
在過去數年的時間里,動力電池的成本是一直在下降的。當前的動力電池系統(電芯+Pack+BMS)以Telsa Model S 為例,成本大約在400 $/KWh左右。Model 3 如果能夠用上Gigafactory自產的低成本18650或者21700電池,那么其動力電池系統(電芯+Pack+BMS)的整體成本可以控制在300$/KWh以下的水平。
一般認為,動力電池系統成本只有低于200 $/KWh 時,電動汽車的價格才更有競爭力。如果電池系統成本再進一步跌破到150 $/KWh(接近內燃機100 $/KWh成本水平),那么即使不用任何國家補貼,電動車的全壽命成本將與燃油車持平,電動汽車市場就會大規模啟動。可見,動力電池的成本控制直接關乎到全球電動汽車產業的發展前景。
動力電池單體電芯的成本結構中,約有60%的成本涉及到電極材料。電池制造商的材料成本主要是采購原材料,在很大程度上受到規模化和材料性能特征的影響。筆者個人認為,降低動力電池成本必須在電極材料和電池生產兩方面下功夫:
1、未來動力電池的生產必然是自動化、規模化和標準化。標準化是自動化的前提,規模化是自動化的必然要求。動力電池要想最大限度降低生產成本,就必然要統一電芯的尺寸和規格,這必將涉及到電極材料-電芯-整車-全產業鏈的協調和規范,其難度可想而知。
2、電池的主要成本來自電極材料,要想獲得競爭力,國際電池大廠不僅僅是依靠議價能力(簡單點說就是店大欺客)來掌控原材料供應商,更重要的是依靠電池廠家自身對材料性能和生產技術的把握而參與到材料廠的生產/運營當中。
從知識產權和生產品管兩方面協助材料廠家降低生產成本。國際上四大電芯廠家(SONY, Panasonic, Samsung SDI 和LG)自身就擁有很多電極材料方面的專利和技術,并且在正極材料方面都有相當比例的in-house產能,因而能夠指導材料廠家根據它們的需求進行針對性生產,這也是這四家大廠相對于全球其它電芯廠家技術大幅領先的一個重要體現。
當前,韓國鋰電企業無疑在提升品質和降低成本這兩方面取得了較好的平衡,也就是在性價比上獲得針對日本的優勢,這也正是韓國鋰電產業在過去數年迅速崛起的根本原因。具體我們可以以LG為例來進行分析,單就產能而言LG目前僅次于日本松下屈居第二位,但是LG在全球20大汽車品牌中與其中13家展開合作,遠超全球任何一家鋰電企業。
LG化學成功的秘密是什么?LG化學動力電池事業部首席執行官Prabhakar Patil在2015年接受媒體采訪時的談話,或許給出了一些信息。Patil指出:“LG化學是唯一以化學品和材料為基礎的電池公司,經過數十年的深入研究、建立配料和發展化學品的經驗,讓每一個電池單元更穩定,利用核心專業知識讓電池技術漸進發展。
電池的關鍵因素是材料,電池企業獲得競爭力不僅是規模化和降低材料成本的問題,還包括對材料特性的改善,LG化學能夠做到同時兼顧,因此形成了規模經濟效應。LG化學正在將大部分精力聚焦于推動成本降低”。Patil認為LG在減少材料成本方面還可以做的更多,并通過更好的設計、定制、調整屬性等等,在降低成本的同時生產同樣優秀性能的電池。
2016年下半年,日產Nissan表示欲出售其持有的AESC電池公司全部(51%)股份。對于出售AESC的原因,日產CEO卡洛斯·戈恩在2016年圣誕節前夕對外進行了解釋:“如果我們可以從外部供應商那里買到更便宜更好的電池,那么我們為什么還要自己生產電池呢?
自己生產電池簡直就是個愚蠢的方法,現在市場上已經有了很多大型電池制造商了,跟2008年那個時期相比,現在汽車廠商是否自己生產電池已經不具有決定性作用了”。日產Nissan的這個舉措,就是對當前動力電池成本控制理念的直接詮釋。
當一個產業將成本控制而不是技術進步放在第一位的時候,這說明這個產業已經渡過了成長期而進入了成熟期這個階段。在這個階段技術將日益發展成熟,資本、市場和規模將直接決定企業的發展命運。說的直白點,誰將這個產業“白菜化”,誰就能夠堅持到最后成為贏家。
3 成本控制的邊際效應
動力電池成本大幅下降是電動汽車大規模普及的最核心因素之一。那么這里面就涉及到一個很關鍵的問題:鋰離子動力電池電芯成本跟品質控制的邊界在哪里?這個問題之所以非常重要,是因為動力電池最核心的技術指標就是安全性,電芯成本的降低絕不能以犧牲安全性為代價。
2016年九月份業界鬧騰得沸沸揚揚的Samsung Galaxy Note 7 大范圍電池起火爆炸事件,再次將鋰離子電池的安全性問題推到了風口浪尖。關于Note 7發生起火爆炸的具體原因,Samsung一直沒有給出很明確的說法。
三星這種大型跨國企業,經受無數國家各種機構和自己的質檢標準,Galaxy Note 7居然在發售之初就出現如此高頻率并且后果嚴重的質量事故,筆者個人認為技術之外的主要原因是電池成本砍得太過火,導致質檢等部門被迫為利潤妥協而放寬了質檢標準。
我們不必對Samsung幸災樂禍,在消費電子領域鋰離子電池已經成為價格為王的部件,由于競爭對手眾多而處于惡性競爭,廠家的盈利狀況大多不好。巨大的出貨量已經保證規模效應的情況下,鋰電池的成本壓力就已經逼得象Samsung SDI這樣的巨無霸企業都開始犯錯誤了。
那么,對人命關天的純電動汽車而言,純電動汽車電池成本下降過程中的電芯品質和安全問題如何保證?在這個成本為王的時代,電池召回和維護的成本如何計算?召回的有問題的電芯和電池包該如何處理?這些都是急需國內鋰電產業界認真思考的難題。
