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把握动力电池脉搏 蜂巢能源崛起在即

2020-06-24 浏览次数:2,294 次 真锂研究 顾国洪

近日一重磅消息吸引了业界的眼球——“国投招商10亿元入股蜂巢能源成第二大股东”。

根据工商注册信息,蜂巢能源科技有限公司(简称“蜂巢能源”)已于近日经完成了新一轮工商变更,注册资本大幅增加到15.2亿元人民币,国投招商投资管理有限公司(简称“国投招商”)通过旗下两只基金战略性入股,总投资10亿元人民币,获得蜂巢能源12.2%股份,正式成为蜂巢能源第二大股东。以此计算,蜂巢能源的投后估值约82亿元人民币。引入国投招商战略投资。对于蜂巢能源而言,是其成立两年来的一个重要里程碑。

图表 1:国投招商入股蜂巢能源

把握动力电池脉搏 蜂巢能源崛起在即

蜂巢能源原是长城汽车动力电池事业部,自2012年开始进行电芯的研发工作。2017年,长城汽车在澳大利亚入股了一个锂矿,而锂恰恰是制造新能源车动力电池所必不可少的主要金属元素之一;这也许就是蜂巢能源成立的契机。

2018年2月12日,长城汽车注册了蜂巢能源科技有限公司,正式经营锂离子动力电池及其正极材料。2018年10月27日,长城汽车发布公告,以7.9亿元的价格,将蜂巢能源100%股权转让给长城控股全资子公司保定瑞茂。2018年12月28日,长城汽车向蜂巢能源及蜂巢能源保定分公司出售123项专利、非专利技术资产及其他资产。蜂巢能源从长城汽车体系内独立,成为第三方动力电池企业,向国内和国际整车企业开放供货。至此,蜂巢能源开始了它新的旅程。

图表 2:蜂巢能源动力电池事业发展事件

时间 事件
2019年4月10日 蜂巢能源率先发布了首款车规级方形叠片电池——L6产品。
2019年4月底 蜂巢能源与国投招商在保定市正式签署投资协议,引入国投招商战略投资。
2019年7月10日 蜂巢能源牵手动力电池行业产学研相关机构共同推出叠片电池应用白皮书——《中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书》。
2019年7月10日 蜂巢能源在保定长城哈弗技术中心召开新品发布会,发布了两个比较新颖的概念性产品,无钴电池和四元电池。
2019年11月27日 常州金坛车规级AI智能工厂项目一期2019年11月27日正式投产。蜂巢能源金坛工厂总投资80亿元,产值超130亿元,规划产能18GWh(一期规划产能4GWh,二期项目规划8GWh,预计2020年年底投产,三期项目规划6GWh)。
2019年 蜂巢能源和捷威动力合资在盐城规划建设3GWh的软包电池项目。
2019年12月 金坛工厂首批叠片电池成功向客户交付,首批产品为51Ah方壳电芯。首批产品交付标志着蜂巢能源叠片电池稳步向量产迈进。
2020年 到2020年研发投入约30亿元。
2020年4月 蜂巢能源宣布引入国投招商投资管理有限公司的战略投资,并且公司正在进行第一轮融资,计划2022年申请科创板上市。
2020年5月18 蜂巢能源举办了一场线上发布会,正式向外推出了两款电池新产品,分别是115Ah电芯和L6薄片无钴长电芯。
2020年5月25日 蜂巢能源51Ah叠片工艺电芯率先通过UL2580及IEC 62660-3动力电池安全测试,满足美国(UL)及国际电工委员会(IEC)所制定的相应标准以及技术要求。
2020年6月 国投招商10亿元入股蜂巢能源成第二大股东。
2020年 斥资20亿欧元在欧洲建设24GWH大型动力电池工厂、配套正极材料工厂和电池技术中心。项目分二期实施,一期建设2020年启动,2022年建成投产。二期项目将于2025年投产。
2021年 L6-铁锂、L6-无钴和L6-三元都在同步开发中,预计在2021年初量产。
2021年 无钴电池2021年11月实现无钴电芯的商品化量产。
2022年 2022年11月达到四元材料电芯的商品化量产。
2022年 蜂巢能源将登录科创板。
2025年 国内规划产能76GWh,全球规划产能120GWh,工厂建设投入大于260亿元。

