動力電池作為純電動汽車成本占比最大的一塊,一直是整車企業(yè)眼前的“肥肉”。獲得電池部分的利潤,是整車企業(yè)“垂涎三尺”、“處心積慮”、“朝思暮想”的事情。
這其中,司馬昭之心路人皆知的,當屬特斯拉:2020年9月,特斯拉在電池日上正式宣布了電芯生產(chǎn)計劃,宣布力爭1年后,也就是2021年底,電芯年產(chǎn)能達到10GWh,到2022年使自產(chǎn)電芯的年產(chǎn)能達到100GWh。
但是即使野心如此的特斯拉,也在繼續(xù)大量外采電芯。
2021年6月28日晚,寧德時代發(fā)布公告稱,在2020年2月與特斯拉簽訂的協(xié)議的基礎(chǔ)上,公司與特斯拉簽訂協(xié)議。協(xié)議約定,公司將在2022年1月至2025年12月期間向特斯拉供應(yīng)鋰離子動力電池。
與特斯拉類似的還有大眾,大眾在Power Day上雖然宣布自產(chǎn)一部分電芯,但同時也與寧德時代、LG 化學(xué)、SKI等供應(yīng)商簽下了巨額訂單。
一邊自研自產(chǎn),一邊還要大量外購,怎么理解?現(xiàn)在看,特斯拉也無法實現(xiàn)電池自產(chǎn),那車企自產(chǎn)電池這條路還能走得通嗎?
技術(shù)路線紛繁,研發(fā)投入大
動力電池是典型的資金、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。
據(jù)東方財富網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,動力電池產(chǎn)能建設(shè)成本大約為4億元/GWh。投資40億元,建設(shè)10GWh的產(chǎn)能,也只能滿足20萬輛50度電的A級車的需求。從數(shù)據(jù)上看,動力電池產(chǎn)能建設(shè)成本,與整車產(chǎn)能建設(shè)投入旗鼓相當。
除了產(chǎn)線建設(shè)的投入,還有研發(fā)投入。根據(jù)年報顯示,2020年,寧德時代的研發(fā)投入35.69億元,占營業(yè)收入的7.09% ;國軒高科研發(fā)支出6.96億元,占報營業(yè)收入的比重為10.35%。
主流電池企業(yè)的研發(fā)占比大概都在10%左右,這些錢主要用來做技術(shù)研發(fā)和儲備,這主要是動力電池技術(shù)難度大、技術(shù)路線多的特點決定的。
(1)技術(shù)難度大
電池是技術(shù)密集型產(chǎn)品,需要建立在大量研發(fā)投入之上,而整車企業(yè)一般不具備電化學(xué)方面的能力。
研發(fā)主要分為基礎(chǔ)研發(fā)和項目研發(fā)?;A(chǔ)研發(fā)指從材料到電芯到系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究,尤其在電芯方面需要對原材料的深刻理解;項目研發(fā)指針對客戶具體項目的匹配開發(fā)研究,需要根據(jù)客戶需求給出方案。
同時電芯和電池制造環(huán)節(jié)作為連接材料端和應(yīng)用端的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需要與上下游持續(xù)協(xié)同研發(fā),來探索布局新技術(shù),謹防技術(shù)進步帶來的顛覆式創(chuàng)新,這都需要大量的資金投入。
(2)技術(shù)路線多
另一個難點就是技術(shù)路線多。
目前市場上的主流技術(shù)路線是三元和磷酸鐵鋰電池。整車對安全和能量密度的追求,促使電池企業(yè)不斷研發(fā)新的技術(shù),目前下一代電池中最有希望的是固態(tài)電池,半固態(tài)電池有機會率先應(yīng)用在電動汽車上。同時還有鋰空氣電池和鋰硫電池等技術(shù)路線。
