動力電池“成長的煩惱”
2020-06-20
預(yù)計疫情將導(dǎo)致今年全年的汽車電池需求下降14%,這種下滑趨勢將持續(xù)到明年
鋰離子電池初用來為索尼的便攜式攝像機提供電源,經(jīng)過三十多年的發(fā)展后,現(xiàn)在鋰離子電池已經(jīng)能夠為特斯拉的車輛提供動力了。然而,在目前的全球性疫情期間,鋰離子電池的高速發(fā)展面臨考驗。
行業(yè)人士預(yù)計,由于疫情對汽車業(yè)帶來嚴重沖擊,今年電動汽車的銷量將大幅下降,因此充電電池的需求在今年將下滑。預(yù)計汽車制造商今年全年的電池需求將下降14%,這種下滑的趨勢將持續(xù)到明年。
韓國LG化學(xué)以及通用汽車這些主要的電池制造商都已經(jīng)下調(diào)了年度銷售預(yù)期,其中LG化學(xué)為特斯拉供應(yīng)電池。分析師預(yù)計,電池行業(yè)大幅度增加制造產(chǎn)能的計劃將放緩。一些電池領(lǐng)域的初創(chuàng)公司正在消耗大量資金,希望在關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破,但這些公司在籌集資金方面將面臨更大的困難。
然而,從硅谷的實驗室到中國時代新能源有限公司這家全球大的電池生產(chǎn)商,人們對鋰離子電池的長期前景仍然感到樂觀。汽車制造商和公用事業(yè)公司表示,電池仍有望變得容量更大、價格更便宜、使用更普及,不僅會用在乘用車領(lǐng)域,還會用在其他運輸方式、消費電子產(chǎn)品和大規(guī)模能源儲存中。
盡管電池行業(yè)面臨短期的壓力,但寧德時代董事長曾毓群表示,長期來看,對電池仍有很大的信心。寧德時代在不到10年的時間里已經(jīng)成長為行業(yè)領(lǐng)頭羊,該公司2019年的銷售增長了90%。
自2015年以來,鋰離子電池的需求增長了一倍多,并且從2019年到2029年有望實現(xiàn)約九倍的增長速度。預(yù)計該行業(yè)的成本還將繼續(xù)降低。在過去的十年中,電池價格暴跌了87%,使插電式電動汽車的價格幾乎與內(nèi)燃機汽車的價格相當。
這次疫情甚至可能被證明是一個機會,包括德國和法國在內(nèi)的一些政府使用經(jīng)濟復(fù)蘇資金來幫助汽車行業(yè)加快從內(nèi)燃機汽車到電動汽車的轉(zhuǎn)變,法國將向國內(nèi)汽車行業(yè)提供約80億歐元以支持電動汽車。德國的刺激計劃包括提供給電動汽車行業(yè)的約56億歐元資金,并要求加油站安裝充電裝置。法國總統(tǒng)馬克龍5月26日表示,這是應(yīng)對歷史性形勢的歷史性計劃。
還有其他的樂觀形勢。大眾汽車6月16日宣布,對電池技術(shù)初創(chuàng)公司QuantumScape Corp.追加2億美元的投資,該公司由斯坦福大學(xué)前研究人員創(chuàng)立,大眾在2018年曾投資1億美元。今年5月,大眾還成為中國電池生產(chǎn)企業(yè)國軒高科的大的股東。
總部位于芝加哥的能源投資基金Volta Energy Technologies的首席執(zhí)行官杰夫·張伯倫(Jeff Chamberlain)說,現(xiàn)在能源行業(yè)正在向可再生能源發(fā)電和電動汽車轉(zhuǎn)變,這種趨勢不可逆轉(zhuǎn)。張伯倫此前曾領(lǐng)導(dǎo)阿貢實驗室(Argonne National Laboratory)的能源儲存計劃,這家美國政府的實驗室被視為將電池技術(shù)從研究轉(zhuǎn)移到汽車領(lǐng)域的關(guān)鍵。
電池制造商也在三個關(guān)鍵領(lǐng)域迅速取得進展:電池壽命、容量和成本。寧德時代近宣布,該公司將很快開始生產(chǎn)使用里程為200萬公里(約120萬英里)的電池,使用壽命約為16年。這將讓該公司的電池遙遙于目前市場上的任何其他電池,普通電池的使用里程基本上為15萬英里左右。
全球電池需求預(yù)測
特斯拉和通用汽車都在開發(fā)里程達到一百萬英里的電池,但兩家公司都還沒有明確說明什么時候能夠準備好。通用汽車執(zhí)行副總裁道格·帕克斯(Doug Parks)在花旗集團5月19日的活動中說,該公司的電池基本上達到了百萬英里里程。帕克斯說,通用汽車在目前的一些產(chǎn)品中接近做到這一點。
