如何看待無鈷電池的競(jìng)爭(zhēng)？

引言：2019 年全球電動(dòng)車銷量約為 220 萬輛，同比增長(zhǎng) 10%，市場(chǎng)份額從 2.1%提高到 2.5%，滲透率不斷提高。從全球的各個(gè)市場(chǎng)來看，歐洲 2019 年電動(dòng)車銷量 56.3 萬輛，同比增長(zhǎng) 47%，增速創(chuàng)歷史新高；由于歐洲各國的政策驅(qū)動(dòng)，和歐盟碳排放新規(guī)的驅(qū)動(dòng)，歐洲的新能源汽車的市場(chǎng)是逐步往前發(fā)展的。對(duì)于中國來說，全球新能源汽車的政策方針是靠國內(nèi)海量的資源支撐起來，也繼續(xù)明確了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃 2021-2035》年的訴求。在汽車市場(chǎng)的變革下，全球政府都在推動(dòng)新能源汽車的推廣和使用，到 2035 年全球新能源汽車的市場(chǎng)滲透率將達(dá)到 50%左右。?

圖 1 全球新能源汽車市場(chǎng)占比的預(yù)測(cè)

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01?電池的發(fā)展方向

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這里首先談一下無鈷的訴求是哪里的，當(dāng) Elon Musk 談到下一代從 NCA 進(jìn)化成無鈷的時(shí)候大家都是一頭霧水。當(dāng)大眾和寶馬在電池材料端親自去探討，這個(gè)事情是涉及新能源汽車在歐洲和美國的形象問題，也是發(fā)展到一定階段需要客戶的事情。鈷是一種比鋰還要少的金屬資源，電池是最大的下游領(lǐng)域，在全球及中國鈷消費(fèi)量占比分別為 44%和 77%。當(dāng)歐洲國家開始指定燃油車禁售時(shí)間點(diǎn)的時(shí)候，同時(shí)也在不斷強(qiáng)調(diào)有關(guān)電池資源方面的考慮，如果一項(xiàng)材料你把控不住，那這種材料的價(jià)格就會(huì)失控。全球鈷金屬儲(chǔ)量分布非常不均衡，資源主要集中在剛果（金）、 澳大利亞、古巴三個(gè)國家，這三個(gè)地方就占了一大半。歐洲、中國和美國這三個(gè)目前的電動(dòng)汽車最主要的市場(chǎng)，都沒有多少鈷礦。

圖 2 鈷資源的集中性和其他區(qū)域開采的難度?

因此無鈷作為一種終極的目標(biāo)，也正是表達(dá)了汽車企業(yè)需求端對(duì)于擺脫資源約束的迫切性。作為動(dòng)力電池正極材料中的重要元素之一，鈷不但可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，而且可以提高材料的循環(huán)和倍率性能。全球電池供應(yīng)商和車企都在想各種辦法減少鈷在三元電池中的含量。如下圖所示，我們之前比較清楚的是有路線 NCA 少鈷、NCM 三元和 NCMA 四元，配合著負(fù)極改進(jìn)，不斷提高容量和能量密度，然后從電化學(xué)體系上達(dá)到更高的能量密度、成本，期待到下一代的固態(tài)電池能在 5-10 年量產(chǎn)。 備注：在這個(gè)方向上面，國內(nèi)因?yàn)橛辛姿徼F鋰的這種技術(shù)支撐，提供在不追求體積能量密度下的不占用鈷材料的替代辦法，這種依靠工藝改進(jìn)的處理，能夠在局部應(yīng)用場(chǎng)景，如 2B 端的出行領(lǐng)域有很大的可能性，但是對(duì)于長(zhǎng)期發(fā)展而言，天花板是很明顯的。?