 

数据来源:公开资料整理

蜂巢能源至2018年2月成立以来,并没有直接生产电池芯投入装机,而是进行了一系列操作,融资、发布概念性产品、建立车规级工厂,同时进行新产品开发试验。因为动力电池产品的开发从需求认知到技术方案评审,到样品开发直到量产验收要经过几年的时间,其中ABCD样品开发的电化学稳定周期就需要36—48个月,这是动力电池与3C电池的不同点。

图表 3:蜂巢能源沿用国外先进新品开发流程

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数据来源:公开资料整理

为了打造明星产品,蜂巢能源首先要打造明星团队,1750的员工团队,研发人员就达到了1030人,外聘/外籍专家350人。

蜂巢能源性能实验室按照ISO/IEC17025的标准建立并运行,从建立伊始,就立足于电芯设计、系统设计、热管理、BMS等多维度的测试项目及评价体系,实现从电芯、模组到整包的一站式全方位的检测服务,保证产品的高性能和高可靠性。

从材料选择到工艺制造,再到产品组装与测试,各个环节都采用行业高标准,设备投入“一掷千金”。研发投入自2016年到2020年,累计达到29.3亿元,可谓大手笔。

当然,试制距离大规模量产仍然有一段路要走,但是从试制过程的严苛标准和大手笔投入,让我们对蜂巢能源有了新的期待。

国内纯电动汽车是政策驱动的,消费者市场没有真正起来,这时候销售冒进是最不理性的;所以融到足够的钱、拥有完整的研发迭代体系与高效率生产工艺才是重点,比装车更重要。

叠片工艺、无钴电池、四元电池、《中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书》、车规级AI智能工厂、国投招商10亿元入股,蜂巢能源的每一步动作都堪称业界王炸,走在世界前沿。至此蜂巢能源已拥有足够的资金支持,完整的研发迭代体系与高效率生产工艺,已安装腾飞的翅膀,等待时机,一飞冲天,跨入动力电池新时代!

1、中国动力电池产业发展史

2013年新能源汽车补贴政策正式出台,中国新能源汽车产业与动力电池产业迎来了高速发展。电动汽车由2013年的1.77万辆增长到2018年123.41万辆。动力电池也相应增长。

图表 4:2013-2020年前5月中国电动汽车产量

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数据来源:真锂研究,单位:万辆

图表 5:2016-2020年前5月中国电动汽车装机量

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数据来源:真锂研究,单位:GWh

2016—2019年中国动力电池装机量逐年增长,2018年同比增长68.42%,2019年受国家新能源汽车补贴政策退坡及国内外环境因素影响,增速放缓,只有10.82%。2016年EV客车占比超过一半,2017年EV客车和EV乘用车占比均衡,2018年以后EV乘用车占比超过50%。

图表 6:2016-2020年前5月中国动力电池企业不同电池类型装机占比

电池类型 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年前5月
LFP 72.4% 49.1% 37.8% 33.6% 25.6%
LMO 3.8% 4.1% 1.8% 0.7% 0.5%
LTO 1.1% 1.6% 0.8% 0.6% 0.0%
NCA 0.6% 0.9% 0.4% 1.1% 1.9%
NCM111 8.2% 13.2% 4.4% 0.8% 0.6%
NCM523 10.4% 31.0% 53.4% 47.5% 33.6%
NCM622 1.1% 10.4% 12.0%
NCM811 0.2% 0.02% 0.4% 5.2% 25.9%
NCM未知 3.1%
NCM合计 21.9% 44.3% 59.2% 63.9% 72.1%
OLO 0.002%
镍氢电池 0.1%
铅酸电池 0.1%
总计 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%

数据来源:真锂研究

而在2016年动力电池技术路线发生了转变,2016年及以前中国动力电池走铁锂路线,2016年LPF电池占比72.4%,2017年随国家新能源汽车补贴政策对能量密度的要求提高,LFP电池占比减少,NCM三元电池占比提高,二者各占半壁江山,是由铁锂路线到三元路线转换的一年,2018年以后,LFP电池占比继续走低,NCM三元电池占比超过50%,真正由铁锂路线为主转变成以三元路线为主。

