在新能源交通工具快速發(fā)展的澎湃浪潮下,電池的安全性日益為社會(huì)所重視。中國(guó)是電動(dòng)自行車生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó),全社會(huì)保有量超過(guò)3.5億輛,位居全球第一。傳統(tǒng)電動(dòng)自行車多選用鉛酸電池,相較于鋰電池,鉛酸電池能量密度低、重量大、續(xù)航里程短,近年來(lái)開(kāi)始被鋰電池規(guī)�；�取代。鋰電池的安全性一直是其應(yīng)用的關(guān)鍵,也是生產(chǎn)企業(yè)重點(diǎn)攻克的難題。

6月13日,中國(guó)電動(dòng)兩輪車用鋰離子電池安全及高質(zhì)量發(fā)展推進(jìn)會(huì)在河南安陽(yáng)召開(kāi)。會(huì)上,克能新能源科技有限公司創(chuàng)始人及董事長(zhǎng)柯克博士就電動(dòng)自行車電池安全和行業(yè)發(fā)展前景進(jìn)行了深度闡述。

圖為克能新能源創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)柯克博士

聚焦小動(dòng)力電池研發(fā),致力打造高安全性產(chǎn)品

作為河南省2020年重大招商引資項(xiàng)目和國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),柯克創(chuàng)立的克能新能源專注新型動(dòng)力鋰離子電池材料、電池單體及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售�？驴俗鳛閲�(guó)家級(jí)專家、教授級(jí)高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師、工學(xué)博士,在動(dòng)力電池行業(yè)從業(yè)30余年,曾就職于日本豐田、超威集團(tuán)等大型企業(yè),對(duì)電池行業(yè)理解深刻。

在創(chuàng)辦克能新能源之初,柯克就將公司定位為“更安‘芯’給力的電池專家”。他對(duì)第一財(cái)經(jīng)表示,安全可靠是克能新能源的核心追求,公司以兩輪車市場(chǎng)為目標(biāo),通過(guò)精細(xì)化研發(fā)和管理,專注提供中等規(guī)格、熱穩(wěn)定性高、安全性高的高端軟包電池,包括錳酸鋰、磷酸鐵鋰等不同技術(shù)路線。

在會(huì)議現(xiàn)場(chǎng),柯克展示了克能安芯X系列電芯產(chǎn)品。“在滿電針刺檢測(cè)中,安芯電池可做到不起火、不爆炸,通過(guò)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證,達(dá)到即將實(shí)施的鋰電‘新國(guó)標(biāo)’的標(biāo)準(zhǔn)。”柯克表示,克能新能源不但參與“新國(guó)標(biāo)”標(biāo)準(zhǔn)的制定,也在積極踐行實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)柯克的介紹,安芯X電芯從材料、結(jié)構(gòu)和外殼三個(gè)維度打造了安全保障體系。“在結(jié)構(gòu)方面,采⽤軟包裝結(jié)構(gòu)專利技術(shù)、隔膜及負(fù)極邊緣尺⼨最佳余量懸伸設(shè)計(jì)、極⽿封裝優(yōu)化⽅案,以防⽌正負(fù)極⽚間內(nèi)部短路。”柯克進(jìn)一步介紹,產(chǎn)品同時(shí)采⽤負(fù)極涂層梯度孔徑設(shè)計(jì)和勻漿、涂布智能制造⼯藝保障及最佳電液配⽅,防⽌低溫充電在負(fù)極表⾯的枝晶⽣⻓導(dǎo)致內(nèi)部短路。

兩輪車鋰電池應(yīng)用的關(guān)鍵在于不同環(huán)境下的性能差異。“磷酸鐵鋰電池低溫性能不佳,不適合北方寒冷地區(qū);錳酸鋰電池高溫性能存在短板,且壽命相對(duì)較短。”柯克稱,“我們提升了純錳酸的壽命競(jìng)爭(zhēng)力,克能電動(dòng)兩輪車XM產(chǎn)品系列具有良好的低溫性能,48V24Ah錳酸鋰電池組在-20℃環(huán)境下1C放電的容量保持率仍然能夠達(dá)到99%。”

據(jù)悉,克能新能源擁有高安全、長(zhǎng)壽命、超耐寒、動(dòng)力強(qiáng)的新型純錳酸鋰、高性能磷酸鐵鋰及鈉離子軟包電池的多項(xiàng)核心技術(shù)。“克能的安陽(yáng)二期基地也即將投產(chǎn),目標(biāo)近期實(shí)現(xiàn)4GWh的產(chǎn)能。”柯克透露。

細(xì)分賽道的差異化競(jìng)爭(zhēng)

近年來(lái),動(dòng)力電池的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化。中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示,2022年,我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)能利用率為51.6%,2023年降至41%,供大于需的態(tài)勢(shì)繼續(xù)蔓延。