圖 3 動(dòng)力電池的發(fā)展路徑，一致的意見是以高鎳為主

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02 蜂巢發(fā)布會(huì)上講的是什么？

這次蜂巢能源的發(fā)布會(huì)，是很有意思的，一共提了幾點(diǎn)：

宣良國 韓國工程院院士 / 韓國漢陽大學(xué)教授 / 國際級(jí)無鈷正極專家

首先是材料，這種 NMX 的無鈷材料，蜂巢采用了兩種化學(xué)鍵能更大的元素，替代鈷，摻雜到材料中，通過強(qiáng)化學(xué)鍵穩(wěn)定氧八面體結(jié)構(gòu)。然后采取單晶技術(shù)和納米網(wǎng)絡(luò)化包覆來達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和減少正極材料與電解液的副反應(yīng)長(zhǎng)壽命的設(shè)計(jì)。后面這兩項(xiàng)其實(shí)和目前 Tesla 走的方向是相似的。而這種材料在產(chǎn)品組合里面，是和高鎳的材料同時(shí)使用的，從我個(gè)人的觀點(diǎn)來看，更像是一種可選的路徑，你可以在如下所示的 VDA 兩倍厚的 126Ah 電芯、MEB 規(guī)格下 156Ah 和 143Ah 兩顆電芯上面做了應(yīng)用。也就是在蜂巢做的化學(xué)體系里面，產(chǎn)品從中鎳的開始，包含了 NCMA、NMX 和 NCM 高鎳三種不同的化學(xué)體系。

表 1 蜂巢能源的產(chǎn)品組合?

在發(fā)布會(huì)上，有價(jià)值的值得重點(diǎn)關(guān)注的兩個(gè)產(chǎn)品包括： 定義的第一款可選的是 2021 年 6 月做的 MEB 1.5 倍厚的電芯，電芯容量為 115Ah，比高鎳的 117Ah 容量少一些，但是采用高電壓體系，保持能量一致，能量密度達(dá)到了高鎳得水平，是面向 100+萬公里的使用。 備注：我對(duì)目前的電池的使用，存在一些看法，這里的折算，是需要考慮單車的續(xù)航*循環(huán)次數(shù)+日歷壽命的衰減，特斯拉的 100 萬英里的說法，也拉高了目前電池企業(yè)的門檻，不達(dá)到這個(gè)水平不好意思叫長(zhǎng)壽命電芯

圖 4 基于 MEB 模組上的電芯?

第二款是 L6 薄片無鈷長(zhǎng)電芯，這個(gè)電芯的尺寸是 575 長(zhǎng)度，厚度是 21.5mm，有點(diǎn)像是使用軟包 590 的電芯把幾個(gè)電芯合起來封裝在一起。這個(gè)蜂巢能源是和長(zhǎng)城汽車，NEDC 的續(xù)航已經(jīng)目標(biāo)面向了 880 公里，預(yù)計(jì)在 2021 年下半年推向市場(chǎng)。備注：這個(gè)尺寸規(guī)格是跑不掉的，里面也可以使用高鎳的材料來做的

圖 5 基于長(zhǎng)尺寸方殼電芯的設(shè)計(jì)?

5 月 18 日的發(fā)布節(jié)點(diǎn)很有意思，在特斯拉的 Battery Day 前，把電芯產(chǎn)品發(fā)布出來，是在去年蜂巢電池發(fā)布說我有無鈷電池之后，并且我已經(jīng)做出來了。從我個(gè)人的角度來看，這次蜂巢能源是在去年被歐洲車企定點(diǎn)之后進(jìn)一步擴(kuò)大自身的前進(jìn)道路。蜂巢能源是脫胎于長(zhǎng)城汽車動(dòng)力電池事業(yè)部，在落地江蘇常州（分三期建設(shè)），規(guī)劃產(chǎn)能 18GWh，而且進(jìn)一步要往歐洲走。歐洲電池工廠計(jì)劃投資 20 億歐元，預(yù)計(jì)產(chǎn)能將達(dá) 24GWh，一期項(xiàng)目 2020 年啟動(dòng)，2022 年底投產(chǎn)；二期項(xiàng)目 2025 年投產(chǎn)。這次發(fā)布會(huì)，面向不僅僅國內(nèi)的客戶，主要還是在歐洲車企這邊的聲量。目前四家中國動(dòng)力電池企業(yè)準(zhǔn)備在歐洲投資，前期都是把中國的產(chǎn)能先出口然后再建廠的路線。

圖 6 在歐洲進(jìn)擊的中國動(dòng)力電池企業(yè)們

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小結(jié)：無鈷電池和高鎳電池目前都是動(dòng)力電池企業(yè)可選擇的路徑，前者的技術(shù)路徑由蜂巢開創(chuàng)的一個(gè)品類，在既定的電芯規(guī)格上這么并行的推進(jìn)一下，聲浪大了不小。我們接下來需要和特斯拉的 Battery Day 予以比較。