铁锂和三元技术路线的转变,也使动力电池企业格局发生变化,沃特玛倒下,宁德时代、比亚迪转变技术路线,宁德时代、孚能科技迅速崛起。

图表 7:2016-2020年前5月中国动力电池企业电池路线

电池企业 电池类型 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年前5月
CATL LFP占比 77.0% 54.3% 42.1% 35.8% 32.6%
NCM占比 23.0% 45.7% 57.9% 64.2% 67.4%
比亚迪 LFP占比 100.0% 83.1% 38.8% 27.0% 16.9%
NCM占比 0.0% 16.9% 61.2% 73.0% 83.1%
孚能科技 NCM占比 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%
沃特玛 LFP占比 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%
亿纬锂能 LFP占比 33.7% 26.1% 86.9% 96.4% 79.4%
NCM占比 66.3% 73.9% 13.1% 3.6% 20.6%
欣旺达 NCM占比 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%

数据来源:真锂研究

图表 8:2016-2020年前5月中国动力电池企业装机量TOP10

排名 电池企业 2016年 电池企业 2017年 电池企业 2018年 电池企业 2019 年 电池企业 2020年前5月
1 比亚迪 7284 CATL 9978 CATL 23344 CATL 32138 CATL 6244
2 CATL 6519 比亚迪 5524 比亚迪 11580 比亚迪 10919 比亚迪 1948
3 沃特玛 2485 沃特玛 2044 国轩高科 2995 国轩高科 3368 LG化学 1848
4 国轩高科 1626 国轩高科 1999 力神 2064 力神 1969 中航锂电 490
5 力神 1357 比克 1480 孚能科技 2027 亿纬锂能 1695 国轩高科 457
6 比克 704 孚能科技 1097 比克 1788 中航锂电 1518 松下 279
7 万向 566 力神 897 亿纬锂能 1235 时代上汽 1275 时代上汽 251
8 哈光宇 474 亿纬锂能 692 北京国能 781 孚能科技 1205 亿纬锂能 244
9 中航锂电 459 北京国能 680 中航锂电 677 比克 675 力神 224
10 盟固利 445 福斯特 575 恒大 658 欣旺达 657 塔菲尔 190

数据来源:真锂研究,单位:MWh

2016-2020年前5月动力电池企业装机量TOP10榜单均在榜上的有CATL、比亚迪、国轩高科、力神四家企业,比克、中航锂电、亿纬锂能4次在榜上,孚能科技3次在榜上。

CATL、比亚迪、孚能科技的崛起见证了中国动力电池企业的发展的三个历史阶段。以比亚迪为代表的1.0时代,以宁德时代为代表的2.0时代,以孚能科技为代表的3.0时代。

2、比亚迪——动力电池产业1.0时代

比亚迪股份有限公司是王传福创建于 1995 年的民营企业,从二次充电电池起家(1995-2003 年),2002年7月31日在香港主板发行上市,2003 年通过收购西安秦川成立比亚迪汽车有限公司,进入汽车行业,中间起起落落,2016-2020年前5月比亚迪汽车产量均在第一、二名。

2017年之前比亚迪一直坚持“垂直整合”的战略,自己研发生产零部件,组装整车,也依靠自身研发车机软件系统,一直试图将庞大的供应链纳入自家经营范围。目前在中国国内,真正具有电芯级别自主研发和生产能力的汽车企业,只有比亚迪一家。其他都是外采电芯自己封装电池包PACK,甚至有的新能源车厂家连封装PACK的能力都不具备,全部外包。比亚迪之前坚持“垂直整合”的战略,除了出于降低成本,提供效率的考虑,根本上还是为了进行集成和创新。

