作者I小董同学
编辑IChris
3月10日,广汽埃安自研动力电池试制线打桩开建。这意味着广汽集团发布的「中子星战略」中,电池体系建设中的最后一步已经开始。
据广汽埃安官方的说法,自研电池试制线项目整体占地面积约平方米,包含了从浆料制备到电池Pack生产完整的电池全流程生产工序,以及材料研发、理化测试、电性能等实验室。
简单说——自造电池。
埃安自研电池试制线预计年底建成,并正式投入运营。包括海绵硅负极片电池在内的广汽埃安自研电池将在此条试制线实现自主生产。
这也产生了一些疑问,广汽埃安电池现在什么水平?为什么要自己造电池?埃安造的电池能否走出更远一步呢?
自研自造
说到广汽埃安的电池,还要从年埃安发布的弹匣电池开始,毕竟比亚迪的刀片电池红极一时,而针刺实验成为了大家喜闻乐见的一件事。
弹匣电池诞生的首要挑战也是针刺。这一次相比磷酸铁锂更加不稳定的三元锂,也变得老老实实。
不起火,意味着埃安已经在电芯方面的开始投入。
电芯设计上,埃安从正极材料的纳米级包装和掺杂技术的应用,以此提高热稳定性。电解液新型添加剂的应用实现了SEI模的自修复,降低电芯短路风险。高安全电解液,在高温情况下形成高阻抗界面膜,大幅降低热失控反应产热。
这让电芯的耐热温度提升30%,如此一来广汽埃安的电芯只能进行定制。
弹匣电池还搭载了广汽埃安第五代电池管理系统(BMS),可实现每秒10次,24小时不间断的数据采集,实时监测电池Pack健康状态。在发生异常时,还可以启动电池速冷系统为电池降温。
除此之外,高隔热的电池仓、液冷集成系统、精准导热路径设计等等方面,呈现了最终弹匣电池的高安全性。
弹匣电池公布一个月后,广汽集团发布了「中子星战略」,包括海绵硅负极片电池技术和超充电池技术,以及BMS、电池Pack方面确立目标。
这里重点聊聊海绵硅负极片电池。
目前海绵硅负极片电池技术已经量产上车,就是AIONLXPlus,CLTC工况下续航标准达到km,成为国内市场上续航里程最高的车型,对于广汽埃安来说意义重大。同样对于不少表示「电动车续航过km,我就买」的小伙伴来说,更是「意义重大」。
海绵硅负极片,这个名字已经说明了其最大特点,硅负极。与一般动力电池中采用的石墨负极不同,埃安这次把硅放到了负极,包括保时捷、奔驰、特斯拉等车企都选择将采用硅作为负极。那为什么是硅呢?
硅的优势在于——容量大,硅是目前发现的理论比容量(mAh/g)最高的锂离子电池负极材料,而石墨的理论比容量只有mAh/g。然而现在电池技术已经将石墨的比容量做到了mAh/g,已经无法继续增长。从长远来看,CTC结构已经让电池Pack上的空间魔法达到极致。在固态电池技术并没有完善前,想要进一步提升电动车的续航水平,首当其冲的就是从目前电芯负极下手。
有利自然会有弊。
容量大的优势也让硅有着难言之隐,硅会让充放电过程中电池的体积变化增大,导致其可循环性下降,同时还会伤害SEI膜,进而降低电池容量。
广汽的解决办法也正如其名,让硅负极像海绵一样柔软,令其体积变化减小,从而减少伤害。当然想要做到这点并不容易,埃安采用了纳米复合硅、自修复功能的粘结剂和梯度符合涂布技术,这里就不进行展开了。
最终广汽集团表示,海绵硅负极片电池技术实现锂离子电池体积缩减20%,重量减轻14%,电池电芯能量密度能够达到Wh/kg,并且未来还有进一步提升空间。
电池Pack有了,电芯技术有了,BMS有了,如果再能自己造电芯就完美了。
这也是广汽「中子星战略」的终极目标。在三年内,实现自主研发动力电池电芯规模化搭载应用,中长期实现自研自产目标。本文开头提到的广汽埃安自研电池试制线,也成为「中子星战略」的一个重要组成部分。
作为车厂,从供应商采购大家已经习以为常,而作为国企的广汽埃安为什么要执着于自造电池呢?
