再谈纯电动车安全性,811电池何去何从?

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纯电动汽车自燃是每年夏季的常态化新闻 , 但它从未像今年这般引起技术路线的广泛讨论——当续航焦虑让路于安全性 , 人们开始重新审视动力电池应当走向何方 。
9月7日 , 宁德时代股价一度跌幅超过10% , 一则传闻成为「始作俑者」:
今年5月以来广汽新能源AionS在广东、海南发生了数起自燃事故 , 成因指向了宁德时代的811电池 。 内部传闻宁德时代已经逐步减少811电池的装机量 , 转而使用安全性能更稳定的523电池 。
一个龙头企业要放弃一款拳头产品 , 很容易引起外界的担忧质疑甚至恐慌 。 即便宁德时代随后迅速辟谣 , 消费者对于811电池的态度已经发生了转变 。 短短一年时间 , 811电池从行业追逐的高科技宠儿成为了安全事故频发的高危产品 。
当新能源车发展交还给市场导向、当续航焦虑让路于安全性能 , 811电池还是一条值得坚持的路线吗?
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811是不是政策牺牲品
2019年5月 , 工信部发布第320批新车公告 , 华晨宝马的新款宝马X1插电混动里程升级版车型在列 。 这款车型最大的特点是电池容量从此前的14.7kWh增加到24kWh , 续航里程也从60km升级到了110km , 而这款三元锂电池的能量密度达到了行业领先的280wh/kg 。
消费者第一次看到了811电池能量密度的潜力 。
在此之前 , 蔚来ES6以搭载811电池来宣传续航与技术升级 , 这时候的811电池能量密度为170wh/kg , 随后广汽新能源AionS也选用了宁德时代的811电池 , 能量密度增加到了180wh/kg 。
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虽然宁德时代不是最早研发811电池的企业 , 却是最早实现量产装机的 。 因此 , 宁德时代很快成为了新能源车市场的宠儿 , 2019年上市的纯电动汽车 , 均以搭载宁德时代811并实现续航里程突破为荣 。
不过 , 我们曾经在文章《纯电动请三思|动力电池究竟要续航还是要安全?》提到 , 无论是811电池的上市、还是整个纯电动车市场走向811时代 , 都有点被政策逼迫的意思 。
2020年是一个重要时间点 。
《促进汽车动力电池产业发展行动方案》以及《中国制造2025》等相关文件中提到 , 2020年中国的动力电池单体能量要达到300wh/kg以上 , 系统能量需实现260wh/kg以上 。 行业发展规划明确了811电池及高镍三元锂电池的发展方向 。 不过 , 这只是加快811电池上马的次要因素 。
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更重要的是政策补贴 。 2019年新能源汽车补贴政策再一次调整 , 以能量密度与续航里程作为双重补贴指标 , 其中能量密度高于160wh/kg方能享受1倍补贴 。 而如果没有今年的一场疫情 , 补贴政策将会再次将补贴门槛调整到260wh/kg以上 。
【再谈纯电动车安全性,811电池何去何从?】从技术、产量、价格以及声望等多方因素考虑 , 宁德时代811电池都是大部分车企推出高续航车型最好的选择 。 而车企与宁德时代 , 也因一款811电池互相成就 。 2019年全年 , 宁德时代成为全球市场装机量最大的动力电池生产商 。
有了宁德时代的811电池作为支持 , 2019年底中国汽车行业加快跨过了续航500里的坎 。 但811电池的安全性问题也加快到了 。 都知道 , 811代表的是三元锂电池正极材料镍钴锰的比例为8:1:1:镍的比例越大、电池容量越高 。 这是高镍电池必将成为趋势的原因之一 。
但是 , 数据同样表明 , 动力电池容量提升10% , 循环寿命就会降低20% , 充放电倍率降低30-40% , 而电芯升温20% 。 因此 , 811电池量产上市之前 , 备受关注的是安全性能问题 。
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中国动力电池生产企业早早完成开发却迟迟未能量产的原因之一 , 正是811电池的安全稳定性问题 。 811普遍存在技术门槛、安全性能低的情况 , 而国内研发911电池的企业很长时间都困在颗粒表面相转变、循环后颗粒碎裂等问题上 。
这也使得811电池在过去几年的商业化之路不平坦 。 虽然中国的生产商在2017年已经完成了小范围量产 , 但由于安全验证的问题 , 直到2019年才由宁德时代攻克难题顺利装机;而更早前LG化学在2018年推出全球首款811电池之后 , 也因为安全问题而宣布推迟量产 。
如今 , 811电池量产装机不过一年有余 , 接连发生的自燃事故很容易让人联想到 , 中国市场、尤其是宁德时代的811电池 , 是一款政策逼迫下仓促上马的产品 。
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811经不起考验 , 谁之过?