比亚迪的模式开启了中国动力电池产业的1.0时代。

图表 9:2016-2020年前5月中国电动汽车产量TOP5

排名 车企集团 2016年 车企集团 2017年 车企集团 2018年 车企集团 2019年 车企集团 2020年前5月
1 比亚迪 100417 北汽集团 116722 比亚迪 229843 比亚迪 198766 特斯拉 38865
2 北汽集团 58845 比亚迪 108333 上汽集团 162776 上汽集团 167422 比亚迪 36448
3 吉利集团 46345 吉利集团 83572 北汽集团 159547 北汽集团 139010 上汽集团 27834
4 众泰 36278 上汽集团 73945 奇瑞 82928 吉利集团 82029 广汽集团 19526
5 上汽集团 27322 东风集团 40847 吉利集团 81630 东风集团 79510 一汽集团 17266

数据来源:真锂研究,单位:MWh

图表 10:2016-2020年前5月电池企业装机情况

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数据来源:真锂研究,单位:MWh

虽然如此,比亚迪还是为“垂直整合”的战略付出了代价。这其中最大的损失无疑是动力电池业务的失利。2016年及以前,比亚迪动力电池装机量排名第一,自产自销自用的模式让比亚迪在电池采购上节省了很多成本,从而让自家的汽车更具价格竞争力。但由此产生的副作用是,封闭的生产系统让比亚迪对于市场的变化不再敏感,在锂电池布局上落后一步,2017年开始被宁德时代反超。自此比亚迪打破之前封闭的“垂直整合”模式,开始了 “市场化”。2019年8月,比亚迪向外宣布,将分拆动力电池部门,面向所有汽车制造商供货,并预计在2022年前后电池业务分拆出去并独立上市。

宁德时代的成功标志着中国动力电池产业进入2.0时代。

3、宁德时代——动力电池产业2.0时代

图表 11:2016-2020年前5月电池企业供货车企产量

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数据来源:真锂研究,单位:万辆

2017年,宁德时代锂离子动力电池装机量以10.0GWh超过比亚迪,在全球动力电池市场占有率 17%,全球排名第一,在中国市场份额29.6%的。并在科技部正式发布的《2017 年中国独角兽企业发展报告》中高调入选。宁德时代以独角兽之姿成为当年最大的黑马。

CATL原为ATL的动力电池分部,2011年ATL总裁曾毓群为了摆脱日资控股,成立宁德时代。宁德时代靠技术实力和“走出去”战略快速崛起,2014 年为华晨宝马首款高端纯电动车“ 之诺1E”提供动力电池系统,成为国内首家成功进入国际车企供应商体系的动力电池企业。截至目前,与宁德时代和合作的车企有宇通,吉利,金龙,江铃,本田,长安,北汽新能源,大众,戴姆勒,宝马,东风,雷诺日产、广汽,上汽等近百家。2017年CATL为41家车企19.82万辆电动汽车提供电池,2019年为71家车企54.33万辆电动汽车提供电池,自然,比亚迪的自产自销已无法比拟。

2018年6月11日,深交所公告,宁德时代新能源科技股份有限公司人民币普通股股票创业板上市。

图表 12:2016-2020年前5月电池企业供应车企数量

电池芯企业 2016 2017 2018 2019 2020年前5月
CATL 33 41 59 71 60
比亚迪 2 2 4 7 7
孚能科技 3 3 4 4 3
亿纬锂能 22 30 31 17 9
欣旺达 1 1 1 3 2

数据来源:真锂研究,单位:家

如果说宁德时代是中国动力电池之霸主,那么在软包动力电池领域,孚能科技是当之无愧的“软包动力之王”。

4、孚能科技——动力电池产业3.0时代

2020年5月孚能科技获得批准在中国科创板上市,计划通过IPO筹资约34.4亿元,可能使公司估值达到300亿元。孚能科技的上市标志着中国动力电池产业进入3.0时代。

2018年,孚能科技完成了C轮融资,吸引了国内最具有实力和资源的投资方,由中国国新控股有限责任公司旗下的中国国有资本风险投资基金领投,兴业银行、交通银行等数家顶级投资机构跟投。此轮融资以50亿元的融资额刷新了近12个月以来全球新能源电池领域的融资纪录。孚能科技上市前共完成了4轮融资,在册股东46个,包括国风投、东兴资本、云晖资本、国科投资、北汽产业等明星投资机构,可见明星资本对其未来的发展以及上市抱有很大的期望。

