埃安、極氪、蔚來,車企開啓自研電池爭奪戰

華爾街見聞
2024.01.04 13:54
portai
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2023 年,中國新能源汽車市場競爭激烈,車企們開始爭奪自研電池的領先地位。在短短兩週內,埃安、極氪、蔚來等造車新勢力相繼發佈了自研電池產品。這些電池已經進入量產階段,具備了較強的補能能力和續航性能。除了這些新勢力,長安汽車、奇瑞汽車等傳統車企也計劃推出自研電池產品。目前已有超過 10 家國產車企涉足自研電池領域,行業競爭加劇。這場自研電池潮剛剛開始,車企們對電池技術的追求似乎沒有盡頭。

2023 年的新能源汽車競爭,從年初卷價格、年中卷營銷,到年末卷智駕,車企之間的競爭不斷升級,而一場突如其來的寒流又將電動車打回原形。在續航焦慮重新佔據輿論 C 位的情況下,競爭焦點再度被拉回到起始點,一場關於補能的技術比拼也悄悄打響。

從 12 月中旬開始,短短兩週之內,埃安、極氪、蔚來三家造車新勢力就相繼發佈自研電池。其中,最引人注矚目的還是蔚來 46105 大圓柱電池,這款產品有行業最低的單芯內阻,5 分鐘可補能 255 公里。

更重要的是,與此前的純技術發佈不同,這一次上述車企的自研電池都已經走到了量產階段。

比如,廣汽埃安在發佈 P58 微晶超能電池的同時,旗下因湃電池工廠也正式竣工投產。極氪的金磚電池也首搭在新車極氪 007,並於 2024 年 1 月 1 日啓動交付,而蔚來的 150 度固態電池更是直接上路實測,這款電池在冬季低温狀態下的續航超過 1000 公里,後續將以靈活升級的方式服務蔚來所有在售車型。

此外,隨着頭部車企將自研電池的鏈路跑通,更多的車企也準備排隊進場。此前,長安汽車已在廣州車展上發佈了自研電池品牌 “金鐘罩”,並計劃在接下來 7 年陸續推出 8 款自研電芯,而近期奇瑞汽車執行副總經理、研發總院院長高新華也對外透露,奇瑞汽車明年將正式推出自研電池產品。

如果將這兩家車企計算在內,截至目前,自研電池的國產車企已經超過 10 家。除了零跑、嵐圖等少數車企在自研之餘選擇外採電芯,包括比亞迪、廣汽、上汽、吉利、長城、蔚來等在內,多數玩家均選擇了從 0 到 1 的全產業鏈佈局,其中,比亞迪、廣汽等巨頭還將手伸到了上游原材料領域。

某種程度上,車企對電池自由的追求似乎沒有盡頭,而這場轟轟烈烈的自研大潮才剛剛開始。

超越發動機的存在,電池到底有多重要?

當然,不同車企自研電池的出發點並不完全相同,但歸根究底都是同一個邏輯:電池太重要了。

“無論電池、電機、電控,都是電動車的基礎,這是我們對電池的認知和重要性定義”,12 月 15 日,吉利控股集團總裁、極氪智能科技 CEO 安聰慧在金磚電池發佈後的媒體溝通會上表示,一家電動車企未來想要形成競爭力,必須掌握各個關鍵領域的核心技術,而電池是最基礎的要素。

首先,在產品定義方面,從續航、空間、性能、安全到體驗,電池影響着電動車的方方面面。比如,在用户感知最明顯的續航方面,同樣是採用寧德時代三元鋰電芯的 100 度電池包、搭配雙電機的電動轎跑,2.185 噸重的蔚來 ET5 能跑 700 公里左右,而 2.655 噸的小米汽車卻能跑 800 公里。

這背後是汽車電池相隔 3 年的技術差異,其中,小米汽車採用的是寧德時代最新上市的麒麟電池,這款電池在相同化學體系、同等電池包尺寸下,電量相比 4680 提升 13%,最高能量密度達 255Wh/kg。不過,蔚來在 2023 年 NIO Day 發佈的 120 度大圓柱電池,能量密度已經可達 260Wh/kg。