7月份,寧德時代還會發(fā)布鈉離子電池。
這些技術(shù)路線中,哪個會是未來5-10年的市場主流?這考驗著動力電池企業(yè)的技術(shù)路線判斷能力。
動力電池產(chǎn)能建設(shè)成本非常高,一旦技術(shù)路線選擇失誤,企業(yè)很可能就此銷聲匿跡。
在中國電動汽車發(fā)展歷史上,就出現(xiàn)過一次重要的技術(shù)路線轉(zhuǎn)向。
在2009年,剛剛開始推廣新能源汽車的時候,磷酸鐵鋰電池是主要技術(shù)路線,由于該技術(shù)相對安全、成本低,是車企的主流選擇。
2012年起,隨著國家補貼政策對電池能量密度要求的不斷提升,車企三元電池的需求逐漸上升。2014年下半年開始,寧德時代所引領(lǐng)的三元電池路線開始崛起,主流乘用車企紛紛試水。
2017年開始,連磷酸鐵鋰的堅實擁躉——比亞迪都大規(guī)模轉(zhuǎn)投三元電池。在乘用車領(lǐng)域,三元電池路線大獲全勝。
此時,以磷酸鐵鋰技術(shù)為主要路線的電池企業(yè)大部分退出了乘用車市場。
然而,隨著補貼退出,磷酸鐵鋰電池卷土重來,在乘用車上的裝車占比接近一半。包括特斯拉這樣的高端電動車都開始用寧德時代磷酸鐵鋰電池。與此同時,三元勢力仍強,無鈷、半固態(tài)電池裝車的消息也此起彼伏。技術(shù)路線如何選擇,事關(guān)生死。
如果要判斷好技術(shù)路線,整車企業(yè)就要有全面評估不同技術(shù)路線的能力,意味著沉重的資本投入和研發(fā)投入。這是車企自產(chǎn)電池的一個前提。
生產(chǎn)高精密,成本難控制
如果掌握了電池技術(shù),能不能造好電池呢?
進入電芯的生產(chǎn)環(huán)節(jié),面臨的困難也并沒有減少。電芯生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜精細,從攪拌到分條為前段工序,卷繞到注電解液為中段工序,后段工序為化成到包裝。
前段工藝涉及極片制造關(guān)系到電池核心性能,中段和后段涉及電芯成型和激活檢測對電池整體性能同樣重要。
動力電池對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性要求很高,這需要電池制造各環(huán)節(jié)的工藝積累提升,以及自動化水平的不斷提升才能做到。目前,像寧德時代等企業(yè),已經(jīng)提出了極限制造的概念,試圖將單體失效率從PPM級別向PPB級別跨越,難度之大,可想而知。
整車廠希望電池也能達到車規(guī)級的品質(zhì)水平。但對于新興的動力電池行業(yè)來說,這并不是容易的事。目前,全球那么多動力電池廠,真正跨越到車規(guī)級電池供應(yīng)商之列的,其實并不多。
2020年,英國電池原材料咨詢公司——基準礦業(yè)情報機構(gòu) (Benchmark Mineral Intelligence) 發(fā)布報告稱,全球只有寧德時代、LG化學(xué)、三星SDI、遠景AESC和SKI、松下-特斯拉等6家電池制造企業(yè),達到其“全球動力電池一級制造商(Tier 1)”標準。
曾經(jīng)試圖進軍電芯領(lǐng)域的歐洲汽車零部件巨頭——博世,都對生產(chǎn)電芯打了退堂鼓。2018年2月,博世就宣布放棄自制電芯,轉(zhuǎn)而集中力量做BMS(電池管理技術(shù))和PACK(電池包技術(shù))。博世認為,采購電芯更劃算一些,如果堅持自制,競爭不過亞洲的大電芯公司。而且電池技術(shù)仍然在快速迭代之中,現(xiàn)在投巨資砸進去,很可能會成為包袱。
單打獨斗,規(guī)模難保證
跨越技術(shù)、生產(chǎn)關(guān)口后,整車企業(yè)自己生產(chǎn)電芯,還要過規(guī)模關(guān)。
