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研究周报 | 如何看待LG化学举办的The Battery Challenge

近期LG化学要举办一次公开的竞赛,面向锂电池的各个方向。这次是拿出了10万美金的现金奖金,以后续的投资(190万美金的投资,这个是明面上的数字)和合作为筹码,在全球范围内征集电池领域相关的创业公司,涵盖电池材料、电池管理、设计&制造&工艺还有回收和再生等四大方面。从某种意义上来看,在动力电池领域,全球范围内的竞争已经区域白热化,几家领先的企业都在实际中落实车企的电动汽车项目,逐步把产能拉上来,电池装配到整车上去,还要为下一步未来所考虑,特别是未来车企在产品价格、产品需求上面的一些内容。

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图1 LG的电池挑战赛

从现有的状态来看,几个企业都在现有的产品的路线上进行演进,主要在正极材料上做文章,在能量密度、缩减成本提升充电性能这三方面做平衡。LG化学的电池路线图非常明确。该公司专注于NMC 811阴极材料,借此巩固其在电池市场的领先地位。此外,该公司的电池能量密度较高,成本较低。在软包的演进路径上,LG和SK都是在622体系下做生产,逐步提高镍尝试712再过渡到811体系。而2-3年后则采用更高比例的镍。SDI和松下的路线是不断改良NCA,降低钴的含量进一步降低成本。

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图2 现在主流的电芯关键材料演进路径

由于电池级别的材料研发时间比较长,整车段的要求是比较高的,这就形成了一个基于电化学体系进步开发的迭代速度,比产业界所期望的来得更慢一些。从整个事情来看,韩国电芯的相对领先地位,是由韩国的材料研究、设备工艺还有电芯研究综合保证的,在投入很多年以后逐步积累起来的。而目前来看,这个演进速度并不够,车企投入巨资准备电动汽车的产能,也在加大对电池企业的期望,而电池开发的时间成本是很长的。

l 韩国的电池产业是围绕国有研发中心,电芯制造业、材料企业和电池设备厂家整个产业链协同为基础的

l 这个产业链基础,加上在后端有限的电芯企业形成了比较大的合力,不同企业选择不同的技术路径进行突破,分别在圆柱、软包和方壳三个方向投入相对均匀

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图3 韩国锂电池产业的分布

电芯企业参与风险投资:电芯企业,通常并不参与初创电池企业的投资工作,但是现在这个现状开始转变了。前段时间,LG化学正把加入了对Enevate的投资中,Enevate是研发通过硅基的锂离子电池的初创公司,在CES获得过大奖,各种融资加起来也要有7400万美金的规模了。以往,我们很难想想这家企业会和LG化学联系起来。Enevate的核心的工艺是商业模式也是通过负极材料来提高现有电池的特性,以硅为主材的阳极作为专有的活性物质薄膜,其硅含量高达70%以上。

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图4 Enevate的历程

这些电池的实际规格未知,根据目前的信息来看,以4Ah为主,做了一部分的样品电芯,主要展现了低温特性、快充能力等特性。LG选择投资,也等于给了我们两种希望,一个是确实在这样的尝试中,未来的动力电池可能可以用这些材料来改进电芯的特性,也看到这些初创的以研究课题为中心的电池材料企业,可以为大的电池企业所用,有投资价值;而且不一定要完全把自己做到一个大型材料企业或者大型电池企业,就能体现出自身的回报,这对于未来电池方面的创投,还是比较关键的,我们看到了一轮低落期。

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图5 测试电芯的情况

我们也可以理解目前的情况,目前随着新一轮车企对于电动汽车的投入,现在欧美对于锂电池的研究进入轨道,比较多的研究开始转入创业期,而尴尬的发现一个事实,欧美的电池企业基本进入小规模工业应用,而在投入巨大的动力电池行业无能为力。全球目前的动力电池的产能大部分都集中在东南亚,这就造成了创新企业和领先的工艺电池企业的鸿沟。

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图6 Enevate主要的能力是在制造硅负极材料的工艺上

在下一代锂电池、甚至是下下代的锂硫电池,不少初创企业都面临一个核心的问题,如果得不到现有主流电池企业的支撑,他们的阶段性成果,逐步放大开始往产业界应用需要很多的工程和制造力量介入,以支撑进入一个正向循环,从Pilot试制开始,调动设备产业链,调动原料,调动测试方面的力量。目前我们看到积极地一面是,整车企业如BMW、Daimler和大众,正在逐步深入电芯和材料研究方面,他们依靠外部投资和这些创新的企业开始前沿的技术储备,也能支持这些创业的电池企业继续改进,但是和现有的电池技术的改进却没有直接的联系,这个通路是断的。

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图7 创新的技术进入轨道需要很长的时间

电池本身有关电化学、材料、结构、生产工艺、 生产设备以外,现有在比拼产能的,在各个环节上的创新到合理化的建议,管理上还是存在难度的。所以如果我们探讨围绕现有的电池企业和创新的电池企业结合在一起合力往下一代电芯方面去走,比直接去培植创业的电芯企业可能效果更好一些。从这个意义上来看,这个路径更靠谱一些。

小结:动力电池的技术从10年的跨度来看,并没有特别本质的突破,以至于我们回过头来看特斯拉10年前选的NCA材料,到现在我们还在这根线上,成本有大幅的下降其实和整个产业巨大的投入有关系,而下一个阶段的本质突破需要更多的努力。

来源:第一电动网

作者:朱玉龙

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/79247

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