“我們一直覺得電池還有很多突破空間”,蔚來電池系統副總裁曾士哲指出,很多車企只是將供應商的東西拼湊在一起,但無論是材料的選擇,還是零部件的焊接方式,現在電池的創新都體現在細節上。比如,通過上蓋局部膠粘和防碰撞的特殊設計,蔚來的大圓柱電池空間利用率提升了 24%。

值得注意的是,很多創新也不僅僅是從電池密度出發。按照蔚來電驅及高壓架構負責人畢路的説法,在車企競相角逐的高壓快充技術方面,從外部的超充樁、換電站,到內部的電控、電池,這是一個大的閉環,其中,電池不僅要滿足高壓快充的存儲密度,還需要滿足高壓傳輸的能量效率。

這意味着,如果脱離了高倍率電池,高壓快充很難發揮真正效用。比如,作為國內首款基於 800V 高壓平台的量產車,小鵬 G9 全系標配的是 3C 快充電池包,充電速度大約是 15 分鐘補能 400 公里,但同樣是 800V 平台,最新上市的極氪 007 搭載 4.5C 的金磚電池,可以實現 15 分鐘補能 500 公里。

對於車企來説,電池已經成了整個補能體系的關鍵一環。當前,為了配合首款純電車型問世,理想汽車不僅在大力佈設超充站,還聯合寧德時代研發了 5C 超充電池,這款電池可以實現 12 分鐘補能 500 公里,但可能相較蔚來 900V 平台下的 5C 電池還是稍遜一籌,後者 5 分鐘就可補能 255 公里。

“5C 充電關鍵點在於電池的阻抗”,曾士哲解釋稱,當前,市面上的大圓柱電池抗阻一般在 3 毫歐左右,很難支撐 5C 快充技術,而蔚來的 46105 大圓柱電池可以做到 1.6 毫歐的抗阻,相當於降低了一半,但他也強調,大圓柱電池的超快充技術還處在非常早期的階段,未來還有較大提升空間。

從產品力的角度出發,電池的升級遠未到盡頭,在車圈競爭不斷升級的當下,除了續航和補能之外,車企比拼的空間、性能、安全、乃至品牌,都可以從電池上找到解法。比如,性能方面,極氪的金磚電池在 3 秒脈衝放電倍率最高可達 16C,巨大的瞬時能量可讓百公里加速輕鬆跑進 3 秒。

隨着 CTP、CTB、CTC 等電池車身一體化技術的升級,電池逐漸從能量件變成結構件,車內空間也得以不斷拓展。根據極氪提供的一組統計數據,當前,奧迪 A6L、奔馳 E 級和寶馬 5 系等傳統豪華品牌的 “得房率” 普遍在 73%-76% 之間,而搭載金磚電池的極氪 007 的 “得房率” 則達到了 81.8%。

此前,理想汽車電池負責人柳志民也曾對外透露,早在 2019 年下半年,理想產品團隊就接到了創始人李想要求內部做一款家庭 MPV 的訴求,但基於自身的增程技術,當時理想的 MPV“得房率” 只能做到 67%,與旗下大型 SUV 車型 L9 相當,後來發現要做到 70% 以上的 “得房率” 只能是純電車。

“這是電動汽車軟、硬件的天然優勢”,蔚來 CEO 李斌在 2023 年 NIO DAY 的採訪中表示,由於電池、電驅的先天技術特性,現在電動車可以做很多燃油車做不了的事情。他以安全性舉例稱,“以前的汽車怎麼講安全冗餘都沒有意義,因為發動機時代根本做不到,最多在後面搞個備胎。”

如今,電動車可以發揮自身技術特色,進一步提升整車的安全上限。據李斌介紹,蔚來新一代旗艦車型 ET9 具備制動、轉向等 7 重安全冗餘,所搭載的大圓柱電池還融入了新的熱電分離設計,並研發了智能高精度熱失控算法,可大幅提升單芯電池安全、預防電池過熱甚至自燃等情況發生。