早在2008年,戴姆勒與贏創(chuàng)(Evonik Industries AG)建立“電池聯(lián)盟”,并取得Li-Tec公司(贏創(chuàng)2006年設(shè)立的電芯制造企業(yè))49.9%的股份。2009年,Li-Tec就計劃年產(chǎn)30萬個電芯。
Li-Tec是歐洲第一家批量生產(chǎn)的鋰離子電池的制造商,可見戴姆勒在動力電池領(lǐng)域的戰(zhàn)略眼光。
但是,Li-Tec很快就為戴姆勒和贏創(chuàng)帶來了困擾。電芯的生產(chǎn)制造是極端追求規(guī)模效益的行業(yè)。但當時歐洲電動汽車市場規(guī)模很小,大部分車企沒有批量生產(chǎn)電動汽車的規(guī)劃,這樣的市場不足以支撐Li-Tec擴大產(chǎn)能,而成本又極高,很難有市場。
聰明的贏創(chuàng)先一步金蟬脫殼,將其手中Li-Tec和ACCUmotive的股份全部出售給戴姆勒,自此戴姆勒成為兩家企業(yè)的唯一所有者。為了減少損失,在2015年,戴姆勒不得不將Li-Tec全面停產(chǎn)。目前Li-Tec僅作為電芯技術(shù)的研究公司存在。
戴姆勒Li-Tec的失敗,很大原因要歸結(jié)于規(guī)模太小。目前,全球雖然迎來了新能源汽車發(fā)展大潮,但是實際量產(chǎn)銷售的量,分配到各品牌上,并不算大。
2020年,全球只有前十大電動汽車(包括插混)品牌,年產(chǎn)銷剛剛超過10萬輛。以一輛車平均用50KWh計算,10萬輛級車企才需要5GWh電池。這樣的體量,如果單獨由一家公司承擔(dān),當年也能排進全球前十大電池供應(yīng)商,但是其競爭力和位于前列幾家比,在研發(fā)協(xié)同、原材料、設(shè)備的議價、標準化批量生產(chǎn)上,都不在一個級別。
即便是體量大的車企,自己做電池的成本仍然難以控制。
全球最早探索電動汽車的日產(chǎn)汽車,一開始是自產(chǎn)電池的。但是,2018年,日產(chǎn)宣布,將旗下動力電池企業(yè)AESC的控股權(quán),轉(zhuǎn)給中國的遠景集團。
AESC一直無法以提高產(chǎn)能的方式來降低電池制造成本,日產(chǎn)認為,增加從第三方供應(yīng)商采購電池的選項,更有利于開源節(jié)流。
其實,到2015年,聆風(fēng)的全球累計銷量就達到20萬輛,妥妥的銷量冠軍,這樣的銷量仍然不足以支撐AESC的成本下降。
類似的情況還有比亞迪和長城,自身都有著不小的電動汽車銷量,但他們都將電池業(yè)務(wù)剝離,單獨發(fā)展,也是希望獲得更大的規(guī)模。
吉利也是少數(shù)涉足電芯領(lǐng)域的整車企業(yè),不過目前看其仍然以外采為主,自家的衡遠新能源出貨量寥寥,其競爭力自然也不足一提。5月份,衡遠新能源還發(fā)布通告,就其生產(chǎn)的30萬只左右的30Ah三元鋰離子電芯公開銷售招標。原本這些電芯都是給自家新能源汽車準備的,但是車輛銷量不佳,只能甩賣電池。
其實,車企是否造電池,是一個經(jīng)典的企業(yè)邊界的問題:一家企業(yè)要獲得一項原料時,何時選擇從市場購買,何時選擇自行生產(chǎn)?諾貝爾經(jīng)濟學(xué)家科斯的經(jīng)典回答是:企業(yè)和市場屬于“協(xié)調(diào)生產(chǎn)的可替代方式”,答案取決于哪種行為的交易成本更低。
以上幾個車企自產(chǎn)電池的經(jīng)歷充分證明,車企可以自產(chǎn)電池,但是其成本不低。對比企業(yè)和市場這兩種解決方案,市場的交易成本更低。
可見,車企要自建電芯廠,還是要權(quán)衡利弊。特斯拉有前景、大眾有底子,但他們目前還是選擇外采,號稱要自建,但也沒有落地的跡象。如果在市場規(guī)模上不能保證,電芯廠還是交由專業(yè)的人來做最好,畢竟危險又沒利潤的事情,還可能拖垮企業(yè),得不償失。
責(zé)任編輯: 李穎