「防御」
对于广汽埃安来说,自产最重要的目的是「保障供应链」。从全球范围芯片短缺中来吸取的教训,供应链的重要性不言而喻。对于电池,广汽埃安这次准备的更加充分。
年搭载宁德时代的第一代NCM三元锂电池的AionS多次自燃,然而广汽和宁德之间「相互甩锅」,最终不欢而散。
正因此,广汽选择了另一个合作伙伴,中创新航(中航锂电)。
中创新航的出现迅速代替了宁德时代,成为广汽埃安最大的电池供应商。而中创新航在年的装车量已经跃进到国内排名第三,并且中创新航已经成为东风、长安、吉利、小鹏等多家汽车品牌的动力电池供应商。
当然中创新航能够站在如今的位置上离不开广汽。一方面是广汽为其带来了大量订单,更重要的是广汽带给中航锂电大量的技术支持,就像当年宝马和宁德的关系一样。据36氪,广汽向中创新航提出超过项整改意见,帮助后者建立起了量产和质量体系。
像这种供应商和车企在电池供应上出现的矛盾,在特斯拉身上也发生过。在特斯拉早期,只有松下的锂电池能够符合特斯拉对动力电池的要求。年特斯拉ModelS诞生,特斯拉电池的需求量进一步扩增,而松下电池的产能并没跟上。这让Elon感到危机,因此Elon提出与松下共同建设一个电池工厂——内华达Giga1。
不过特斯拉Model3的横空问世,全球需求量大涨,这让特斯拉的产能需求大幅上升。年4月,Elon就曾公开表示过Giga1的电池产能限制已经影响到Model3的产量了。在Elon的强压下,引发了松下的不满。年9月,松下社长津贺一宏告诉媒体「Elon很多次要求降低采购价格,我也回应过Elon,如果再这样下去,我们要考虑撤走超级工厂的全部松下员工和设备」。一个月后,松下社长津贺一宏再次表示「如果可以再来一次,松下不会投资超级工厂」。
显然,松下和特斯拉的关系变得微妙。Model3的需求依然上涨,年上海工厂完工在即,仅靠松下的产能肯定是不够的。这让特斯拉在中国的电池供应商上选择LG化学、宁德时代,甚至在今年特斯拉将采购比亚迪的刀片电池。同时在全球范围内,特斯拉选择在加州、柏林工厂附近建立电池工厂来保障自己的供应链需求。特斯拉更加极端,计划将加州电池工厂的产能达到GWh,柏林电池工厂的产能达到GWh。
所以对于广汽来说,除了扶持中创新航外,自己进行电池生产线的布局也是保障电池供应链最稳妥的做法。
当然自造需要能力,广汽对电池技术的研发一直没停下脚步。截止年末,广汽集团拥有超人的研发团队,并拥有电池实验室和测试场。同时具备80多项专利,其中发明专利比例达到70%。既然能够扶持住中创新航,自造电池的能力自然是有的。
自造电池还有另一个作用,议价权。对于广汽埃安这种中高端品牌来说,电池成本无疑是其电车成本中占比较大的一部分。虽然目前自造电池成本与宁德时代、比亚迪等电池大厂相比依旧无法抗衡。但具备大规模生产能力后,对于埃安向外采购的议价权非常重要,同时也是对埃安自身车辆产能的一种保障。
如果广汽埃安自造电池产能进一步提升,在未来会不会像比亚迪一样外供电池呢?
出圈?
对广汽埃安来说,现阶段能够自给自足亦是难事。
电池需求量跟车型销量密不可分,年广汽埃安全年累计终端销量达到辆。在年自然是上涨趋势,突破20万辆不成问题。并且埃安全系基本都采用较大电池,如果按照每台车平均70度电池计算的话,年广汽埃安的电池需求量就要达到14GWh。
现阶段除采用供应商方案外,广汽还在推动合资项目进行电池生产。
目前合资最大的一条产线是广汽和宁德时代的合资项目,时代广汽动力电池有限公司。该项目总产能达到15GWh,分两期进行建设。当然这也受到宁德和广汽事件影响,延期了近一年。一期10GWh项目已经在年10月投产,目前正在处于产能爬坡期。
另一家则是广汽集团孵化的巨湾科技,其主要负责研发,例如高倍率电池、kW的快充桩等等,当然巨湾科技也在建设产能。
巨湾技研曾表示,将在广州*埔开发区建设研发与生产基地,从事超级快充电芯、下一代新型储能器件及PACK集成系统的研发和生产。该项目预计总投资30亿元、产能8GWh,于年一季度建成投产。而针对石墨烯电池的南沙PACK工厂一期已经建成,规划产能为4GWh。
巨湾技研在中长期的规划中,规划产能将达到GWh。
以上两家依旧是以广汽为主导,并不完全属于埃安。
那么这一次广汽埃安自研动力电池试制线开建,总投资也不过3.36亿,按照3亿/GWh的投资成本来算,这条产线的产能也就在1GWh左右。如果这条试验线成功,进一步扩产是必经之路。
当然想要像比亚迪那样大规模外供的几率非常低了。埃安毕竟还是隶属于广汽集团旗下,而比亚迪是靠电池起家的,两者实力差距悬殊。
上文中也提到自给自足还是难事呢,想要供应埃安车型至少需要几年的产能扩张。此外,在国内如此内卷的电池市场中想要外供更是难上加难。
综上,广汽埃安自造电池主要应对的是自家车型需求,更多电芯技术能够更快应用。想要在电池市场中占据一定地位的可能性极低,除非研发出具备足够竞争力的电芯,并且产能得到大规模扩建。但这两者的难度都不亚于推出一款爆款车型。
年底,广汽埃安自研电池试制线建成,意味着埃安在电池电芯环节实现闭环,从研发到制造一体化。虽然走出去很难,但是电池新技术能够更快上车,同时成本和供应端都能得到有效控制。这对于现阶段的广汽埃安来说无疑是进一步巩固自身技术壁垒的一块砖。