總體來看,電池就如同一輛電動車的心臟,它的狀態決定了最終的產品邊界,重要性遠勝於燃油車時代的發動機。單從佔據整車 30%-40% 的成本比重來看,電池在供應鏈上的重要性已經不言而喻,而對於蔚來等採取換電模式的車企來説,電池還不僅是一個零部件,更是一個獨立的大單品。

“這裏面也有一些思維模式的區別”,李斌表示,所以蔚來考慮電池的生命週期有多長,很大程度上不是從 8 年質保期出發,而是將電池材料、回收流程、回收工藝以及梯次利用都納入進來,從電池的全生命週期去考慮,“如果這麼去看這件事情,它的視角就不一樣,需要我們自己去定義。”

特斯拉帶頭 車企爭奪電池話語權

不過,作為整車定義的關鍵一環,很長一段時間,電池的供應鏈都受制於寧德時代等少數巨頭。

江西新能源科技職業學院新能源汽車技術研究院院長張翔指出,這種供應鏈格局與動力電池的產業門檻息息相關。電池是一個資源密集性的行業,投資力度大而回收週期較長,寧德時代由於起步早,擁有較大的規模優勢,並且通過早期與寶馬等國際一流車企合作,啃下了配套的技術標準。

反應在市場份額上,從 2016 年開始到 2022 年,寧德時代已經連續 6 年問鼎全球動力電池裝機量榜首。其中,2022 年,寧德時代裝機量高達 191.6GWh,市佔率為 37%,而排名其後的 LG 新能源、比亞迪、松下分別為 13.6%、13.6% 和 7.3%,相當於三大巨頭的份額加起來還抵不過寧王一家。

這種一家獨大的市場局面,為電池的供需矛盾埋了伏筆。2015 年,不甘於受松下產能限制的特斯拉,通過投資三元鋰電之父傑夫·戴恩的研究小組,拉開了車企自研電池的序幕。隨後,特斯拉又相繼收購了電池技術公司 Maxwell 以及電池設備公司 Hibar,並在 2020 年推出自研的 4680 電池。

特斯拉的舉措引發了部分車企跟進。其中,長城汽車於 2018 年將電池部門獨立並改名為蜂巢能源,專注於動力電池及儲能電池系統的研發、生產和銷售,蔚來汽車則在 2020 年底發佈 100 度電池包後,也開始投身 150 度半固態電池的研發。當時,這些在外界看來只是一些試探性的動作。

然而,從 2021 年開始爆發的電池荒,進一步催化了電池的供需矛盾,很多車企的一把手都需要親自出面 “搶電池”,甚至何小鵬曾被爆在寧德時代蹲守一星期。與此同時,不斷攀升的電池價格也讓所有車企有苦難言,廣汽集團董事長曾慶洪更是在公開場合吐槽,“我們是在給寧德時代打工。”

與之相對的則是,從電池起家的比亞迪,由於自身具備電池供應能力,逐漸迎來業務爆發期,尤其是在車企普遍遭受疫情衝擊的 2022 年,比亞迪更是吃盡垂直整合的供應鏈紅利,全年汽車銷量達到 186.85 萬輛,同比增長 212.82%,並且還一舉超越特斯拉,成為全球新能源汽車銷量冠軍。

更重要的是,在車企普遍遭遇成本壓力的情況下,比亞迪的盈利能力也是一枝獨秀。根據財報顯示,從 2022 年 Q1 到 Q4,比亞迪的淨利潤從 8.08 億元攀升至 73.11 億元,全年淨利潤達到 166.22 億元,相當於一次性實現了過去 5 年的利潤總和,利潤增速也高達 446%,在業界可謂遙遙領先。

此外,一直模仿比亞迪走垂直整合路線的零跑汽車也開始嶄露頭角。2022 年,零跑汽車全年銷量為 11.12 萬輛,同比增長 154%,對應的總營收為 123.85 億元,同比增長 295%。2023 年初,為了進一步搶佔市場份額,零跑汽車打着豪華平權的口號將旗下中型 SUV C11 的價格殺到 14.98 萬。