孚能科技公司创始人王瑀、Keith博士及团队自1997年开始从事动力电池产品的技术研发工作,是业内最早确立以三元化学体系及软包动力电池结构为动力电池研发和产业化方向的企业之一,也是国内第一批实现三元软包动力电池量产的企业。

图表 13:2016-2020年前5月中国软包电池企业装机量排名

排名 软包企业 2016年 软包企业 2017年 软包企业 2018年 软包企业 2019年 软包企业 2020年前5月
1 万向 566 孚能科技 807 孚能科技 1,960 孚能科技 1,205 捷威 98
2 盟固利 445 北京国能 680 北京国能 781 恒大 650 孚能科技 87
3 北京国能 429 微宏动力 413 恒大 658 多氟多 604 万向 85
4 LG化学 239 天劲 385 万向 606 桑顿 556 盟固利 73
5 SK创新 229 盟固利 360 桑顿 538 捷威 549 桑顿 55
6 钱江锂电 202 捷威 358 捷威 464 河南锂动 403 CATL 52
7 微宏动力 201 万向 310 微宏动力 412 CATL 390 多氟多 51
8 捷威 196 多氟多 250 CATL 352 盟固利 235 亿纬锂能 50
9 多氟多 167 恒大 242 天劲 302 万向 184 华鼎国联 16
10 恒大 114 湖州天丰 207 盟固利 284 微宏动力 178 南都 13
11 孚能科技 87 超威 110 多氟多 257 惠州亿鹏 101 恒大 12

数据来源:真锂研究,单位::MWh

在软包动力电池方面,孚能科技的装机量2017—2019年连续三年排名均为国内第一,全球第三。当前,公司可量产单体电芯能量密度高达285Wh/kg的动力电池,宁德时代、松下亦比之不及。2017年,孚能科技与世界500强北汽的联合,签订了5年100万台新能源汽车的战略合作协议,成就业内有史以来最大订单。2018年,公司击败LG化学、宁德时代等顶尖厂商,拿下奔驰戴姆勒上亿级订单,成为汽车历史上又一个“高光时刻”。 孚能科技已北汽、奔驰、长城、江铃、一汽、广汽等知名车企建立了合作关系。

5、蜂巢能源——动力电池产业4.0时代

以技术创新为主导,以资本思维做实业,打造的蜂巢能源开启了中国动力电池产业的4.0时代。

2016年—2019年长城汽车主要采用CATL、孚能科技、塔菲尔的电池芯,并自制电池包,2018年蜂巢能源在长城汽车注册成立后,就开始为长城汽车供应电池包,2020年4月开始为长城汽车供应自主研发的电池芯,采用比亚迪的自产自销模式。但长城汽车是否会自2020年以后只采用蜂巢能源的电芯而放弃CATL,孚能科技,蜂巢能源的电芯是否只供应长城汽车?显然,蜂巢并非完全的比亚迪似的自产自销,目前已经开始为宝马MINI 纯电动版做动力电池适配,并且相应的电池电芯也交给大众汽车、PSA集团等多个国际主流车企做产品测试,蜂巢能源深知,“走出去”才是硬道理。

图表 14: 2016-2020 年前5月长城汽车电池芯供应商对应关系

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数据来源:真锂研究,单位:MWh

图表 15:2018-2020年前5月蜂巢能源为长城汽车提供电池包和电池芯

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数据来源:真锂研究,单位:MWh

蜂巢能源自成立以来,一直把技术研发放在首位,投入大量研发资金,用两年时间研发出了车规级方形叠片电池、无钴电池和四元电池,开启了国际动力电池领域新的技术路线,完成了其他电池企业用几年未走完的路。

5.1 蜂巢能源“叠时代”

图表 16:叠片工艺较卷绕工艺的优势

序号 优势
1 更符合纯电动化里航对大模组、大电池的需求
2 更符合车辆对电池超长使用寿命的需求
3 更符合移动交通工具对轻量化、长续航追求
4 更符合车辆对电池瞬间大功率输出的需求
5 更符合车辆对长期安全性和稳定性的需求