作為子領(lǐng)域,兩輪車電池的競(jìng)爭(zhēng)格局也在持續(xù)變化�？驴吮硎�,兩輪車鋰電池早期的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要是鉛酸電池,鉛酸電池的質(zhì)保期通常為15個(gè)月,而鋰電池通常為3年以上,且能量密度高,同等重量能攜帶更多電量,優(yōu)勢(shì)較為明顯。近年來(lái),隨著市場(chǎng)的發(fā)展,鋰電池在兩輪車的應(yīng)用率不斷提高,鋰電池之間的競(jìng)爭(zhēng)也開(kāi)始日益激烈。

面對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力,柯克表示,雖然同樣使用鋰電池,但四輪電動(dòng)車和兩輪車電動(dòng)車對(duì)電池的需求存在諸多差異,這使得公司所處的賽道擁有一定的天然壁壘;另一方面,安全性是鋰電池替代鉛酸電池的最大短板,柯克表示,克能新能源技術(shù)核心團(tuán)隊(duì)專注于自身擅長(zhǎng)的軟包電池技術(shù)已超10年,安全性是最大優(yōu)勢(shì),這構(gòu)成了公司面對(duì)同賽道競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的護(hù)城河。

圖為克能新能源創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)柯克博士

“術(shù)業(yè)有專攻,我們并不擔(dān)心電池大廠入局競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)際上此前已經(jīng)有數(shù)家大廠嘗試進(jìn)入該領(lǐng)域,但小動(dòng)力電池領(lǐng)域的技術(shù)、產(chǎn)品、商業(yè)模式與汽車電池存在差異。”柯克稱。

鋰電池出海是國(guó)內(nèi)電池廠的熱門選擇。柯克表示,克能新能源的出海布局已經(jīng)初見(jiàn)成效,在東南亞和北歐建立了經(jīng)銷渠道,開(kāi)展靈活的合作模式。即便如此,柯克仍將克能新能源定位為電芯工廠,強(qiáng)調(diào)電芯的研發(fā)和制造,而非品牌營(yíng)銷。“專注于生產(chǎn)和研發(fā)能夠讓公司保持核心競(jìng)爭(zhēng)力。”柯克說(shuō)。

兩輪車鋰電池替代鉛酸電池已成大勢(shì)所趨,新國(guó)標(biāo)更重視電池安全性

近年來(lái),兩輪電動(dòng)車的鋰電池替代已成為主流趨勢(shì)。從性能角度,鋰電池優(yōu)勢(shì)明顯,能量密度遠(yuǎn)高于鉛酸電池;相同帶電量下,鋰電池的重量只有鉛酸電池的不到1/3。使用壽命方面,鋰電池循環(huán)壽命為1200-3000次,鉛酸電池循環(huán)壽命僅有200-300次。業(yè)內(nèi)人士指出,新國(guó)標(biāo)的出臺(tái)將加速鋰電池替換鉛酸電池的進(jìn)程。

另一方面,鋰電池價(jià)格的下降是規(guī)模化替代的關(guān)鍵因素。碳酸鋰價(jià)格從2022年高位的約60萬(wàn)元/噸持續(xù)下跌,目前約10萬(wàn)元/噸。國(guó)泰君安研報(bào)認(rèn)為,2024年鋰價(jià)仍將處于震蕩下行、緩慢筑底的趨勢(shì),預(yù)計(jì)電池級(jí)碳酸鋰長(zhǎng)期會(huì)維持在8-10萬(wàn)元/噸區(qū)間。

原材料成本的下降直接帶來(lái)了鋰電池成本的下降。零跑汽車副總裁曹力在今年年初接受媒體訪問(wèn)時(shí)透露,零跑汽車的鐵鋰電芯采購(gòu)價(jià)格已實(shí)現(xiàn)0.4元/Wh;今年1月,寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電芯報(bào)價(jià)進(jìn)一步下探至0.33-0.38元/Wh。業(yè)內(nèi)人士表示,兩輪電動(dòng)車用戶對(duì)價(jià)格高度敏感,鉛酸電池的成本約為0.4元/Wh,此前消費(fèi)者選擇鉛酸電池車的主要原因是價(jià)格便宜,但以當(dāng)前價(jià)格而言,鋰電池車價(jià)格已經(jīng)和鉛酸電池車相差不大,更多消費(fèi)者開(kāi)始選擇性能更優(yōu)的鋰電池車。

替代浪潮之下,鋰電池的安全性是全社會(huì)始終高度關(guān)注的問(wèn)題。今年4月,工信部發(fā)布了《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》(GB 43854—2024,簡(jiǎn)稱“新國(guó)標(biāo)”)。新國(guó)標(biāo)為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),要求生產(chǎn)企業(yè)重新對(duì)電池的技術(shù)路線、工藝設(shè)計(jì)等進(jìn)行評(píng)估和研究,生產(chǎn)出符合該標(biāo)準(zhǔn)的電池,充分保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益。新國(guó)標(biāo)明確提出:“單體電池方面主要考慮了過(guò)充電、過(guò)放電、外部短路、熱濫用、針刺、標(biāo)志6項(xiàng)安全要求。”對(duì)電池安全做出了更加嚴(yán)格具體的要求。隨著相關(guān)政策的持續(xù)出臺(tái),行業(yè)規(guī)范化進(jìn)程有望加速,電池安全性將成為下一階段關(guān)注的重點(diǎn)。