再谈纯电动车安全性,811电池何去何从?

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(www.zadj.cn)。

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Aion S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?

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Aion S也选用了宁德时代的811电池,能量密度增加到了180wh/kg。

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。

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。

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。

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。

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。

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Aion S,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Aion S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,Aion S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?

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。

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。

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。

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

公司名称:无锡盈立莱光电科技有限公司