数据来源:公开资料整理

图表 17:叠片电池与卷绕电池工艺对比

电池工艺类型 正负极片 模切工序 成型的极组形态 品质控制 生产速度 能量密度 循环寿命 成本
叠片电池 片状 按照正负极片的设定数量进行叠片,数量达到设定值时完成一个电芯的叠片 毛刺及粉尘控制要求更高。 较叠片提升5% 较叠片增加10% 较叠片减少5%
卷绕电池 连续 在检测到极片上的mark孔时,在mark孔位置进行裁断,完成一个极组的卷绕 极组在层数相同的情况下,极耳的数量比叠片电池多一倍

数据来源:公开资料整理

由于叠片电芯尺寸灵活,不受卷绕卷针结构的限制,层叠方式生产,极片的界面平整度高,能满足传统的卷绕方式电芯不能的满足车规级动力电芯的形态要求,在车规级动力电芯领域将得到广泛应用。因此,国内的CATL、孚能科技,捷威动力、万向A123、微宏动力,日韩的松下、三星SDI、LG,SK,AESC等行业头部企业都有在2022年之后导入叠片工艺的计划。

但由于叠片式工艺的生产速度低于卷绕式工艺,进而影响整体效率和出货量,在产能无法保证的情况下,平均成本并无优势,也使众多厂家望而却步。

图表 18:蜂巢能源“叠时代”叠片效率

叠时代 第1代 第2代 第3代
叠片效率 0.6s/pcs/单工位 0.45s/pcs/单工位 0.25s/pcs/单工位

数据来源:公开资料整理

蜂巢能源率先解决了这一问题,采用45度角制造工艺的第一代叠片电芯机器,可以实现0.6秒/片的生产速度,成为全球第一批使用叠片工艺电芯的企业。

2019年11月27日,常州金坛车规级AI智能工厂项目一期正式投产,正式提出了“车规级”的概念,以车为服务目标,对电池安全系数及一致性的要求更高,其严苛程度是传统电池的200倍以上,因此必须制定全新的电池制程规范和工艺标准,以达到车辆使用的安全要求。

2019年12月,金坛工厂首批叠片电池51Ah方壳电芯成功向客户交付。2020年5月25日,蜂巢能源51Ah叠片工艺电芯率先通过UL2580及IEC 62660-3动力电池安全测试,满足美国(UL)及国际电工委员会(IEC)所制定的相应标准以及技术要求,至此蜂巢能源电芯获得中国、美国、欧盟等主要国际市场严苛标准的检验认可。

2019年7月10日,全球首部叠片电池应用白皮书——《中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书》的发布,为车规级动力电池指明了未来发展的安全之道,标志着动力电池进入“叠时代”,蜂巢能源功不可没。

5.2 蜂巢能源无钴电池

图表 19:2016-2020年前5月中国动力电池企业NCM不同电池类型装机占比

电池类型 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年前五月
NCM111 37.7% 29.9% 7.4% 1.2% 0.9%
NCM523 47.5% 70.1% 90.2% 74.4% 46.6%
NCM622 1.8% 16.2% 16.7%
NCM811 0.7% 0.0% 0.6% 8.2% 35.9%
NCM未知 14.1%
NCM合计 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%

数据来源:真锂研究

由于钴的昂贵性和稀缺性,目前,“高镍低钴”成为三元锂电池的发展趋势,车企和动力电池企业都在致力于降低钴元素在动力电池中的比例。

而在NCM三元细分领域,目前虽然还是以NCM523为主,但高镍N被普遍认为是动力电池未来发展方向的情况下,NCM811已有明显抬头之势,2020年前5月NCM811在全部电池类型中占比25.9%,在NCM中占比高达35.9%。低钴及无钴化电池自然而然就成为下一代动力电池的研发方向。

