動汽車的充電需求。截至今年8月，全國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為431.5萬臺，同比增長105.0%。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，今年前8個月，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為169.8萬臺，其中公共充電樁增量同比上漲232.9%，隨車配建私人充電樁同比增加540.5%。在高速公路充電網(wǎng)絡(luò)布局上，目前全國6618個高速公路服務(wù)區(qū)中，已有3102個服務(wù)區(qū)建成13374根充電樁，基本滿足當(dāng)前電動汽車充電需求。

盡管網(wǎng)絡(luò)布局日趨完善，但仍處于發(fā)展階段的充換電服務(wù)市場還存在諸多痛點、難點、堵點。南方電網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司董事長鄒大中指出，對于用戶來說，充電設(shè)備在可用性、充電速度、安全性上還需提升;運營商則飽受盈利問題困擾，充電設(shè)施利用率低、運營模式單一;充換電隨機性強，無序、單向、不可調(diào)對電網(wǎng)提出了挑戰(zhàn)。為此，南方電網(wǎng)從“端-邊-網(wǎng)-云”多個維度展開諸多探索，推出了第四代充電樁、導(dǎo)軌式智慧共享充電樁、移動儲能車、第三代TCU等產(chǎn)品和技術(shù)。

針對尚處于初期探索階段的換電模式，中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟秘書長李立國稱，當(dāng)前已有20余家換電設(shè)備企業(yè)，換電技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，但標(biāo)準(zhǔn)化問題嚴(yán)重制約了發(fā)展步伐。在他看來，當(dāng)前換電設(shè)備和車載系統(tǒng)是一對一綁定，只有換電產(chǎn)品實現(xiàn)跨品牌兼容互換，才能推動行業(yè)更加開放。

此外，在高速公路充換電上，交通運輸部公路局方面表示，與迅猛發(fā)展的新能源汽車相比，目前高速公路充電基礎(chǔ)設(shè)施總量不夠、覆蓋面不足等問題還較為突出，普通國省干線和農(nóng)村公路充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作尚未全面起步。為此，交通運輸部等四部門聯(lián)合印發(fā)《加快推進公路沿線充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案》，提出力爭到2022年底前，全國除高寒高海拔以外區(qū)域的高速公路服務(wù)區(qū)能夠提供基本充電服務(wù);2023年底前，具備條件的普通國省干線公路服務(wù)區(qū)(站)能夠提供基本充電服務(wù);到2025年底前，高速公路和普通國省干線公路服務(wù)區(qū)(站)充電基礎(chǔ)設(shè)施進一步加密優(yōu)化。

“今年6月，我國電動汽車規(guī)模已破千萬輛，僅僅依靠原有充電網(wǎng)絡(luò)和模式已不足以支撐。”特來電新能源股份有限公司董事長于德翔就此提出了虛擬電廠的概念，即充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲能。電動汽車充電需求不斷增長，給電網(wǎng)帶來的沖擊不容小覷，推進有序充電勢在必行。中國科學(xué)院院士歐陽明高指出，未來充電設(shè)施將進入V2G(車到電網(wǎng))階段，從一家一戶和園區(qū)做起，實現(xiàn)車與車、車與家、車與園區(qū)、車與微電網(wǎng)的互動，利用大量的電動汽車形成一個“虛擬電廠”。據(jù)他預(yù)計，電動汽車保有量較大的城市將在未來5年內(nèi)大規(guī)模開展V2G布局。

補貼“退位”，市場站上中心位

“當(dāng)前我國新能源汽車滲透率已突破20%，從市場規(guī)模上看，可以說已經(jīng)進入了‘下半場’，主要目標(biāo)就是如何實現(xiàn)從20%到50%的跨越。”邵元駿表示，一般而言，滲透率超10%是市場爆發(fā)的跡象，2021年實則是新能源汽車市場爆發(fā)的節(jié)點。受益于補貼政策，我國新能源汽車市場初具規(guī)模，產(chǎn)業(yè)進入良性發(fā)展期，消費者的購買觀念也逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變。“上半場”打下了基礎(chǔ)，“下半場”則將進入實打?qū)嵉氖袌鰶Q定成敗階段，政策導(dǎo)向?qū)⒉辉偈侵饕獎恿Α?/p>

行業(yè)人士認(rèn)為，政府在電動汽車的“下半場”應(yīng)學(xué)會“放手”，把產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)交予市場。“如果到了‘下半場’，還想要謀求補貼，就太不現(xiàn)實了。‘下半場’的一個特征就是電動汽車補貼退坡直至消失。”他告訴記者。

不過，政府“放手”不意味著放任。董揚強調(diào)，在電動汽車“下半場”的市場發(fā)展中，政府要有擔(dān)當(dāng)。“要把鎳、鈷、鋰當(dāng)作石油來對待，進行全國性、長期性產(chǎn)業(yè)布局，對政策進行深入研究。”他指出。無論何時，電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開政府的導(dǎo)向性作用，在標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、政策制定、平臺搭建、跨界協(xié)同等方面，還需政府強有力的支持和引導(dǎo)。

邵元駿認(rèn)為，盡管補貼仍然是吸引消費者購買新能源汽車的抓手之一，但未來還需依靠產(chǎn)品征服消費者。為此，企業(yè)必須在產(chǎn)品技術(shù)上下足功夫。比克電池方面在接受記者采訪時表示，近年來，動力電池行業(yè)各環(huán)節(jié)投資擴張較快，呈現(xiàn)出“總體產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品價格下降”的趨勢，但優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能仍處于匱乏狀態(tài)。這就導(dǎo)致未來動力電池企業(yè)間的競爭將更加依賴核心技術(shù)和資本實力。對于企業(yè)而言，技術(shù)驅(qū)動才是立足之本。吳輝則表示，無論是整車企業(yè)、電池供應(yīng)商還是充換電企業(yè)，必須要根據(jù)自身的資源稟賦，選擇自己所擅長的路徑。“企業(yè)依據(jù)自身優(yōu)勢選擇發(fā)展方向，整個行業(yè)就是多元發(fā)展的，這對產(chǎn)業(yè)來說才是健康的。”他說道。據(jù)悉，寧德時代目前正在從材料體系創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新兩大方面入手提升電池性能，今年上半年創(chuàng)新研發(fā)投入達到57.7億元。

此外，電動汽車的快速發(fā)展要圍繞零碳目標(biāo)展開，依靠智能制造實現(xiàn)低碳智造就顯得不可或缺。在綠色制造上，寧德時代打造了全球首個電池零碳工廠和燈塔工廠，推動制造智能化、零碳化。上汽大眾新能源汽車工廠則實現(xiàn)了工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，通過中央監(jiān)控系統(tǒng)、智能設(shè)備管理系統(tǒng)、智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及智能能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)對工廠整體制造的把控。