三元的黑暗时光

大量的汽车品牌已经涌向了比亚迪，据王传福透露，第一款搭载了刀片电池的车型——比亚迪汉将会在2020年6月份上市。

对于三元锂电体系的企业而言，系统性的威胁迫在眉睫。

对于三元锂电体系的动力电池制造商而言，注定将迎来一段“黑暗的时光”。

扑面而来的问题包括：

1.如何破解最尖锐的问题，即“针刺试验”。

目前看起来，三元体系解决针刺试验的可能性非常低，但无论如此，NCMA几乎已是必然的选择。

这个工作，可以将三元811的热失控温度提升到230℃，达到此前三元622的水平，这将会在一定程度上缓解消费者的“恐慌”。

然而，这并不足以解决“针刺试验”的问题。

此外，比亚迪以及蜂巢所主导叠片工艺，是另外一个不得不加以考虑的方向，而刀片电池这种产品，也值得模仿。

在工艺和结构上进行迭代，也可以在一定程度上降低热失控的概率。

事实上，动力电池装配工艺从卷绕向叠片演进，几乎已经取得了共识。但是，如前所述，由于工艺上的改造涉及的方面太多，不是一时半会可以解决掉的问题。

明智的选择只能是在新增的产能上，考虑往这个方面演进。目前得到的消息是，三星SDI的新增产能将会以叠片工艺为主。

但是，这些新增叠片的产能，是用于方形硬壳三元电池，还是用于生产刀片三元电池，也是一个令人痛苦的决定。

目前看来，只能是叠片方形硬壳，因为还没有合格的刀片产品。但是，如果未来要转向刀片三元电池时，还会涉及到产能的改造。

刀片电池，无论是成组效率还是散热效率，相对于方形硬壳都有巨大的优势，这是一个不得不考虑跟进的产品形态。

尴尬的是，比亚迪已经在这里布下了重重的专利门槛。

但是，我们并不知道，NCMA的三元811，结合叠片工艺和刀片结构，能否通过针刺试验？

2.如何解决三元体系贵金属供应以及相应的正极材料成本居高不下的问题。

和磷酸铁锂相比，三元锂电体系的另外一个痛点是稀有金属。

所谓三元811，即镍钴锰酸锂这个化合物中，镍：钴：锰的比例为8：1：1。在正极的元素构成中，钴属于极度稀缺金属，镍在中国也不多。

以钴矿为例，刚果金占据全球50%以上的探明储量，其中嘉能可一家公司，就控制了全球30%以上的钴贸易量。

这样的格局就导致了电解钴在2018年4月，一度飙升到了69万元一吨，尽管在高镍和无钴技术路线的恐吓之下，逐步回到了28万元一吨，但价格依然很吓人。

镍也是一个麻烦。印尼一个国家，就占据了全球镍产量的30%，印尼禁止红土镍矿出口，将会冲击到动力电池的上游安全。

所以，我们就可以理解丰田章男在2019年6月17日，宣布将在印尼投资20亿美元建设30万辆电动车的产能。

关于镍矿，还有一个令人担忧的是，不锈钢生产商掌控了主要的镍矿资源。目前，全球85%的镍金属，用于制造不锈钢。

这些金属供应的问题，除了供应安全存在挑战之外，还使得三元811体系的正极价格是磷酸铁锂体系的3倍以上。

这样的窘境无助于未来电动车与燃油车的平价。

3.如何解决循环寿命问题？

三元811体系与磷酸铁锂相比，还有一个显著的弊端就是循环寿命。

比亚迪刀片电池，可循环充放电3000次，车辆电池生命周期总里程达120万公里，而三元811体系，循环充放电次数，一般在1000次的样子，整个生命周期的行驶里程约为40万公里。