图表 20:蜂巢能源推出的两款电池新产品参数

蜂巢电芯产品 尺寸 容量 能量密度 SOP 续航里程 电量
115Ah高速叠片方形锂离子电芯 33*220*101.6 115Ah 245Wh/kg(575Wh/L) 2021年6月 600km 96度(搭载14个标准的590模组)
L6薄片无钴长电芯 575*21.5*118 226Ah 240Wh/kg(590Wh/L) 2021年下半年 880km 135度(无模组)

数据来源:公开资料整理

今年5月18日晚,蜂巢能源举办了一场线上发布会,正式向外推出了两款电池新产品,分别是115Ah电芯和L6薄片无钴长电芯。115Ah电芯能够搭载到目前大部分新的纯电平台上,这款产品的电池包在整车端可以实现15年120万公里的质保。L6薄片无钴长电芯将会搭载到蜂巢能源和长城汽车合作开发一款新的电动汽车上,仿真测得NEDC工况续航里程最高可达880公里,按目前的标准看,这将是市面上续航最远的一款电动车。蜂巢能源的无钴电池,将会是世界上第一款量产的无钴动力电池。蜂巢能源总裁杨红新表示,“蜂巢能源的叠片无钴长电芯在能量密度上可以媲美811,安全性和寿命要远超811,同时成本又比目前的811低很多,是一种大有希望的新材料体系。

蜂巢能源无钴电池采用了镍锰酸锂材料。这一技术在20年前就已经有了理论基础,但受限于电解液和循环性能的问题,一直未能产业化。而蜂巢能源通过阳离子掺杂技术、单晶技术、纳米网络化包覆三项关键技术,实现这种电池的规模化应用。

图表 21:三种电池性能对比

电池类型 安全性 续航里程 循环寿命 加速性能
磷酸铁锂电池
无钴电池
三元高镍电池

数据来源:公开资料整理

随着国家政策导向的变化,磷酸铁锂电池和三元锂电池两个技术路线的竞争仍在不断加剧,在安全性、续航里程、循环寿命等方面各有优缺点,近日,比亚迪用刀片电池这种新的结构工艺提升了磷酸铁锂电池的能量密度,加上磷酸铁锂的高安全性,让磷酸铁锂电池站到了一定的优势。

从目前三元锂电池量产的车型来看,最大工况法续航里程为668公里,是特斯拉model3,采用LG化学的NCM811圆柱电池。最大电芯重量能量密度为280Wh/kg,是零跑汽车,采用CATL的NCM811软包电池。蜂巢能源推出的两款无钴电芯,能量密度均达到240Wh/kg以上,续航里程600公里、880公里,均处于领先水平。

无钴电池的问世,也许能打破磷酸铁锂和三元电池两者之间的抗衡,为未来动力电池的市场加入新的格局。

5.3 蜂巢能源四元电池

四元材料NCMA就是在NCM三元锂正极材料中混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态,并且成本最为昂贵的钴元素含量进一步下降。

图表 22:NCMA四元正极材料与三元材料性能对比

材料 钴含量 量产成本 放热峰值反应温度
NCMA四元正极材料 5% 100美元 205摄氏度
NCM622/NCA三元正极材料 20% 148美元 200/ 202摄氏度

注:表中数据为LG化学与通用公布的数据

按照LG与通用公布的数据,相比于三元材料NCM和NCA,四元锂电池在高镍路线上表现出循环寿命更长、安全性更高、成本更低的优异性能。材料企业、车企和电池厂均争相上马。