特斯拉在6月8日的一份報告中說,目前美國的內(nèi)燃機汽車在行駛約20萬英里后報廢,這意味著更長壽命的電池組可以大大延長汽車的使用時間,這對出租車或貨車來說特別有用。更重要的是,消費者可以將行駛一百萬英里后的電池組賣給其他車輛,從而抵消一些初的購買成本。
特斯拉計劃在幾周后的“電池日”投資者論壇上提供有關(guān)電池創(chuàng)新的更多詳細信息,這次活動原本定在4月舉行,但由于疫情而被推遲。
投資者希望獲得的一項重要信息是,特斯拉各種車型的電池的平均成本。特斯拉的數(shù)據(jù)通常為其他汽車制造商設(shè)定了追趕的標準,汽車電池仍占電動汽車總成本的30%左右。數(shù)據(jù)顯示,技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)能力的快速提升已經(jīng)使鋰離子電池的價格大幅下降,從每千瓦時1000多美元降至2019年年底的平均每千瓦時156美元。
分析師表示,到2024年時電池行業(yè)的平均價格將可以達到每千瓦時100美元,這將讓電動汽車與內(nèi)燃機汽車之間的價格趨于一致。到2030年時,電動汽車的電池成本將進一步降低,下降的速度取決于技術(shù)進步和新技術(shù)。
每個電池都有三個關(guān)鍵部件:兩個電極,即陰極和陽極,以及電解質(zhì),這通常是液體,讓電池可以充電和放電。
一個關(guān)鍵的、尚未實現(xiàn)的突破是在電池的陽極中添加硅代替石墨。加州的Sila Nanotechnology Inc.表示,硅將讓電池一次充電后使用的時間至少延長20%。戴姆勒是該公司的投資者之一。
Sila的首席執(zhí)行官Gene Berdichevsky表示,這項技術(shù)正應(yīng)用于將在明年上市的消費類設(shè)備中。他說,快在2023年,這項技術(shù)也有可能用于某些跑車或豪華車,然后用于主流汽車,現(xiàn)在與他們合作的電池制造商有更多的工程資源,生產(chǎn)線上有能力試驗更多新事物。
通過在普通汽車中將固態(tài)鋰離子電池商業(yè)化,汽車電池在這個十年可以取得更大的進步。這樣的發(fā)展將讓電池組變得更小,降低安全風險并顯著提高能量密度,使汽車充一次電可以行駛更遠的里程。
固態(tài)電池技術(shù)擺脫了液體電解質(zhì),取而代之的是陶瓷、玻璃或聚合物等材料。作為這種技術(shù)研發(fā)方面的領(lǐng)頭羊,豐田表示,固態(tài)電池技術(shù)有望在2025年之前實現(xiàn)商業(yè)化。
總部位于科羅拉多州的Solid Power Inc.已開始將其固態(tài)電池交付給汽車行業(yè)的潛在客戶進行測試。在產(chǎn)品等待持續(xù)數(shù)年的驗證時,這家初創(chuàng)公司可能會在籌集資金方面面臨挑戰(zhàn)。如果該公司能夠挺過當前的經(jīng)濟低迷時期,那么電池產(chǎn)品將在2025年之后推出。
Solid Power的首席執(zhí)行官道格·坎貝爾(Doug Campbell)表示,如果說在短期內(nèi)籌集資金沒有挑戰(zhàn),那就是在撒謊。
數(shù)據(jù)顯示,那些能夠承受短期壓力的電池制造商將從以后的大量需求中受益,2040年之前,全球約31%的乘用車將是電池動力汽車,數(shù)量大約有5億輛。
來自摩托車和滑板車等兩輪車以及大規(guī)模能源儲存的電池需求也出現(xiàn)快速的增長。上個月,在華盛頓州的摩西湖上空,一架經(jīng)過改裝的全電動塞斯納飛機進行了飛行,這揭示了又一個潛在的電池需求領(lǐng)域。
長期的前景可以使電池行業(yè)放心。由于加州的部分地區(qū)仍需要隔離,包括通用電氣金融危機時期的高管杰夫·伊梅爾特(Jeff Immelt)在內(nèi)的Sila Nanotechnology董事會上個月舉行了視頻會議,討論如何好地應(yīng)對疫情期間電池市場的低迷。
董事會的成員說,繼續(xù)行動,在投資方面要深思熟慮,但是需要繼續(xù)投資,現(xiàn)在還不是停下來的時候。
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