“我們一款中型 SUV 為什麼能賣 14.98 萬,説白了就是靠電池等在內的全域自研能力”,零跑汽車電池產品線副總裁宋憶寧表示,毋庸説零跑有高達 7 成的零部件自研率,僅是自創的 C2C 電池車身一體化就可以大幅降低成本,“C11 這個價格放出來,別人要學也我們,至少也要一兩年時間。”

對於電池帶來的技術降本空間,特斯拉曾給出了一組更直觀的對比數據:由於 4680 電池的單體容量相較於 2170 電池提升 5 倍,所以對應的每度電投資成本減少 7%、總成本減少 14%,而通過 4680 的 CTC 一體化技術及整車的一體化壓鑄工藝,還可以減少 370 個零部件、並給整車減重 10%。

強烈的對比之下,更多的車企開始加速自研步伐。其中,2022 年 5 月,蔚來在前期自研技術的基礎上,宣佈投資 2.18 億元在上海建設電芯研究實驗室和試製線,同年 10 月,蔚來再度以 20 億的註冊資本在安徽成立蔚來電池科技(安徽)有限公司,主要從事電池製造、電池銷售等方面的工作。

對此,李斌也公開算了一筆賬:電池佔整車成本近 40%,如果以 20% 的毛利率來算,蔚來如果自己造電池,就能多出約 8 個點的毛利。車企在外採電池的情況下,一般整車毛利在 10 個點左右,如果蔚來自研電池和芯片的話,毛利率整體能提升大約 10 個點,相當於整車毛利率能達到 20% 左右。

根據電廠不完全統計,2022 年,除了蔚來之外,上汽、廣汽、吉利、大眾、寶馬等多個車企的電池項目也都在集中動工。其中,吉利從 2019 年 3 月開始,在國內陸續投資了 12 個電池項目,累計投資規模超過 1300 億,而 2022 年落地的鷹潭、桐廬、鹽城、衢州 4 個項目,約佔總投資的 31%。

一場轟轟烈烈的自研大潮由此蔓延開來。期間,電池巨頭也曾試圖修復與鞏固與車企的合作關係。2023 年年初,寧德時代就推出了一個 “鋰礦返利” 計劃,即:未來 3 年,倘若車企將 80% 的訂單給到寧德時代,寧德時代會將 50% 的碳酸鋰原料按每噸 20 萬元的價格結算,剩餘再按照市價計算。

對此,車企對此卻並不感冒。宋憶寧告訴電廠,這種條款實際意義不大。一方面,車企對電池降價預期要比上述條款設定的 20 萬元更為樂觀。另一方面,寧德時代在上述條件之外還有一些隱形條款,比如,在 3 年的合作過程中,車企還是需要先按市價打款,後續結算後才會返還差價。

這對於很多車企來説無法緩解現金流壓力。他強調,零跑還是希望能在電池上佔據主導,“除了電芯以外,我們的電池全部都是自己做,所以我們把電芯也標準化了,相當於尺寸、型號、容量都定了,隨時去 4、5 家供應商裏面挑,我們來佔主導,所以我們這兩年用寧德時代的電池越來越少。”

從自研到自供,車企離電池自由還有多遠?

問題是,車企自研電池也並不是一條坦途,最典型的代表可能就是特斯拉。

從 2020 年推出自研的 4680 電池以來,特斯拉在量產階段就遭遇了各種問題。這款電池最大的特點是採用了無極耳技術,可以縮短電子流通路徑,減小電池內阻與產熱量,帶來更高的輸出功率與更好的快充性能,但這也帶來了生產工藝上的挑戰,比如激光焊環節不易控制,良品率一直上不去。

2022 年年初,在經歷了一年半的摸索之後,特斯拉 4680 電芯產量首次突破 100 萬枚,隨後,特斯拉宣佈在得州和柏林兩座新工廠開設 4680 電池生產線,規劃產能分別為 100Gwh、50Gwh,而同年 8 月,首款搭載 4680 電池的車型 Model Y 也在美國官網重新上線,一切看上去正逐漸走上正軌。