对于无人驾驶汽车而言，加入三元811的度电成本与磷酸铁锂持平，从整个生命周期的成本来看，三元811的成本是磷酸铁锂的3倍。

这是为何特斯拉也要发展磷酸铁锂动力电池核心原因。

对于储能、商用车、出租车而言，道理是一样的。

这也导致了三元锂电池无法在上述领域与磷酸铁锂进行竞争。

4.如何继续扩大电动车续航里程，发挥核心优势打击刀片电池体系。

三元811体系，最大的优势就是能量密度，这使得搭载三元体系电动车的续航里程一直有比较明显的优势。

但是，当比亚迪刀片电池把磷酸铁锂体系的续航里程提升到600公里之后，三元811体系在续航里程中领先的优势就不再明显。

在这之后，三元锂电体系要想在续航上获得领先的代价也越来越高，尤其是，当续航里程超过500公里之后，后面增加的续航里程的边际效应开始递减。

此外，比亚迪的刀片电池，其体积比能量密度和质量比能量密度，也还有优化的空间。随着时间的推移，将可望推出覆盖更大续航里程的车型。

刀片电池每进入一个新的更长续航里程的细分市场，就意味着三元811体系将会丢失一部分市场。

尽管如此，三元811体系依然需要持续提升能量密度，以在续航里程上保持优势。比如，能否突破800公里，甚至更高？

这将会使得他们在高端车型上保持竞争力。

此外，高能量密度的三元体系，在一些对质量非常敏感的领域，拥有巨大的竞争优势，比如飞行汽车、电动飞机等。

当然了，这些还为时尚早。

三元锂电体系的美好时代，只能寄希望于未来的固态锂电池了。

对于整个三元锂电池体系而言，接下来不短的一段时间里，将会是非常艰难的一段时光。

尾声

动力电池产业的发展，是一个不断提升能量密度、安全性、循环寿命、工作温度范围、充放电倍率和降低价格的过程。

上述这些因素，在电动车产业发展的不同阶段，会渐次成为主要矛盾。

2015年之前，中国的新能源汽车发展处于早期，核心应用为商用，安全性和循环寿命被放在了第一位，比亚迪主导的磷酸铁锂技术路线占据主导地位，也造就了那个时代比亚迪动力电池的老大地位。

2016年到2020年3月，中国的新能源汽车开始进入家庭，于是续航里程日趋变得重要，在安全性有一定保障的前提下，高能量密度的三元锂电体系技术路线占据主流。

在这个阶段，宁德时代快速转向三元锂电体系，在转型中快速崛起，成为全球动力电池出货量冠军。

与此同时，松下、LG化学、三星SDI也享受到了这波红利。

2020年到2025年，全球汽车工业开始高速向智能电动化转型，电动车即将进入大规模普及阶段。

在这个阶段，除续航里程之外，安全性问题将日益凸显。因为当保有量基盘大了之后，电动车出事故的绝对数量将会大幅度增加。

在这个时候，开创刀片电池和“制程时代”的比亚迪，可望在这一波机会中成为赢家，而三元锂电体系将会进入一个困难的时期。

比亚迪刀片电池的崛起，更多的是高速叠片工艺和大电芯制程的胜利。

具备高速叠片和大电芯制程能力并解决了磷酸铁锂电池续航里程问题的制造商，才会笑到最后。

在这个阶段，化学体系发挥的作用，退居次要矛盾，制程成为主要矛盾，动力电池产业将进入“制程时代”。

比亚迪刀片电池的发布，无疑将会加速百年汽车产业以更快的速度转向智能电动时代。

对于电动车制造商而言，他们可以选择购买比亚迪的刀片电池。

对于像宁德时代、LG化学、泰星能源等动力电池巨头而言，当行业上的竞争对手树立了新的安全标准之后，除了跟进别无选择。

他们需要想尽一切办法解决安全问题，尤其是“针刺试验”的问题。

在接下来的一段时间之内，激烈的竞争将促使动力电池变得更加安全，让电动车变得更加安全。

与此同时，OEMs有了更多的选择之后，在价格的谈判上也将会处于更加有利的地位，在供应安全上也将会有所改善。

对于电动车产业而言，这是一个好消息，对于消费者而言这是一个好消息。