2019年 , 宁德时代的811电池接连收获国内造车新势力及合资品牌的订单 , 一举成为长续航高端车型的标配 。 即便有仓促上马之嫌 , 但这已经是2019年整个汽车市场最好的选择 。
500公里续航是一道坎 , 这不仅来自于补贴退坡的压力 , 还是消费者从燃油车过渡到纯电动车、从观念上接受纯电动车的基础线 。 在811电池之前 , 没有任何一款产品可以很好地兼顾能量密度、续航水平、性能与成本等问题 。
2019年的市场格局是 , 低续航廉价产品采用磷酸铁锂电池 , 300-400公里续航采用523三元锂电池 , 而500公里以上最适合采用811电池 。 NCM523电池虽然镍含量更低、意味着更安全更稳定 , 但是523电池的单体能量密度只有190wh/kg , 堆垛后的PACK能量密度也只有150wh/kg , 无论从政策还是市场发展的角度来看 , 523电池都是「政治不正确」的 。
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唯有811电池代表的高镍三元锂电池才是最好的路线 。 比如广汽新能源AionS , 作为首款搭载宁德时代811电池的高端纯电动轿车 , 它只有在低配的低续航版本上采用523电池 。 但是 , 今年5月以来广汽新能源AionS发生的多起自燃事故 , 在没有明确是哪个版本出问题之前 , 消费者已经一致指向了811电池的安全隐患 。 除此之外 , 今年8月北汽新能源几款车型发生自燃 , 也被认为与811电池的热稳定性有关 。
普通消费者的疑虑在专业人士那里得到了证实 。 电动汽车行业专家欧阳明高指出 , 电动车自燃的主要原因是三元锂电池 , 而其中又以811的热稳定性较差 , 622电池次之 , 523电池相对稳定 。
如此推导 , AionS的三起自燃发生在夏季 , 问题出自于811电池的可能性是否更大?
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2019年初 , 宁德时代尚未宣布811电池量产之前 , 中国市场的三元锂电池还是以523为主 , 622的产线布置与市场需求量相对较小 , 而811则由于产线难度更大 , 真正释放将会在2019年底之后 。 因此 , 乐观估计 , 2020年811的装机量才会爬升到30%的市场占比 。
以目前中国的情况来看 , 几乎所有电池生产商都有投入到811的研发 , 国轩高科的811电池甚至可以做到302wh/kg的能量密度 , 循环次数超过1500周 。 LG化学在推迟量产方案之后 , 也计划在2021年开始推出811电池 。
宁德时代迎来了盟友 , 也迎来了质疑 。 虽然无法证实多起自燃事故的核心原因是宁德时代811电池的安全性问题 , 但2020年多家车企的选择显示出了他们对宁德时代的犹豫 , 此前被认为将会搭载宁德时代811电池的几何C等新车都纷纷转向了其他供应商 。
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一个值得深究的问题是 , 宁德时代快马加鞭推出811电池的同时 , 是否也缩短了车企与宁德时代研发三电系统的时间?通用汽车曾经提到过对电池包的验证需要很长的周期 , 需要以企业的标准来约束供应商提供更严苛的产品 。 但是在811电池率先上市、车企趋之若鹜的当下 , 留给车企匹配电控系统等方面的时间是否也被压缩了?
811不必是最佳答案
针对多方谣言与质疑 , 宁德时代很快作出了回应:不会放弃811路线 。 事实上 , 从全球的动力电池发展来看 , 811也路线也不会轻易动摇 。
除了LG化学 , SKI也表示将在今年或明年量产811电池 。 竞争最为激烈的中国市场里 , 比克动力、亿纬锂能、万向123、力神电池等多家生产商都有在811电池上投入布局 。 松下最为淡定 , 主要是因为它有另一条高镍路线NCA电池 。
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可见 , 高镍、高能量密度是三元锂电池必然的发展方向 , 这条路并没有发生变化 。 宁德时代受到的挑战 , 更多在于它在811电池安全性能的把控、乃至与车企做热管理系统开发等问题上需要重新考虑 。
至于多家车企选择避开宁德时代、与其他电池供应商合作 , 核心原因不是811的安全问题 , 而是进入2020年之后 , 车企发现了在追求能量密度、续航里程以及安全性能等方面 , 宁德时代811电池不再是最佳答案 。
宁德时代811的第一个挑战来自对手:比亚迪刀片电池 。 比亚迪汉搭载刀片电池、续航里程超过600公里 , 这让消费者意识到磷酸铁锂电池尚有潜力可挖 , 而更重要的是 , 在同等续航水平面前 , 磷酸铁锂电池的安全系数更高 。
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但宁德时代811的第二个挑战来自于自己:CTP电池 。 去年底宁德时代亮相了全新的去模组电池技术 , 简称CTP电池 , 其最大的特点是通过节省电池模组的组装环节 , 让电池包内部的体积利用率提高15-20% , 而由于减少了模组相关的零部件 , 可以提升生产效率 , 更重要的是成本节省20% 。
比起成本高于对手的811电池 , 容量更大、成本更低的CTP电池可能才是宁德时代下一阶段的重磅 。
当然 , 现阶段整个纯电动车市场都不否认811电池的正确性 , 只不过在安全隐患面前 , 车企与生产商都选择放缓 , 让其他技术路线加入竞争 。 比如刀片电池 , 无钴电池 , 甚至镍比例更高的9:0.5:0.5的方案 。
宁德时代只是走得更快 , 也更快发现问题 。 一旦CTP量产 , 不排除811就会成为宁德时代在某个阶段应对政策应对市场的「牺牲品」 。
图|来源于网络
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