可好景不長,從 2022 年 8 月開始,4680 版 Model Y 迄今為止兩度上線、又兩度從特斯拉官網消失。對此,外界普遍猜測有兩個,一個是由於實際路測效果不佳,特斯拉正準備升級現有的 4680 電池,二是 4680 電池產量有限,特斯拉要將產能優先供給 Cybertruck,後者已於近期正式啓動交付。

不過,從最新的消息來看,最大難點還是 4680 電池的量產問題。據外媒爆料,由於在生產 4680 電池陰極材料時,所使用的幹塗層技術尚無法達到規模化量產要求,當前,特斯拉的 4680 電芯產能僅夠支撐每年 2.4 萬輛 Cybertruck 的交付,而馬斯克也曾強調這款車的產能要到 2025 年才能爬到 25 萬輛。

事實上,遭遇量產難題的不止特斯拉一個。近期,蔚來已經路測的 150 固態電池也面臨較大的爬坡壓力。根據李斌介紹,這款電池已經做完了驗證與實測,市場預期被拉得很高,但每個電芯都要做 CT 檢測,所以整體成本很高,生產也有較大難度,如今產量並不高,大規模交付還要再等一段時間。

“電池是一個技術門檻很高的行業”,宋憶寧表示,自研電池的確能夠帶來很大的降本空間,但車企並不一定都需要親自下場造電芯。“我一直認為電池裏面有兩個東西比較難,一個是電芯,一個是芯片,這兩個東西很奇怪,只有能用和不能用兩種狀態,哪怕做得再好看,不能用的話價值就歸零。”

當前市面上排名前 10 的電池廠商,尤其是中國廠商都投入了很多年,磷酸鐵鋰技術普遍比較成熟,而難度更大的三元鋰電技術,除了寧德時代,現在中創新航等廠商也做得不錯,車企有足夠的選擇空間。宋憶寧認為,“這麼多廠商都做這麼好,車企沒有必要再出來單幹,能把資源整合好就不錯了。”

對此,張翔也持同樣的態度。他告訴電廠,電池的製造門檻也很高,車企自己下場的話,將會佔用寶貴的發展資金,車企應該將更多精力放在電池的集成上面。根據中金公司的研報顯示,即便不考慮研發及人員投入,單是鋰電設備的成本就在 2 億元/GWh 左右,並且這些設備的換代週期也只有 3-5 年。

此外,根據麥肯錫估算,只有在汽車生產規模達到 50 萬輛以上,或者電池生產規模達到 15GWh 以上,車企自產電芯才可能具備成本優勢。這意味着,在這樣一個門檻高、投入大、週期長的行業中,與龍頭拼效率是一件很有風險的事情,尤其是考慮到電池技術的進化也存在很大的不確定性。

由於面臨較大的資金壓力,原計劃自造電芯的蔚來已經被迫放棄了這條路。近期,李斌在採訪中坦言,長期來看,車企研發電池可以改善毛利,但短期的確很難,車企需要不斷平衡投入產出比,“電池是一個重資產的事情,從材料到電芯、整包、BMS,我們會自己做研發,但是讓別人來製造。”

當然,還有很多車企仍在堅持,比如,廣汽埃安、極氪等等。根據安聰慧介紹,極氪自研的金磚電池在生產效率上能提升 40% 以上,每度電成本較同等三元鋰下降 14.8%,但他也承認,如果將電池等在內的補能網絡放在一起獨立核算,這塊業務至今還是虧損的。其中,衢州極電工廠投資就超百億。

從投資承受力以及銷量規模來看,當前能撐得起自建電池廠的可能就是比亞迪、特斯拉及廣汽埃安。2023 年,三者的年度銷量分佈為 300 萬輛、180 萬輛、48 萬輛。其中,埃安的因湃電池工廠近期也正式投產,最高單線產能為 6GWh,但對於總體規模和具體的量產時間,埃安方面仍然三緘其口。

可以預見的是,即便是特斯拉、埃安這樣的巨頭,車企距離真正的電池自由還有很長的路要走。

本文作者:嚴利婷,來源:電廠,原文標題:《電廠 | 埃安、極氪、蔚來,車企開啓自研電池爭奪戰》

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