图表 23:布局四元锂电池的企业

公司属性 国别 企业 情况
材料企业 中国 格林美 完成了四元正极材料的研发与量产工作,NCMA 前驱体正在与客户进行吨级认证。
中国 容百科技 认为NCM 和NCA 可能最终融合为NCMA.。
韩国 Cosmo AM&T Cosmo AM&T是LG化学NCMA四元锂电池正极材料的主要供应商,该公司表示,其目前正在研究NCMA高镍正极材料,其中镍含量达到92%,正极能量密度为228mAh/g。该公司预计会在2021年实现四元正极材料的量产,在量产后会首先与LG化学进行验证,不过该公司在正极材料方面也与三星SDI达成了合作,因此也很可能会向三星SDI供应NCMA正极材料。
美国 林奈新能源 其在中国的分公司申请了四元正极材料的专利,并于2019年2月5日公开了公告。
电池企业 中国 蜂巢能源 在2019年7月的发布会上发布了NCMA四元锂电池产品和无钴电池产品,2019年第四季度完成NCMA四元正极材料的产能布局,初期产能每年100吨,到2021年,正式量产NCMA四元锂电池。
中国 国轩高科 2016年,国轩高科申请了两款四元锂电池的制备方法专利,两项专利分别于2018年与2019年获得发明授权。国轩高科的技术路线相对小众,其申请的是NCAT(镍钴铝钛)与NCMT(镍钴镁钛)正极材料的制备专利。
中国 宁德时代 暂时没有对外宣布会进行NCMA电池的研发,但考虑到格林美是其正极材料的供应商之一,因此宁德时代同样有可能在暗中进行NCMA电池的研发工作。
韩国 LG化学 率先宣布将会量产NCMA四元锂电池,并将其运用到与通用合作的Ultium电池组中。
整车厂 中国 通用 在2020年3月4日开幕的“EV week”上公布了与LG化学合作研发电池的项目,而该项目的核心就是NCMA电池与Ultium电池组技术。

数据来源:公开资料整理

蜂巢能源在2019年7月10日的新品发布会上全球首发NCMA四元锂电池产品和无钴电池产品,并预计到2021年正式量产NCMA四元锂电池,引起业界极大关注,在四元电池领域,蜂巢能源又首当其冲。

蜂巢能源在成立短短2年时间,就能以技术取胜,在业界脱颖而出,靠的是优秀的团队、先进的思想和大量的研发投入,到2020年蜂巢能源在动力电池方面的研发投入已近30亿元人民币。

有了思想,有了投入,还得有技术和资金。蜂巢能源沿用国外先进的新品开发流程,实现了技术上的突破。但这还远远不够,无钴电池和四元电池还没有量产,还需要有大量的资金支持。2020年4月,蜂巢能源宣布引入国投招商投资管理有限公司的战略投资,并且公司正在进行第一轮融资,计划2022年申请科创板上市。6月,国投招商10亿元入股蜂巢能源成第二大股东。

6、中国动力电池产业发展未来

图表 24:动力电池企业未来发展方向

电池芯企业 产品类型 产品形状 产能规划(GWh) 技术路线规划 配套车企 产业链布局
CATL NCM+LFP 方形为主,软包少量 230 新型锂空气电池 上汽、北汽、奇瑞、宝马、大众、戴姆勒、捷豹路虎等 国内外全方位布局
比亚迪 NCM+LFP 方形 100 硅基为负极材料的电池 比亚迪、长安、东风等 国内外全方位布局
孚能科技 NCM 软包 100 高能量密度软包封装结构电池 北汽、长城、江铃、一汽等 国内外全方位布局
蜂巢能源 NCM 方形 120 叠片工艺、无钴电池、四元电池 长城、宝马、大众等 国内外全方位布局

数据来源:公开资料整理

从动力电池企业未来发展规划来看,宁德时代、比亚迪、孚能科技,蜂巢能源更有前瞻性。未来三年,宁德时代、比亚迪、蜂巢、孚能科技将进入中国锂电动力电池榜单TOP5。

纵观蜂巢能源的发展史,毫无疑问与国内动力电池龙头企业CATL、比亚迪、孚能科技等有着千丝万缕的联系,又有诸多相似与不同。

如果说比亚迪动力电池是1.0时代,垂直整合,先自己用自己维护,稳定后分拆。宁德时代做动力电池是2.0时代,在ATL孵化,时机成熟独立,抓住市场机遇,绑定顶级客户迅速做大做强,独立上市扩张。孚能科技做动力电池是3.0时代,用资本思维做实业,明星团队、明星客户、明星投资人,冲刺IPO,成功后看落地执行能力。那么蜂巢能源则是4.0时代,囊括前三代,车厂自制电池时代。学习比亚迪,内部孵化;学习宁德时代,以技术创新取胜,走高端路线,获得国际认证:学习孚能,用资本思维做实业。

我们期待着蜂巢能源这个三好学生早日崛起!

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